Вопрос 2. Биомасса или живое вещество биосферы. Закономерности распространения биомассы в биосфере, тенденция ее изменения под влиянием деятельности человека

Совокупность всех живых организмов, населяющих Землю, составляет живое вещество, или биомассу, планеты. Наибольшей концентрации в биосфере биомасса достигает у поверхности суши и океана, так как в этих местах природные условия, такие как температура и влажность воздуха, наличие кислорода и других химических элементов, являются в высшей степени пригодными для жизни.

В верхних слоях атмосферы с высокой концентрацией ультрафиолетовых лучей, в глубинах океана, куда не проникает дневной свет, и в недрах литосферы, где температура достигает более 100 ^°С, концентрация жизни сравнительно мала. Крайних пределов биосферы достигают лишь низшие организмы – бактерии. Накопление биомассы так же находится в прямой зависимости от наличия зеленой растительности, выделения кислорода и поглощения углекислого газа при фотосинтезе. В биосфере растительная масса намного превосходит животную. Биомасса составляет около 0,01 % массы всей биосферы, но ее значение на Земле огромно.

От полюсов по направлению к экватору количество как растительности, так и биомассы соответственно возрастает. Наибольшим же разнообразием видов (свыше 8000) отличаются влажные тропические леса. Вместе с растительностью к экватору возрастает число животных видов. Наивысшей плотности биомасса достигает при большом разнообразии строения организмов, т. е. при различной приспособленности видов к условиям совместного существования. Такая картина наблюдается в биогеоценозах, где виды связаны между собой цепями питания. Цепи питания образуют сложную сеть передачи химических элементов и энергии от одного звена к другому.

На биомассу суши большое влияние оказывает человек. Его действия направлены на увеличение земли для собственной жизнедеятельности за счет сокращения площадей, производящих биомассу. Часто хозяйственная и промышленная деятельность его приводит к массовой гибели почвенных организмов, играющих важную роль в биосфере.

Более 2/3 поверхности планеты занимает Мировой океан. Поверхность океана глубиной до 100 м занимают микроскопические одноклеточные водоросли, образующие микропланктон. Он является основной пищей животных, населяющих океан. Кроме этого дно океана заселено множеством организмов, которые носят название бентоса. В океане происходит около 1/3 всего фотосинтеза планеты. Однако количество биомассы в Мировом океане в 1000 раз меньше, чем на суше.

Деятельность человека, в частности добыча нефти в морях и ее транспортировка в танкерах, приводит к загрязнению вод Мирового океана. Это крайне губительно сказывается на жителях морских глубин. Для сохранения биомассы Мирового океана необходимо соблюдение мер по защите и охране вод от загрязнения. Несмотря на то, что человечество представляет собой сравнительно небольшую биомассу в биосфере, масштабы его деятельности столь велики, что часто наносят непоправимый ущерб природной среде. Используя природные ресурсы, человек в течение года перемещает более 4 трлн т вещества, создает множество химических соединений, часть которых не включается в круговорот веществ, а накапливается и загрязняют биосферу. Промышленные выбросы загрязняют окружающую среду и вызывают снижение уровня солнечной радиации.

Вопрос 3. Из предложенных гербарных материалов, коллекций, муляжей, чучел составить цепь питания, определить направление движения вещества и энергии в ней. Объяснить, почему в данной цепи начальное звено составляют растения

Рассмотрим пищевую цепь на примере биогеоценозов суши. На суше пищевые цепи обычно состоят из 3–5 звеньев, например: степные злаки → кузнечики → ящерицы → змеи → степной орел. В данной цепи начальное звено составляют зеленые растения, непосредственно преобразующие энергию солнечного света в энергию органических веществ, необходимых для жизнедеятельности всех остальных живых организмов, входящих в пищевую цепь.

Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса хищников меньше, чем масса растительноядных. Эта закономерность называется правилом экологической пирамиды.

При переходе на следующий трофический уровень поток энергии уменьшается в направлении от продуцентов (зеленых растений) к консументам (животным), так как большая часть энергии тратится организмами на обмен веществ с окружающей средой и рассеивается в виде тепла.