структура на биосферата

Chibisova NV Dolgan EK

Концепцията на биосферата като местообитание на живи организми или зоните, обитавани от живота, тя беше предложена през 1878 г. от австрийския учен Д. Suess. По-късно VI Вернадски дойде на биосферата като планетарна среда, в която общата дневна вещество. Живото вещество се разглежда като специален проява на термодинамичните, физични и химични условия на планетата, могат да ги организира по такъв начин, че да има максимална стабилност във времето и пространството. Биосфера - не е само външната обвивка на Земята, обхваната от живота, но тя е структурирана. Живото вещество по време на своето съществуване, той дълбоко промени първоначалната природа на планетата. Животът като тя се адаптира сряда и оптимизирани условия. В стратосферата, озон произхожда екран, който предпазва живите същества от фаталните последици от ултравиолетовите лъчи и други космически лъчения.

Ограничени ресурси азот-въглерод, вода, въздух и минерална храна жива материя преодолее чрез създаване на почвена покривка, синтезът на високо минерали (предоставящи сорбция на азотни съединения, фосфор, калций, калий, т.н.), по-ефективно натрупване на хумус съединения органичен макро- (С , N, P, Са, S, K) и микроелементи (J, Zn, Cu, Co, Se и др.). Според биохимичната стойност за поддържане на живота на капака на планетата почвата е сравнима с щит озона в стратосферата.

Фотосинтезата е активен биохимичен механизъм за натрупване на енергия в масите на органична материя в почвата хумус под формата на изкопаеми горива.

Заражда се и показа изключителната си роля механизъм "сътрудничество" (симбиоза) между растения, животни, насекоми, по-ниски безгръбначни, микроорганизми, за да се образуват така наречените хранителни вериги. вериги за хранителни стоки осигуряват продължително задържане в енергия от екосистемите, свързани с фотосинтезата и резерват biophilic елементи (P, N, K, S, Ca, Mg, и т.н.), необходими за новите поколения живата материя. Въз основа на това, основните връзки са съставени от биогеохимични цикли на материята.

Според съвременните представи за структурата на биосферата, въз основа на идеите на VI Вернадски, биосферата като местообитание на организми с организмите се могат да бъдат разделени в три subsphere: aerobiosferu, gidrobiosferu и geobiosferu.

Aerobiosfera обитавани от организми, живеещи субстрат, който е влага във въздуха. Ограничаващите фактори са aerobiosfere живот в присъствието на водни капки и твърди аерозоли, издигаща се от повърхността на Земята, както и положителна температура. Aerobiosfera от своя страна се разделя на две subpodsfery: tropobiosferu и altobiosferu.

Gidrobiosfera - това е цялата глобалния свят на води, обитавани от водни организми. На свой ред gidrobiosfera включва akvabiosferu - континентален мир, най-вече прясна вода, вода и marinobiosferu (световните морета и океани).

Geobiosfera - geobiontov жилище, жизнена среда, която служи като твърда земя. Geobiosfera разделена на пет subpodsistem, които включват litobiosistema.

Биологичният спектър на биосферата е стъпила характер: в общността, население, организъм, орган, клетка, ген.

Фиг. 1. Обект на изследване в областта на екологията

Трябва да се отбележи, че спектърът не може да намери остри граници (в функционален смисъл на думата), тъй като всяко ниво е интегрирана, е свързана с другите.

Като организъм изолиран от населението, не са в състояние да живеят дълго време, обществото не може да съществува, ако няма цикъл на материята и енергията не пристигнат.

Всяка единица (Biosystem), включително всички заедно в организми функционирането сайт (биотично общност) и взаимодейства с физическата среда по такъв начин, че потокът енергия създава добре дефинирана структура и циркулация на биологични вещества между живот и неживи части представлява екологична система.

Концепцията на екосистемите може да се реализира по прост модел представени на фигура 3.2, където Е - движещата сила Р - свойства, F - потоци, у - взаимодействие.

Фиг. 3.2. Екосистемата на линеен модел

Р1 и Р2 са две свойства, които при взаимодействие с Y - P3 дават трета функция, когато системата получава енергия от източника Е.

F1 - F2 - посока на потока на материята и енергията от които F1 - входящ и F2 - изход. Този алгоритъм може да служи като модел за образуване на смог във въздуха над всеки град.

Р1 и Р2 - въглеводороди и азотни окиси (два вида автомобилни отработените газове на химични компоненти). P3 - смог, образувани от тези компоненти под влиянието на слънчева енергия, така че въздействието на P3 (смог) е по-опасно за здравето от отделни Р1 и Р2.

Схемата на фиг. 3.2 характеризира линеен екосистема. Но естествените екосистеми често имат пръстен или структура линия (фиг. 3.3).

Фиг. 3.3. Частично затворена система

Такъв, например, е град на екосистемата, в която ресурсите. А превърнат в полезни продукти. B и получената отпадъци. Оттогава обработка започва в производството, което намалява количеството на отпадъци (емисии).

Във всеки екосистема, с оглед на обратната връзка са налице четири основни компонента: мощност поток вещества оборота общност и прилагане на обратна връзка. Поток слънчева енергия проникваща екосистема частично преобразуваната общност и продължава на качествено по-високо ниво, trasformiruyas енергия в химична връзка в органичната материя. Повечето слънчеви енергийни разгражда (напуска системата под формата на топлина - радиатор). Енергията може да се съхранява, трансформира, но това не може да се използва повторно. Въпреки това, на батериите (хранителни вещества) и водата се използва повторно!

Трябва да се отбележи кибернетичен характер на екосистемата, т.е. в допълнение към енергийния цикъл на вещества потоци се характеризират с мрежи за данни (физически и химически сигнали, които се свързват всички части на системата и контролните като едно цяло).

Принципът на обратна връзка до голяма степен определя стабилността на екосистемите. Разграничаване резистор и еластична стабилност.

Resistor - способността на екосистемите да се противопоставят на нарушения, поддържане непроменена своята структура и функция.

Еластичен - способността да се възстановява, след като неговата структура и функция са били нарушени.

Като цяло, на екосистемите се делят на естествени (пасища, тундра, пустиня, гора, езеро, море, океан) и изкуствена (град, agroecosystem, аквариум, космически кораб).

Структурни характеристики:

1. Покритие: тундрата, степ, покривалото, иглолистни гори, тропиците

2. Сладководни: естествени и изкуствени езера, реки, потоци, блата

3. Marine: открития океан, крайбрежните води, проливи и така нататък.

Енергийните източници - четири вида функционални системи:

1. Материалите, задвижвани от слънцето, несубсидирани (отворени океаните и алпийски дървесина E = 1000-10000 Kcal / m2).

2. Natural, задвижван от слънцето и други природни източници субсидирани (води на континенталния шелф, някои тропически гори: E = 10,000-40,000 ккал / m2).

3. Подвижен слънце и субсидирана от човека (селскостопански, аквариуми: E = 10,000-40,000 ккал / m2).

4. градски, крайградски, индустриални зони, в резултат на гориво (изкопаеми, ядрени и т.н.). Global източник е слънцето, и горивото, въпреки че тези екосистеми зависи от първите трима.

В своето развитие, човешкото общество е преминал през всички тези четири вида екосистеми. Но сега - рязко поляризация на развитие: най-високо развитите страни консумират голям мащаб, нефт, въглища и газ. "Трета световна" зависи от биомаса (дървесина), като основен източник на енергия (т.е., задвижван от слънцето).

Точно както силите на природата е заменен ерата на изкопаемите горива, за да ги замени ще дойде ерата на ядрената енергия.