- •Введение
- •1.2. Границы биосферы
- •Структура биосферы
- •1.4. Организованность биосферы
- •Биосфера
- •1.5. Устойчивость и саморегуляция в процессе развития биосферы
- •1.6. Понятие о биогеоценозе как элементарной структурной единицы биосферы
- •1.7. Понятие о ландшафтах
- •1.8. Компоненты биосферы
- •1.9. Литосфера (земная кора)
- •1.10. Гидросфера
- •1.11. Живое вещество
- •1.12. Органические соединения и их трансформация
- •1.13. Почва и ее ответственность за развитие биосферы
- •2. Миграция веществ
- •2.1. Типы миграции
- •Внешними факторами миграции являются температурный режим, давление, кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия среды.
- •Рассмотрим окислительно-восстановительный режим почв (овп).
- •2.2. Интенсивность биологического поглощения
- •2.3. Геохимические барьеры
- •3. Ноосфера. Техногенная миграция элементов
- •3.1. Понятие о ноосфере
- •3.2. Отличительные признаки ноосферы. Техногенез
- •3.3. Техногенные аномалии и техногенные барьеры
- •3.4. Пути оптимизации перехода биосферы в ноосферу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
Введение
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 020802 – «Природопользование». Также может быть использовано студентами, обучающимся по специальности 280201 – «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» по курсу «Науки о Земле» или студентами других специальностей, в учебной программе которых предусмотрено изучение ландшафтоведения.
В пособии изложены взгляды В.И. Вернадского [1-4], его учеников и последователей на особенности биосферы как структурной оболочки планеты Земля, миграцию веществ и влияния геохимической среды на развитие и химический состав растений, и биогеохимические функции живого вещества [5-7].
Пособие является дополнением к лекционному материалу, предусмотренному программой по курсу геологии. Особое внимание в нем уделено более глубокому и подробному рассмотрению вопросов, которые не достаточно полно изложены в имеющейся по данному курсу учебной литературе.
1. БИОСФЕРА. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ
КАК О СТРУКТУРНОЙ ОБОЛОЧКЕ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ
1.1. Геохимические аспекты учения о биосфере. Роль живого вещества
в геологической истории земли
Термин «биосфера» был введен в науку Зюссом (Suess, 1875). Биосфера по Зюссу – это сфера обитания живых организмов, или сфера, занятая жизнью.
В.И. Вернадский такое понимание биосферы в дальнейшем развил как понятие планетной среды, в которой только и может проявляться жизнь. В книге «История минералов земной коры» (1925) В.И. Вернадский писал: «Живое вещество тоже распространено концентрически в земной коре. Область, им занятая, образует в земном шаре оболочку, которую мы называем биосферой. Эта биосфера охватывает часть литосферы и атмосферы и всю гидросферу».
Позднее В.И. Вернадский начинает рассматривать биосферу как большое естественное тело планеты, в котором идут все биогеохимические явления, определяющие его сущность. Он пишет: «Земная оболочка, биосфера, обнимающая весь земной шар, имеет резко обособленные размеры, в значительной мере она обуславливается существованием в ней живого вещества – им заселена. Между ее косной безжизненной частью, ее косными природными телами и живыми веществами, ее населяющими, идет непрерывный материальный и энергетический обмен, материально выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом.
Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием. Оно проникает всю биосферу, и этот биогенный ток атомов в значительной степени ее создает. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического времени связана с живым заселяющим ее веществом.
В этом биогенном токе атомов и связанной с ним энергии проявляется резко планетное, космическое значение живого вещества. Ибо биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникает космическая энергия, космические излучения, и, прежде всего, лучеиспускание Солнца, поддерживающее динамическое равновесие, организованность: биосфера – живое вещество».
В 1926 году в своей книге «Биосфера» В.И. Вернадский изложил 6 эмпирических обобщений, вскрывающих роль живого вещества в геологической истории Земли:
1. Современное живое вещество находится в генетической связи с живым веществом прошлого. Условия земной среды доступны для существования живого вещества и его химического влияния на окружающую среду. Отсюда вывод о непрерывности процессов выветривания;
2. Во все известные геологические периоды неизменно выдерживается принцип Реди (Redi, 1712) –« все живое от живого»;
3. Лучистая энергия Солнца регулирует химическое проявление земной коры через посредство живых организмов;
4. История Земли демонстрирует принцип Геттона (Неtton, 1796) – «В геологии нет ни начала, ни конца»;
5. Существование биосферы на планете непрерывно во времени (принцип актуализма);
6. Эволюционный процесс имеет направленность – принцип Дана (Dаn, 1863).
И далее В.И. Вернадский добавляет научные положения, указывающие на характер проявления биосферы не только в природе Земли, но и в космосе:
1. Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю ее и все в ней, и биосфера должна рассматриваться как «область превращений космической энергии»;
2. Изучение жизни в форме живого вещества указывает на то, что это есть планетное, т.е. космическое явление, и биосфера, таким образом, выявляется как планетное явление космического характера;
3. Живое вещество есть, прежде всего, планетное явление и не может быть оторвано от биосферы, геологической функцией которой оно является.
Таким образом, в этих положениях В.И. Вернадского четко сформулировано, что биосфера должна рассматриваться и как земная природа, и как планетное явление космического характера.
Таким образом, биосфера – это геологическая земная оболочка, охваченная жизнью и структурно организованная этой жизнью.
Биосфера взаимосвязана со своим планетным окружением, т.е. существует и развивается в среде планетного характера.
Биосфера, как планетная система, входит в более обширную надсистему Земли, обладающую единством взаимодействия земного и космического процессов.
Организованность биосферы – результат планетно-космической организованности.
В настоящее время организованность биосферы интенсивно изменяется под влиянием человеческой деятельности.