- •25. Поняття про біогеоценоз і екосистему.
- •26. Індикативне значення організмів.
- •27. Стійкість екосистем.
- •28. Трофічні рівні і ланцюги живлення в екосистемах.
- •29. Екологічна піраміда та її види.
- •30. Основні екосистеми світу.
- •31. Біосфера – глобальна екосистема Землі.
- •32. Геохімічна роль живої речовини.
- •33. Біогеохімічні цикли.
- •34. Вчення про ноосферу.
- •35. Роль в.І. Вернадського у розвитку вчення про живу речовину, біосферу і ноосферу.
- •36. Середовище існування людини.
31. Біосфера – глобальна екосистема Землі.
Біосфера – це особлива, охоплена життям оболонка Землі; це поверхня нашої планети, її зовнішня сфера, яка відмежовує її від космічного середовища; це область земної кори, зайнята трансформаторами, котрі перетворюють космічне випромінювання у діяльну земну енергію – електричну, хімічну, механічну, теплову тощо; це верхня оболонка однієї з найбільших концентричних частин планети – земної кори; це загальнопланетарна оболонка, до складу якої входять нижні шари атмосфери, вся гідросфера і верхні шари літосфери. Її склад і будова зумовлені нинішньою та попередньою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів (живої речовини).
Найбільш вдалий термін «біосфера» як «лик Землі» запропонував австрійський гідробіолог і геолог Едвард Зюсс у 1875 р. для виділення поряд з атмосферою, літосферою та гідросферою ще однієї оболонки, яка розміщується на сухопутній та водній поверхнях, хоча на початку свого існування була пристосована лише до життя у гідросфері. У своїй праці з опису геології Альп він позначив цим терміном простір земної поверхні, населений життям. Пізніше Зюсс визначив біосферу ширше – як обмежену у часі і просторі сукупність організмів на поверхні Землі. Раніше (1863 р.) Елізе Реклю ввів близький за значенням термін «географічне середовище». Крім того, два вітчизняних науковця (Вернадський і Тутковський) на поч. ХХ ст. розробили свої концепції біосфери.
На сьогодні за видовим складом на Землі тварини (2 млн видів) переважають над рослинами (0,5 млн), водночас запаси фіто маси становлять 99% запасів живої біомаси Землі. Межі біосфери як глобальної екосистеми визначаються наявністю сприятливих для організмів абіотичних факторів: температури, води, складу газів, елементів мінерального живлення.
Верхню межу біосфери В.І. Вернадський назвав променевою, тобто верхня межа життя в атмосфері обмежена інтенсивною концентрацією ультрафіолетової радіації (85 км), а фізичною межею є озоновий екран (на висоті 20-25 км), який поглинає більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, хоча основна частина живих істот концентрується на висоті 1-1,5 км.
Нижню межу називають термічною, оскільки вона зумовлена наявністю високих температур. Її проводять на суші у середньому на глибині 3-3,5 км від земної поверхні, тобто там, де температура підземних вод та гірських порід у літосфері перевищує 100 С. У різних місцях, різні науковці проводять цю межу на глибинах від 2-2,5 до 4 км. Нижня межа на суші пов’язана не тільки з поширенням організмів, а й із зонами «минулої біосфери» (так Вернадський називав залишки біосфери минулих геологічних епох, що збереглися до наших днів), яка слугує доказом тривалої еволюції біосфери Землі.
У гідросфері нижня межа існування активного життя обмежується дном Світового океану, де температура становить близько 0 С. Більше поширення організмів обмежено лімітуючими чинниками: проникненню вгору перешкоджає космічне випромінювання, а проникненню углиб – висока температура земних надр.
У межах біосфери немає абсолютно неживих просторів. На поверхні Землі у наш час повністю відсутнє життя лише на території значних зледенінь та у кратерах діючих вулканів.
По вертикалі біосфера розділяється на дві чітко відокремлені області: верхню, освітлену, - фото біосферу, у якій відбувається фотосинтез, і нижню, «темну», - меланобіосферу, у якій фотосинтез неможливий. На суші межа між ними проходить поверхнею Землі. На розвиток життя, а, отже, і на межі біосфери впливають наявність кисню, вуглекислого газу, води у рідкій фазі тощо. Обмежують зону поширення життя дуже високі або низькі температури, наявність елементів мінерального живлення. Лімітуючим чинником можна вважати і надмірно солоне середовище, наприклад, перевищення концентрації солей у морській воді приблизно у 10 разів. Позбавлені життя також підземні води з концентрацією солей понад 270 г/л.
Найбільшу товщину біосфера має у тропічних широтах (приблизно 22-25 км), найменшу – у полярних (12-15 км; у помірних широтах – 14-16 км). Приблизна маса усієї біосфери становить 3*1024 г (0,05% від маси Землі), а об’єм – 10*1024 см3 (0,04% від об’єму Землі).
Порівняно з екосистемами менших розмірів, біосфера має такі специфічні риси:
біосфера є унікальною, незамінною і неповторною біотичною системою (дрібніших екосистем є безліч, але майже усі вони взаємозамінні);
відрізняється від інших екосистем практично безмежною тривалістю існування;
зберігає безмежно великий запас генетичної інформації, який накопичувався мільярди років, внаслідок чого ця інформація є майже невичерпною;
є найдосконалішою саморегульованою системою з найповнішими механізмами самозахисту від руйнівного впливу зовнішніх космічних та внутрішньо планетарних збурень;
на відміну від малих екосистем, характеризується величезними запасами вільної енергії, не лише тієї, що накопичена у сучасних підпорядкованих їй екосистемах, а й накопиченої системами минулих епох;
відрізняється величезним різноманіттям життєвих форм, видів, внутрішньовидових структур, просторовою і функціональною асиметрією, потужними механізмами самозбереження, постійним зростанням організованості, внаслідок чого її можна вважати практично незнищуваною (життя як стійке планетарне явище можливе лише у тому випадку, коли воно різноякісне).