Биосфера

Согласно В.И. Вернадскому, биосфера – это область существования живого вещества. Биосфера – это условно выделенная часть единой географической оболочки, где распространена жизнь. Включает:

• всю гидросферу, т.к. она полностью охвачена жизнью;

• атмосферу до высоты 30 км, где могут встречаться некоторые простейшие организмы;

• литосферу до глубины 4-5 км, где также встречаются живые организмы.

Наиболее насыщены жизнью поверхность суши, её почвенный слой и поверхность океанических вод до глубины 150-200 м.

В.И. Вернадский. Учения о биосфере и ноосфере.

Создателем учения о биосфере (1926 г.) стал выдающийся русский учёный Владимир Иванович Вернадский.

В.И. Вернадский отмечал, что вещество биосферы состоит из разнородных, геологически неслучайных частей:

• живого вещества – биомассы современных живых организмов;

• биогенного вещества – всех форм детрита (детрит – мёртвое органическое вещество, продукты выделения и распада организмов), а также торфа, угля, нефти и газа биогенного происхождения;

• биокосного вещества – смеси биогенных веществ с горными породами небиогенного происхождения (почва, илы, природные воды);

• косного вещества – горных пород и минералов.

В.И. Вернадский рассматривает биосферу не как простую совокупность живых организмов, а как единую оболочку (пространство), в которой сосредоточена жизнь, и где осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическими веществами природной среды. Вернадский считал, что на последнем этапе своей эволюции биосфера постепенно , под влиянием человеческого разума перейдет в «новую сферу», т.е. ноосферу. Ноосфера – новое эволюционное состояние биосферы, когда в её развитии основным определяющим фактором становится человеческий разум, – «мыслящая оболочка» по Вернадскому. Учение о ноосфере изучает проблему взаимоотношений человеческого общества и природы. Развитие природы требует учёта эволюционных закономерностей природы и в обязательном порядке – гуманистических взглядов.

Основные признаки перехода биосферы в ноосферу:

• высокий уровень развития науки обеспечивает глубокую обоснованность действий человека;

• политическое единство человечества, исключающее войны из жизни общества;

• высокий уровень жизни людей в любом уголке нашей планеты;

• социальное равенство людей на Земле, не допускающее национализма, расизма, нищеты, эксплуатации;

• наличие альтернативных источников энергии, новых технологий и путей эффективной утилизации солнечной энергии

Растительный мир и человек

Растения – это особое царство природы, в которое входит более 300 тысяч видов (по другим данным – более 500 000). Растения составляют более 98 % биомассы Земли. 90 % всей фитомассы суши (82 % фитомассы Земли) сконцентрировано в лесах.

Планетарная роль растений

• Синтез органических веществ

• Поглощая углекислый газ и воду, выделяют кислород. Значительная часть кислорода атмосферы возникла в результате деятельности растений. Один гектар леса обеспечивает дыхание 200 человек

• Благодаря кислороду, выделенному растениями, сформировался озоновый слой планеты, что сделало возможным жизнь на суше

• Превращаются в торф и уголь, т.е. становятся источником тепловой, химической и др. видов энергий

• Являются пищей для травоядных животных, которые, в свою очередь, становятся кормом хищников

• Образуют органогенные горные породы и почву

• Воздействуют на гидросферу Земли

Значение растений в жизни человека

• Обеспечивают необходимое для дыхания количество кислорода

• Растительная пища, полезная для здоровья

• Источник топлива (до сих пор 1/3 населения Земли отапливается дровами)

• Материал для строительства жилищ и изготовления предметов быта

• Орудия производства

• Изготовление одежды

• Лечебные свойства лекарственных растений

• Очищают атмосферу, в том числе от болезнетворных бактерий

Влияние леса на природную среду

1. Воздухоохранное значение. Лес – активнейший участник процесса очищения атмосферы

2. Водорегулирующее значение проявляется в:

• накоплении влаги в почве

• предотвращении заболачивания (большое количество влаги испаряют кроны деревьев)

• увеличении запасов грунтовых вод и ослаблении весенних половодий (снег в лесу тает медленнее, что позволяет талым водам впитываться постепенно, а не уноситься стремительно в реку + корневая система деревьев рыхлит почву, что улучшает просачивание)

• тем самым предотвращается пересыхание ручьёв, колодцев и обмеление рек

• ослаблении паводков, т.к. просачивание влаги в лесах лучше, к тому же часть влаги остается на кронах

3. Почвозащитная роль леса проявляется в предотвращении эрозии почвы и её истощения, улучшении физико-химических свойств почвы (рыхление, обогащение кислородом, предотвращение вымерзания за счет рыхлой лесной подстилки)

4. Лес – место обитания многих видов животных

5. Климатообразующее значение проявляется в:

• снижении поступающей на земную поверхность солнечной радиации, которая поглощается при фотосинтезе, отражается от крон деревьев

• уменьшении обратного излучения от земной поверхности в ночное время

• повышении относительной влажности воздуха, т.к. листья испаряют большое количество влаги, кроны во время дождя задерживают часть осадков, которые не сразу попадают на почву и просачиваются, а испаряются

• снижении скорости ветра на 35-40 %

6. Закрепление песков

7. Укрепление горных склонов и оврагов

8. Полезащитное значение

9. Снегозащитная роль

10. Преграда на пути суховеев

Оздоровительное и санитарно-гигиеническое значение леса

Лес – главный поставщик кислорода в атмосферу. Он ежегодно производит 55,5 млн. тонн кислорода. Наиболее активно поставляют кислород – лиственные деревья. Из них «передовиком» является тополь, немного уступают ему дуб и липа. Значительно меньше выделяют кислорода хвойные.

Зато хвойные породы деревьев лучше отфильтровывают атмосферу от пылевидных и газообразных веществ. Хотя и здесь лидером является лиственное дерево – дуб, 1 га которого отфильтровывает в год 54 т пыли. А тот же тополь, из-за гладкой поверхности своих листьев, осаждает пыли в несколько раз меньше. В среднем, растения осаждают на своей поверхности 60-70 % взвешенных в воздухе частиц пыли, которая затем смывается на землю во время дождя.

В процессе газообмена растения способны поглощать до 60 % содержащихся в воздухе вредных газообразных веществ, таких как сернистый газ, окислы азота, аммиак. Это приводит к ослаблению, а порой и гибели самих растений. Сернистый газ лучше поглощается тополем, ясенем, вязом, липой, берёзой, окислы азота – туей и можжевельником. Азотные газы лучше поглощаются хвойными деревьями, серные – лиственными.

Многие лесные виды растений выделяют летучие вещества – фитонциды, способные убивать болезнетворных микроорганизмов. В воздухе большого города в 1 м³ содержится 50-60 тысяч бактерий, а в лесу, благодаря действию фитонцидов – лишь 200-300 бактерий. 1 га можжевельника выделяет 30 кг фитонцидов, способных стерилизовать воздух небольшого города.

Велико и шумопонижающее значение леса. Лесная полоса шириной в 100 м снижает шум автомобиля на 30 %. Уникальными звукопоглотительными свойствами обладает секвойя гигантская (мамонтово дерево). В её лесах человеческий голос не слышен уже в 10 м.

Не стоит забывать и о эстетическом и рекреационном значении леса, об удовольствии, получаемом при прогулке в лесу, что способствует восстановлению нервной системы, сил и всего здоровья в целом.

Значение древесных ресурсов леса

• 20 % древесины идёт на топливо, т.к. более 1/3 человечества до сих пор отапливается дровами.

• 50 % населения мира живёт в деревянных домах

• из древесины получают более 20 тысяч изделий

• крупнейшим потребителем древесины являются строительство, производство мебели, фанеры и всевозможной тары

• бумага съедают немалую долю заготовленной древесины (газете тиражом 100 тысяч экземпляров на год необходимо 1-2 га леса). Поэтому из макулатуры в Японии производят 33 % бумаги, в США – 25 %

• незаменима древесина при изготовлении музыкальных инструментов (скрипка, рояль, гитара,…) и при креплении забоя в шахтах (сосна)

• разнообразна и продукция лесохимии – целлулоид, бездымный порох, фото- и киноплёнка, искусственные кожа и каучук, спирты, древесный уксус, вискозный шёлк (ель), искусственная шерсть (осина), канифоль + скипидар + камфора (сосна), хвойно-витаминная мука (животным),…

Недревесные ресурсы леса

• грибы – в СССР их запасы составляли до 5 млн. т в год

• ягоды – их запасы свыше 6 млн. т в год

• орехи и плоды – с 1 га кедровых лесов можно собрать до 5 т орешков в год. Но просто уникальны и бесподобны орехо-плодовые леса юга КР – грецкий орех, фисташка, яблоня, груша, миндаль, барбарис, алыча, боярышник, малина, чёрная смородина, …

• лекарственные травы дают до 50 % сырья для изготовления лекарственных препаратов. Десятки их видов сейчас введены в культуру, однако при этом они теряют часть своих целебных свойств. Особо сильно сократились природные запасы растений, у которых целебными являются корни.

Распространение лесов

Леса занимают ¼ суши. Они образуют 2 пояса: северный и южный. Оба пояса имеют примерно равные площади.

Северный лесной пояс состоит из лесов двух видов – хвойных (тайга) и широколиственных листопадных.

Южный лесной пояс состоит преимущественно из вечнозеленых тропических и экваториальных лесов

Проблемы лесов

Чтобы решить проблему лесных пожаров, надо вырубить леса.

Дж. Буш-мл., президент США, август 2003 г.

• Главная проблема – вырубка лесов. За последние 10 тысяч лет вырублено 2/3 лесов, следовательно, когда-то леса занимали более половины суши – до ¾.

• Каждый человек потребляет за свою жизнь продукцию из 200-300 деревьев, а вместо 10 вырубленных сажается лишь 1 дерево.

• Лесные пожары стали последние годы настоящим бичом лесов.

• Значительные площади лесов были затоплены при строительстве водохранилищ, главным образом на сибирских реках

• Кислотные дожди снижают продуктивность лесов, замедляя процесс фотосинтеза

• Использование гербицидов с авиации приводит к их попаданию в лесные массивы