Биосфера земли

План реферата : 1. Вступление 2. Понятие «биосфера» . 3. Органи зация биос феры. 4. Биосфера и человечес тво 5. Заключение ОСНОВНАЯ ЛИТ ЕРАТУРА М . М . Кашмилов «ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ» 1979 г. «БИОСФЕРА И ЕЁ РЕСУРСЫ» ред . А . Н . Тюрюканов 1971 г. Также использованы лекции по экологии 09-10.2001г. Автор р еферата : Павлов В.В. Вступление Сегодняшняя экологическая обстановка на нашей планете оставляет желать лучшего , поэтому п режде всего стоит обратить внимание на вз аимоотношения человечества и биосферы . Загрязнени е биосферы – первопричина болезней и пре ждевременных смертей . Основная задача наш его времени – не допустить необратимых и зменений , связанных с загрязнением окружающей среды . Общество постоянно развивается , но вмес те с прогрессом растёт количественный и к ачественный характер загрязнения биосферы. Ч еловечество в целом , а не отдельные страны должны позаботиться о создании системы о храны окружающей среды иначе просто придется жить в скафандре . Павлов В.В . Понятие «биосф ера» . Содержание понятия биосферы не всегда было однозна чным . Первоначально биосферами называли г ипотетические глобулы (видимо под влиянием ид ей французских учёных XVIII века П . Л . Мопертюи и особенно Ж . Л . Бюффона о бессмертных о рганических молекулах ), якобы составляющие живую основу всех организмов . Такое понимание продержалось во Франции до середины века. Существенно иное представление о биосфере сформулировал в 1875 г . австрийский геолог Э . Зюсс . В монографии «Происхождение Альп» Он говорит о «самостоятельной биосфере» как об особой оболочке Земли , образ ованной живыми о рганизмами . В заключительной главе большого т рехтомного труда «Лик Земли» (1909) этот автор пишет , что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж . Ламарка и Ч . Дарвина о единстве органического мира. С работ Зюсса датируется начало би ологического представления о биосфере , ка к о совокупности организмов , населяющих Землю , как о живой оболочке планеты . Такого взгляда придерживались многие русские географы , например Н . М . Сибирцев (1899), Д . Н . Анучин (1902), П . И . Броунов (1910), А . А . Г р игор ьев (1948), английский исследователь и философ Дж . Бернал (1969). Французские учёные Э . Леруа (1927) и П . Тейяр де Шарден (1965, 1969) также взяли за основу определение Зюсса , однако трактуют его в идеалистическом плане . Согласно Тейяр у , биосфера – жи в ой пласт пла неты – одна из стадий воплощения Бога . Представление Зюсса о биосфере как о б особой оболочке земли использовал и В . И . Вернадский (1926), вложив в него , однако , с ущественно иное , биогеохимическое , содержание . Биос фера , по Вернадскому , - облас ть распростране ния жизни , включающая наряду с организмами и среду их обитания . Тейляр де Шарден в Сборнике статей «Будущее человека» (1969) выр азил своё несогласие с подобной трактовкой , явно противоречащей его идеалистической концеп ции эволюции. Разработ ка биогеохимического представле ния о биосфере была тесно связана с п рактической деятельностью В . И . Вернадского в Комиссии Академии наук по изучению естес твенных производственных сил России (начало 1915 г .). Зачатки этого представления можно обнар ужить у же в высказываниях ученых XVII и XVIII вв . , в книге «Космос» А . Гумбольдта и Докучаева . В настоящее время оба понимания биос феры , по Зюссу и по Вернадскому , существую т . Н . В . Тимофеев-Ресовский предлагает говорить о биосфере в узком и широком пониман ии . Представляется более целесообразным упот реблять это понятие , вкладывая в него смыс л , приданный Вернадским , - область распространения жизни , используя для биосферы в «узком смысле» выражения : «совокупность организмов» , « пленка жизни» , «живой покров Земли», «биота» , «биос». Верхняя граница биосферы , по Вернадскому (1965), проходит на высоте 15-20 км , охватывая всю тропосферу и нижнюю часть стратосферы : оз он находится у полюсов в слое 8 – 30 км ., в тропиках 15-35 км . Снизу Биосфера ограничен на отложениями на д не океанов ( до глубины свыше 10 км .) и глубиной проникновения в недра Земли организмов и воды в ж идком состоянии . Подстилающая литосфера , верхняя стратосфера , ионосфера и космическое пространст во служат биосфере средой . Основной энергетич еский источник , о беспечивающий функциони рование биосферы , - лучистая энергия Солнца. Таким образом , биосфера – это особа я термодинамическая открытая оболочка Земли , вещество , энергетика и организация которой и обуславливаются взаимодействием её биотического и абиотическог о компонентов . Она , сле довательно , включает совокупность организмов и их остатки , а также части атмосферы , гид росферы и литосферы , населённые организмами и изменяемые их деятельностью. Важнейшей функцией биосферы является ре гулярное , возрастающее во време ни воссозд ание живого вещества по численности , весу и количеству аккумулированной и удерживаемой энергии . Человек воспринимает эту функцию как биологическую продуктивность биосферы , её ча стей (океан , почвы , пресные воды ) или её отдельных экосистем и биоге о ценозо в (дельты , луга , тайга , поля зерновых и т.д .). Организация би осферы. Организованн ость биосферы – явление многоплановое . В самом крупном плане биосфера представляет со бой единство живого и минеральных элементов , вовлечённых в сферу жизни . Сущест вен ная составная часть единства – биотический круговорот , основанный на взаимодействии орг анизмов , создающих и разрушающих органическое вещество. При более детальном рассмотрении нетрудно обнаружить г етерогенность биотического круговорота , его более древн юю часть , составленную из однокл еточных синтетиков и деструкторов , и относите льно позднюю надстройку из многоклеточных орг анизмов. Ещё более внимательный анализ показывае т , что биосфера распределена по поверхности Земли неравномерно . В различных природных условиях она сформирована в виде о тносительно самостоятельных природных комплексов , получивших название экосистем , или биогеоценозов . Понятие «биогеоценоз» введено в науку со ветским ботаником Академиком В . Н . Сукачевым и означает сообщество организмов ра з ных видов , обитающее в определённых пр иродных условиях. Каждый биогеоценоз , или экосистема , предс тавляет собой своеобразную модель биосферы в миниатюре . Он , как правило , включает фотос интетиков – хлорофиллоносные растения , создающие органическое вещество, гетеротрофов , живущи х на созданной автотрофами органике , деструкт оров , разрушающих органическое вещество тел р астений и животных до минеральных элементов , а также субстрат с каким-то запасом м инеральных элементов. В зависимости особенностей субстрата , кл имата , исторических факторов формирования жизни биогеоценозы могут весьма существенно различаться . Известный американский эколог Е . Одум (1968), говоря об основных экосистемах мира , называет следующие экосистемы : моря , эстуарии и морские побережья , ручьи и рек и , озёра и пруды , пресноводные болота , пуст ыни тундры , травянистые ландшафты , леса. Каждая из перечисленных Одумом крупных экосистем , характеризующаяся некоторыми специфич ескими особенностями , в свою очередь распадае тся на экосистемы , или биогеоценозы разл ичных лесов - хвойных , лиственных , тропических , каждый из которых отличается своими особями чертами и прежде всего характерным круго воротом вещества . Точно так же экосистема моря включает в свой состав биогеоценозы коралловых островов , весьма богатых жи знью. Один из основателей экологии как сам остоятельной науки , известный английский уёный Ч . Элтон (1960), обращает внимание на то , что разные биогеоценозы насыщены жизнью в ра зной степени . Как правило , бедны разнообразием видов организмов биогеоценозы К райнего Севера , пустынь , особенно богаты видами б иогеоценозы дождевых тропических лесов . Величина первичной продукции органического вещества в биогеоценозах , наиболее богатых жизнью , прево сходит продукцию биогеоценозов глубин океана более чем в 50 раз ! Жи вая часть биогеоценоза – биоц еноз – слагается из популяций организмов , принадлежащих к разным видам . В распределен ии видов в составе биоценоза обнаруживаются интересные закономерности . Чем меньше вес организма , тем больше численность его особе й (Э . Макфел ь ден , 1965). Изучение частоты встречаемости представител ей разных видов позволяет обнаружить другую более важную закономерность : Наибольшим расп ространением отличается сравнительно небольшое ч исло видов . Так , например , по данным Э . Райса (1952), изучившего видовую структуру растит ельности высокотравной Оклахомы , 84 % травостоя было занято 9 видами , в то время как на долю остальных 20 видов приходилось 16 %. В состав биоценозов входят , с одной стороны , высокоспециализированные виды , способные существовать т олько в условиях данно го биоценоза , с другой – виды с более широким спектром потребностей . При существен ных изменениях среды обитания первыми вымираю т специализированные виды. Во многих биоценозах наряду с видами , встречающимися в данном сообществе постоя нно , имеются виды , входящие в состав либо на какой-то стадии развития , либо в течение ограниченного сезона . К первым пр инадлежат многие водные насекомые , живущие в водоёме на личиночной стадии и покидающи е это местообитание во взрослом состоянии , например комары . Большую роль играю т отношения типа паразит – хозяин . В последнее время открыта принципиально новая ф орма связей – передача наследственных особен ностей от одних видов к другим с помо щью бактериофагов и вирусов . Такая форма с вязи , по-видимому , широк о распространена среди бактерий . Какую она играет роль во взаимодействии между другими членами би оценоза , пока ещё не достаточно ясно. Анализ структуры биосферы не заканчивае тся на биогеоценозах . Они , в свою очередь , состоят из популяций разнообразных видо в , т.е . из качественно своеобразных фор м организации живой материи , каждая из кот орых ведёт своё начало от общего предка . В биогеоценозе , таким образом , существуют п опуляции видов с разной историей ; основа б иогеоценоза полифилетчина. В организации биосфер ы как систе мы биогеоценозов снова находит своё выражение общий принцип формирования сложного из о тносительно простого : 1. Имеется масса специфических к омпонентов – популяции отдельных видов. 2. Различные виды орган измов не только способны образовывать связ и друг с другом , они уже не мо гут существовать без этих связей. 3. Связи м ежду организмами обеспечиваются в основном од ним источником энергии – солнечным излучение м . Каждый биогеоценоз – своеобразный трансфо рматор солнечной энергии в энергию биосинтезо в. 4. Принцип разделения труда , достаточно хорошо выраженный в биогеоценозах , придаёт им черты целостнос ти , относительной независимости существования и , как следствие этого , большей устойчивости. 5. Относительн ая независимость биоценозов друг от друга при усло вии конкуренции между ними за местообитание , вещество и энергию создаёт оптимальные условия для эволюций всей би осферы. Биосфера и человечество Развитие человеческого общества ускоряется с каждым десятилетием . Интенсивно растёт чи сленность населения п ланеты . Индустриализация сопровождается колоссальным потреблением природ ных ресурсов и глубокими изменениями природно й среды . Распашка больших территорий суши , использование под пастбища , вырубка лесов , соо ружение плотин и каналов , оросительных систем , об ш ирные горно-геологические разрабо тки , эрозия почв , применение удобрений , пестици дов , мелиорации , загрязнение почв , водоёмов и атмосферы индустриальными отходами и многие другие виды деятельности человека вносят в природу большие изменения , которые нарушаю т сложившиеся системы и отношения в биосфере Земли . Часто эти изменения и меют негативный и , что особенно опасно для будущего человечества , необратимый характер. Подобные нарушения в биосфере Земли , её контаминация , перерасход её ресурсов губит ельны для все го живого , в том числ е и для самого человечества. Наступило время , когда государства , испол ьзуя рекомендации современной науки , должны р азрабатывать и планомерно осуществлять мероприят ия по охране биосферы Земли и рационально му использованию и расширению воспроизводст ва её ресурсов . Рекомендация по охране и использованию ресурсов биосферы должны основ ываться на знании структуры , состава и мех анизмов поддержания устойчивого состояния биосфе ры. Влияние присутствия и деятельности чело века на облик планеты Зе мля на пр отяжении относительно краткого периода истории самого человека динамично и разнообразно . О днако для более ясного понимания временных и пространственных факторов стоит попытаться дать классификацию видов этого влияния . Мир до того , как человек нау ч ился использовать орудия труда и огонь , был невообразимо богат естественными органическими ресурсами . Но говорить так - всё равно , ч то ставить телегу впереди лошади , поскольку естественные ресурсы не бели ресурсами до тех пор , пока не появился человек и п о ка он не оказался в состо янии использовать их . Способность человека на ходить , добывать и использовать естественные ресурсы развивалась как непрерывный процесс . Мы убеждены , что изобретательность человека о пережает его мудрость . И мы не должны впадать в за б луждение и считать себя мудрыми сегодня только на том осн овании , что провозглашаем некоторые хорошие и деи , постоянно грозя при этом пальцем и отрицательно качая головой , как пророк Иере мия . Цивилизация есть цветок эволюции , но он не мог бы расцвести , если бы человек не имел времени думать и воз можности гибко действовать , активно используя богатства окружающей среды для своей пользы. Со времени зарождения цивилизации челов ек изменял окружающую среду , проникая в пр иродную кладовую экосистем планеты . Даже раз ведение огня с помощью сухого дерева является отклонением от естественного процес са разложения и влечет за собой появление неорганического пепла . На протяжении долгого времени способности человека были ограниченн ы , и он незначительно изменял окружающую е г о среду . Но уже с пришествием великого толчка , революции неолита , человек , охотясь , добывая пищу и используя огонь , н ачал существенно изменять мир . Об этом сле дует помнить , рассматривая влияние человека н а биосферу . Это воздействие человека , как вида , выхо д ит далеко за рамки его непосредственных контактов . Огонь распростран ялся и изменял растительные комплексы , костры использовались для того , чтобы выгонять с тада диких животных , происходил расточительный расход органической материи на переходящие нужды . Эти м человек изменял в определённой степени поведение диких животных , что приводило к медленному изменению и его самого и окружающей среды. Людей было так мало , а мир был настолько велик , что казалось бы странным , если бы человек философски задумался о судьбе природных ресурсов и своей соб ственной судьбе . Даже в нашем веке мы встречаем людей , гордо говорящих о завоевании дикой природы как о своём долге . Одна ко платой за создание цивилизации была ут рата значительной части естественных богатств. Наступит ли кри тическое время , к огда человек осознает необходимость прекращения неприкрытой эксплуатации природы и необходим ость добиваться равновесия между её эксплуата цией и восстановлением ? Возможно , уже сегодня мы достигли этого момента , но планета ещё несет убытки. Сейчас мы опас аемся , сможем ли мы восстановить всё утрач енное или последствия уже совершенного оставя т свой неизгладимый след ? Все люди имеют общее происхождение . Различные расы подвергались незначительным измен ениям в исторические и доисторические времен а в результате переселений , что было причиной воздействия на них различных ок ружающих факторов и заставило их вести ра зличный образ жизни . Но в целом их ген етическая природа остаётся в значительной сте пени такой же , как и сто тысяч лет назад . Более того , н ет ни каки х признаков , что она и изменится в зна чительной степени в ближайшем будущем , так как обычный процесс генетической эволюции протекает слишком медленно , хотя естественный отбор всё еще продолжает действовать . По этой причине человеческая жизнь мож е т сохраняться только в сравнительно у зких рамках физических и химических границ , которые анатомической и физиологическим характ еристикам вида Homo sapiens . Тот факт , что современный человек по стоянно меняет окружающую среду , создаёт впеч атление , что он ра сширяет сферу своей биологической приспособляемости и таким обра зом освобождается от зависимости от своего эволюционного прошлого . Но это только иллюз ия . Где бы он ни находился , что бы он ни делал , человек может функционировать только в той мере , в какой о н поддерживает или создаёт вокруг себ я микроокружение , подобное тому , в котором он эволюционировал . Он может пребывать на дне моря или в космическом пространстве , только если остаётся связанным с Землёй и ли находится в замкнутом пространстве . Он может сущ е ствовать в среде , загряз нённой химическими веществами , «оглушенный» шумом , в среде излишне эмоционально возбуждающей , но сохраняет физическое и умственное здоро вье только в том случае , если защищает себя с помощью средств , предохраняющих его от этих отра в ителей окружающей среды. Несмотря на эти биологические огранич ения , остаётся фактом , что человек сегодня обладает той же приспособляемостью , какой он обладал в поздний каменный век , когда он создал поселения почти на всей Земл е. При нормальных условиях биологическим механизмам приспособляемости оказывают сильную поддержку механизмы , которые не требуют н икаких изменений в биологической природе чело века . Во всём мире самые перенаселённые , з агрязнённые и жестокие города обладают наибол ьшей притягательной с и лой , население их растёт быстрее всего . Экономическое бо гатство производится мужчинами и женщинами , р аботающими в условиях крайнего нервного напря жения , среди адского шума мощного оборудовани я , пишущих машинок и телефонов , в атмосфер е , отравленной химичес к ими испарениям и или табачным дымом. Поскольку человек обладает редкой спосо бностью переносить условия , глубочайшим образом отличающиеся от тех , в которых он эволю ционировал , родился миф о том , что он м ожет бесконечно и безопасно менять свой о браз жизни и своё окружение с помощ ью технических и социальных нововведений ; одн ако это не так . Наоборот , то , что он быстро вырабатывает биологическую , социальную и культурную приспособляемость в связи с р азными формами напряжения или неблагоприятными условиями , как э т о ни парадокса льно , чревато опасностью для его личного б лагосостояния человеческого рода в будущем. Здесь по лезно подчеркнуть , что общепринятые биологические значения слова «приспособляемость» неприменимы без оговорок к процессу приспособляемости , который даёт возможность человеческим су ществам выжить и функционировать в условиях современной жизни . Причина состоит в том , что социально-культурные силы искажают прояв ление эволюционных адаптивных механизмов , которые действуют в остальной части животного ца рст в а. Для биолога фраза «дарвиновская приспособ ляемость» подразумевает состояние приспособляемости к определённому окружению , что даёт возмо жность животному виду размножаться и соответс твенно распространяться на новые территории . В соответствии с этим определ ением че ловек кажется удивительно приспособленным к у словиям , существующим как в промышленно разви тых , так и в слаборазвитых странах , ибо население растёт повсюду и распространяется по всему земному шару . Но то , что ра ссматривалось бы как «биологический» у спех для животного вида , представляет собой серьёзную социальную угрозу для вида Homo sapiens . Опасности , которые возникают в связи с ростом н аселения Земли , говорят о том , что дарвино вское представление о приспособляемости не мо жет быть применимо , когда б лагосостояние человеческого рода рассматривается как крите рий приспособляемости. С точки зрения физиолога , реакция на напряжение окружающей среды является проявле нием приспособляемости , когда выражается в ст ремлении ослабить раздражающее влияние напряжени я на тело и мозг . С физиологической и психологической точек зрения такие при способительные реакции обычно способствуют благо состоянию организма в момент их проявления ; однако у человека они обычно сопровождаютс я побочными явлениями , которые в конечном итог е вредны . Человек может выработа ть какую-то форму выносливости по отношению к загрязнению окружающей среды , чрезвычайному эмоциональному воздействию , чрезмерным и обо стрённым социальным контактам , отчуждению жизни от естественных биологических циклов и дру г им последствиям жизни в условиях городов и развитой техники . Эта выносливо сть позволяет ему преодолеть воздействия , кот орые являются неприятными и травматическими , когда он их впервые испытывает . Однако во многих случаях эта выносливость достигается ценой большого физического и псих ического напряжения , что в конечном итоге может привести к хроническим и дегенеративным расстройствам , которые обычно поражают людей среднего и пожилого возраста даже в самых процветающих странах. Человек может выработать в себе привычку переносить уродливое окружение , дымное небо и загрязнённые водные потоки . Он может существовать даже полностью , не с читаясь с космическим порядком биологических ритмов . Он может жить без благоухания цвет ов , без пения птиц , без вдохновляющего соз е р цания природы и без других биологических стимулов . Лишение его условий и стимулов , которые воздействовали на него в процессе биологической и умственной эволюци и , может не оказать явного вредного воздей ствия на его физическую внешность или его способность р аботать в качестве части экономической или технической машины . Однако конечным результатом может быть (и часто бывает ) обеднение жизни , постепенная потеря качеств , которые , по нашему мнению , характеризуют человеческую природу , и ослаблен ие физического и у м ственного здор овья. Воздух , вода , почва , огонь , ритмы природ ы и многообразие живых существ представляют интерес не только как сочетания химическ их веществ , физические силы или биологические явления ; они олицетворяют собой те самые формы воздействия , в кото рых оформила сь человеческая жизнь и возникли глубокие человеческие потребности , которые не изменятся в историческом будущем . Массовый выезд лю дей за город или на пляжи в выходные дни , камины в перегретых городских кварти рах , сентиментальная привязанность к д омашним животным или даже к растениям сви детельствует о том , что у человека продолж ают существовать биологические и эмоциональные потребности , которые развились в период его эволюции и которые он не может преод олеть. Как Антей в греческой легенде , челове к теряет свою силу , когда его отры вают от земли. Природа развивается по своим законам как единое взаимосвязанное целое . Объективный ход истории человечества привел к тому , ч то на мировой арене выступают суверенные политические образования – государства с р азличным социально-классовым строем. В настоящее время человечество находится на таком критическом этапе взаимоотношений с природой , когда его дальнейший прогресс настоятельно требует от всех стран внедр ения системы охраны природы , то есть научн о-планового регулирования использования природн ых ресурсов в целях получения максимально возможной и устойчивой их продуктивности в настоящем и в будущем при сохранении наиболее благоприятной для человека естественн ой среды на благо всего общества. Эта грандиозная за дача не может быть решена за пределами международного ра вноправного и взаимовыгодного сотрудничества . Име нно об этом свидетельствуют история и сов ременное состояние позитивного международного пр ава , значимость и сфера применения которого неуклонно расширя ю тся , в частности , за счёт принципов и норм , регулирующих международные отношения в области «Общество – Природа». В наши дни , когда происходит бурное становление международно-правовой охраны природы , особо важное значение для её развития в интересах обществ а приобретает наука международного права . Она призвана прежде в сего выявить круг причин , побуждающих страны сотрудничать друг с другом в области охраны естественных богатств мира , а также показать характер , пределы и перспективы международных природоохра н ительных отнош ений . Заключение Конец второго тысячелетия завершился глоб альным воздействием человечества на структуру и функции биосферы . Развеян миф о беско нечности и неисчерпаемости ресурсов биосферы – водных , биологических , минеральных и других . Н а любом участке суши или водоём а можно встретить «следы человечества» . Наруш ений «равновесий» в природе так много , что люди всё чаще задумываются над проблемой «человек и биосфера» . Мощная и разветвлен ная индустрия , поглощая и перерабатывая много сырья , в се сильнее загрязняет п ланету , размеры которой конечны . Значение обра тных связей нарастает . Человечество уже испыт ывает на себе «ответный удар» загрязненной им биосферы . Погибли многие виды организмов , значение которых в механизме природы не было вовремя о ценено , загрязняются пресные водоёмы , загрязнен воздух в город ах (смоги ), синтетика всё больше вытесняет природные материалы ; шумы и различные излучен ия (радиоволны , радиоактивность ) существенно влияют на психику и здоровье людей. Человек вышел в Космос , Ступил на Луну . Число проблем общечеловеческого и планетарного значения резко нарастает , а мн огие «победы» человека над природой нуждаются в переоценке . На Западе появляются паниче ские прогнозы , созвучные мифу о «конце све та» . Проблемой номер один становя т ся здоровье человечества . Историческая ответствен ность за это лежит на капиталистическом о бществе с характерными для него войнами , б есплановостью хозяйства , погоней за сверхприбылям и. Разрешение назревающего конфликта в сис теме «биосфера и человечество» л юди в идят в Науке и Мире . Только наращивая уровень знаний в естественных и гуманитарных науках и осмотрительно и активно внедряя их , человечество сможет , вопреки паническим прогнозам , не только приостановить загрязнение биосферы , но и во много раз увеличи т ь использование ресурсов биосферы без подрыва производительности сил Земли . О дин из путей мелиорации планеты состоит в широком использовании циклических процессов в производстве ; создание замкнутых по воде циклов в промышленности – лекарство перво й помощи. Естественно , что без хорошо разработанно й теории нельзя успешно решить ни один из вопросов проблемы «биосфера и человечес тво» . Мы можем гордиться , что в нашей с тране впервые в мире было создано фундаме нтальное учение о биосфере . Его создателем был выдающ ийся естествоиспытатель В . И . Вернадский . Опираясь на труды и идеи В . И . Вернадского , необходимо приступить к глубокой количественной разработке всех аспектов учения о биосфере и скорейшему внедрению их в практику.