Глобальная экосистема – биосфера. Закон биогенной миграции атомов В.И. Вернадского. Что представляет собой экосистема
Биосфера – это населенная часть геологической оболочки Земли.
Биосфера – это часть геологической оболочки Земли, свойства которой определяется активностью живых организмов.
Второе определение охватывает более широкое пространство: ведь образовавшийся в результате фотосинтеза атмосферный кислород распределен по всей атмосфере и присутствует там, где нет живых организмов. Биосфера в первом смысле состоит из литосферы, гидросферы и нижних слоев атмосферы – тропосферы . Пределы биосферы ограничены озоновым экраном, находящимся на высоте 20 км, и нижней границей, находящейся на глубине около 4 км.
Биосфера - глобальная экосистема, оболочка Земли, населенная живыми организмами, которая возникла с появлением живых существ в результате эволюционного развития планеты. Она включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу, тропосферу и нижнюю часть стратосферы. Учение о биосфере создано академиком В.И. Вернадским ( 1926).
Атмосфера - газообразная оболочка Земли и некоторых других планет, Солнца и звезд. Атмосфера Земли имеет протяженность до 100 км и состоит из тропосферы, стратосферы и ионосферы. На нижней границе стратосферы на высоте 15-35 км свободный кислород превращается в озон (02 -> 03), образующий защитный экран Земли.
Гидросфера - водная оболочка Земли, расположенная между литосферой и атмосферой. Она занимает 70,8% поверхности Земли и включает океаны, моря, реки, озера.
Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, земная кора, состоящая из осадочных и магматических пород. На ее поверхности образуется почва - особое природное тело, возникшее при.взаимодействии горных пород, воды, воздуха и живых организмов. Литосфера - наиболее насыщенная живым веществом часть биосферы.
Гумус (перегной) - органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков организмами-редуцентами. Количество гумуса - показатель плодородия почвы. Мощность гумусового горизонта в подзолистых почвах - 5-10 см, в черноземных - 1-1,5 м при содержании гумуса до 30%.
Мелиорация почвы - улучшение свойств почвы с целью повышения ее плодородия. Различают такие виды мелиорации , как гидротехническая - осушение, орошение, промывка засоленных почв; химическая - известкование, гипсование, окисление; физическая - пескование, глинование; агролесомелиорация - посадка лесных полос, и др.
Ландшафт - общий вид местности. Ландшафты бывают естественными (озерный, горный, лесной) и созданными человеком (поля, сады, парки, водохранилища, заводы, города). В искусственных ландшафтах большое значение имеет озеленение, так как оно влияет на состав воздуха, воды, уровень шума. Большое значение имеет сохранение естественного ландшафта при застройке городов, добыче строительного материала (галька, щебень, песок), особенно на берегах рек и морей.
Природные ресурсы - полезные ископаемые, источники энергии, почва, водные пути и водоемы, минералы, леса, дикорастущие растения, животный мир суши и акватории, генофонд культурных растений и домашних животных, живописные ландшафты, оздоровительные зоны и т. д.:
Исчерпаемые ресурсы :
невозобновимые - нефть, каменный уголь, другие полезные ископаемые;
возобновимые - почва, растительность, животный мир, осадочные породы (соли), темпы расхода которых должны соответствовать темпам их восстановления, иначе они исчезнут.
Неисчерпаемые - это космические, климатические и водные ресурсы (но и они во многом зависят от состояния атмосферы, гидросферы и биосферы в целом).
Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере представляет собой обобщение естественнонаучных знаний, где рассматриваются компоненты биосферы, ее границы, функции живого вещества и эволюция биосферы. Академик В.И. Вернадский впервые показал огромную биогеохимическую роль растений, животных и микроорганизмов в формировании биосферы. В структуре биосферы он выделял следующие компоненты :
живое вещество (совокупность живых организмов на планете); во все геологические эпохи живое вещество, преобразуя и аккумулируя солнечную энергию, влияло на химический состав земной коры, было мощной геохимической силой, формирующей лик Земли;
косное (неживое) вещество (атмо-, гидро-, литосфера и их составляющие - газы, твердые частицы и водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами);
неживое биогенное вещество , создающееся в процессе жизнедеятельности организмов современной и прошлых геологических эпох (ископаемые остатки организмов, нефть, уголь, газы атмосферы, озерный ил - сапропель, осадочные породы, например, известняки);
биокосное вещество - результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (почва, вода обитаемых водоемов, глинистые минералы).
Биосфера имеет определенные границы, которые совпадают с границами распространения живых организмов в оболочках Земли, что определяется наличием условий существования жизни (благоприятный температурный режим, уровень радиации, достаточное количество воды, минеральных веществ, кислорода, углекислого газа). Верхняя граница биосферы находится на высоте 15-20 км от поверхности Земли, проходит в стратосфере и определяется озоновым экраном, задерживающим губительные для живого ультрафиолетовые лучи солнечного света. Основная масса живых организмов находится в нижней воздушной оболочке - тропосфере. Наиболее населена самая нижняя часть тропосферы (50-70 м). Нижняя граница жизни проходит по литосфере на глубине 3,5-7,5 км. Жизнь сосредоточена в основном в верхней части литосферы - в почве и на ее поверхности.
В разных частях биосферы плотность жизни неодинакова. Наибольшее количество организмов находится у поверхности литосферы и гидросферы. Содержание биомассы изменяется также по зонам. Максимальную плотность имеют тропические леса, незначительную - льды Арктики, высокогорные области, пустыни.
Продуктивность биосферы - общий прирост биомассы Земли за 1 год. Ежегодная первичная продукция растений составляет 170 109 т (сухая масса) и заключает около 300- 500 1021 Дж энергии. Наибольшая часть этой продукции приходится на долю растительных сообществ суши - 117 109. Продукция животных (вторичная) составляет 3934 106 т, из них около 909 106 т - на суше и 3025 106 т - в Мировом океане.
Биомасса Земли - совокупность всех живых организмов (живого вещества) планеты. Выражается в единицах массы или энергии, отнесенной к единице площади или объема. Биомасса Земли достигает примерно 2,423 1012 т, из которых на биомассу зеленых растений суши приходится 97%, а на биомассу животных и микроорганизмов - 3%. Биомасса составляет 0,01% от массы земного шара.
Биомасса Мирового океана - совокупность всех живых организмов, населяющих гидросферу (2/3 поверхности Земли). Биомасса их в 1000 раз меньше, чем биомасса обитателей суши, и составляет 3,9 ? 109 т, так как использование солнечной энергии в воде достигает 0,04%, а на суше - 0,1-2,0%.
Живое вещество биосферы - совокупность живых организмов (биомассы) Земли - представляет собой открытую систему, для которой характерны рост, размножение, распространение, обмен веществ и энергии с внешней средой, накопление энергии и передача ее в цепях питания. Живое вещество в биосфере выполняет различные биогеохимические функции, благодаря чему обеспечиваются круговорот веществ и превращение энергии и в итоге целостность, постоянство биосферы, ее устойчивое существование. Важнейшие функции :
Энергетическая - накопление и преобразование растениями солнечной энергии в ходе фотосинтеза (бактерии-хемоавтотрофы преобразуют энергию химических связей) и передача ее по пищевым цепям: от продуцентов - к консументам и далее к редуцентам. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть ее вместе с остатками организмов переходит в ископаемое состояние, «консервируется» в земной коре, образуя запасы нефти, угля и др.
Газовая - постоянный газообмен с окружающей средой в процессе дыхания и фотосинтеза (зеленые растения в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород, в то же время большинство живых организмов (и растения в том числе) в процессе дыхания используют кислород, выделяя в атмосферу углекислый газ). Таким образом, участвуя в обменных процессах, живое вещество поддерживает на определенном уровне газовый состав атмосферы.
Окислительно-восстановительная - обмен веществ и энергии, фотосинтез (микроорганизмы в процессе жизнедеятельности окисляют или восстанавливают различные соединения, получая при этом энергию для жизненных процессов, участвуя в образовании полезных ископаемых, например, деятельность железобактерий по окислению железа привела к образованию осадочных пород - железных руд; серобактерии, восстанавливая сульфаты, образовали месторождения серы).
Концентрационная функция - биогенная миграция атомов, которые концентрируются в живых организмах, а после их отмирания переходят в неживую природу (способность живых организмов накапливать различные химические элементы, например, осоки и хвощи содержат много кремния, морская капуста и щавель - йод и кальций, в скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния). Осуществление данной функции способствовало образованию залежей известняка, мела, торфа, угля, нефти.
Эволюция биосферы . В.И. Вернадский в своих работах подчеркивал, что история возникновения и эволюция биосферы - это история возникновения жизни на Земле. Развитие биосферы идет вместе с эволюцией органического мира - изменяется состав ее компонентов, расширяются границы и т. д. Ученый еще в начале XX в. указал на возрастающее влияние человека на ход эволюции биосферы, предугадал многие тенденции воздействия человека на природу и ввел понятие ноосферы как «разумной оболочки» Земли.
Для перехода биосферы в ноосферу необходимо познать законы строения и развития биосферы и выработать новые принципы нравственности и поведения людей для поддержания стабильного и прогрессивного развития нашей планеты.
Глобальные изменения в биосфере. Охрана растительного и животного мира
Антропогенное воздействие на биосферу . Человек всегда использовал окружающую среду как источник ресурсов, однако с конца прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности создают угрозу существованию биосферы и самого человека. Последствия антропогенной деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, изменении климата и структуры поверхности Земли, нарушении природных биогеохимических циклов, разрушении природных экосистем.
Загрязненность - наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды. Экологическое действие загрязняющих агентов на организменном уровне приводит к нарушению отдельных физиологических функций организмов, изменению их поведения, снижению темпов роста и развития, устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных факторов внешней среды. На уровне популяций загрязнение может вызывать изменения их численности и биомассы, рождаемости, смертности, структуры, годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств. На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообществ, происходит деградация экосистем.
Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение - результат деятельности человека.
Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. Это соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и др. Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПДК) в природной среде. Предельно допустимый сброс (ПДС) - масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. При определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие на животных, растения, грибы, микроорганизмы, природное сообщество в целом.
Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы . Огромные масштабы использования природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в ряде регионов. До определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Происходит качественная и количественная перестройка всей биосферы планеты, возникают необратимые процессы, приводящие к экологическим катастрофам.
Загрязнение атмосферы. Современный газовый состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара - газовая смесь азота (78,09%) и кислорода (20,95%), а также аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%), инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие соединения, как окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, отравлению и гибели живых организмов.
Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, сопровождающееся ростом количества аэрозоля (мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов некоторых химических соединений) и чрезмерным поглощением воздухом теплового излучения Земли, приводит к «парниковому эффекту » - увеличению средней температуры атмосферы планеты на несколько градусов. Определенную роль в создании «парникового эффекта» играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС. Потепление климата может привести к интенсивному таянию ледников полярных областей, повышению уровня Мирового океана, изменению его солености, температуры, затоплению прибрежных низменностей.
Кислотные дожди , вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные. Только на территории нашей страны общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн га.
Истощение озонового слоя атмосферы, являющегося защитным экраном от ультрафиолетового излучения, губительного для живых организмов, происходит над полюсами планеты - Антарктидой и Арктикой, где появились так называемые озоновые дыры. Основной причиной истощения озонового слоя является применение людьми хлорфторуглеводородов (фреонов), широко используемых в производстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей и аэрозолей.
Загрязнение природных вод - снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ (нефть и нефтепродукты, бытовые (канализационные) и промышленные сточные воды, содержащие свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим действием, синтетические вещества, используемые в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве, сельскохозяйственные стоки, содержащие значительные количества остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля, ядохимикаты и др.) Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов.
Запасы воды истощаются также из-за чрезмерного забора вод рек на орошение. Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия Часто сбрасывают подогретую воду в водоем, что приводит к повышению в нем температуры воды и бурному размножению болезнетворных микроорганизмов и вирусов. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.
Загрязнение почвы . В результате развития хозяйственной деятельности человека происходят загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. Громадные площади плодородных земель погибают при горно-промышленных работах, строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводят к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы (ртуть, свинец) и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты - стойкие органические соединения, применяемые в сельском хозяйстве. Они накапливаются в почве, воде, донных отложениях водоемов и включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных и в итоге попадают с пищей в организм человека.
Радиационные загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человека, разрушают клетки, вследствие чего возникает лучевая болезнь.
В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей. В настоящее время радиоактивные элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы связано, например, с испытаниями атомного оружия, авариями на АЭС. Большую опасность для окружающей среды представляет складирование и хранение радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций.
Массовое уничтожение лесов влечет за собой гибель богатейших флоры и фауны.
Таким образом , из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и поставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с развитием промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видов деятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством встали серьезные экологические проблемы, требующие незамедлительного решения.
Экологический прогноз - предсказание поведения природных систем, определяемое естественными процессами и воздействием на них человека. Прогнозы бывают глобальные (общепланетарные) и локальные (для небольшой территории), на ближайшее время и на 100-120 лет вперед. С учетом данных прогноза проводятся мероприятия по охране водоемов, почвы, растительности, животного мира от загрязнения, уничтожения, по сохранению видового состава.
Защита природной среды от загрязнения - система мероприятий, направленных на устранение отрицательного влияния человека, которое выражается в выбросах ядовитых газов, загрязнении воды, применении гербицидов, пестицидов, горючих материалов, радиоактивных веществ, интенсивных шумов, атомного сырья.
Охрана окружающей среды - охрана среды, в которой живет человечество, и природных объектов этой среды. Существует Международная программа, созданная в 1973 г. ООН (ЮНЕП), посвященная острым проблемам современного состояния окружающей среды: борьбе с опустыниванием, охране Мирового океана, почвенного покрова, дождевых тропических лесов, источников пресной воды и т. д. Природоохранные мероприятия по сохранению видового состава планеты связаны с созданием Красной книги и охраняемых природных территорий.
Красная книга - список находящихся в опасности, редких и исчезающих видов растений и животных.
Черный список - международный список вымерших видов животных и растений, от которых остались лишь чучела, скелеты и тушки, рисунки, гербарии, находящиеся в музеях.
Сейчас на Земле скорость вымирания видов в несколько тысяч раз превышает ту, которая существовала бы в условиях нетронутой природы.
Заповедники - участки территории суши или воды, полностью исключенные из всех видов хозяйственного использования, где естественные ландшафты сохраняются в ненарушенном состоянии.
Заказники - участки территории суши или воды, где временно запрещается использование определенных видов природных ресурсов. Срок действия заказников - 5-10 лет.
Национальные парки - территории, исключенные из хозяйственной эксплуатации с целью сохранения природных комплексов, имеющих особую экологическую, историческую, эстетическую ценность, а также используемые для отдыха и в культурных целях.
Тематические задания
А1. Главная особенность биосферы:
1) наличие в ней живых организмов
2) наличие в ней неживых компонентов, переработанных живыми организмами
3) круговорот веществ, управляемый живыми организмами
4) связывание солнечной энергии живыми организмами
А2. Залежи нефти, каменного угля, торфа образовались в процессе круговорота:
1) кислорода
2) углерода
4) водорода
А3. Найдите неверное утверждение. Невосполнимые природные ресурсы, образовавшиеся в процессе круговорота углерода в биосфере:
2) горючий газ
3) каменный уголь
4) торф и древесина
А4. Бактерии, расщепляющие мочевину до ионов аммония и углекислого газа, принимают участие в круговороте
1) кислорода и водорода
2) азота и углерода
3) фосфора и серы
4) кислорода и углерода
А5. В основе круговорота веществ лежат такие процессы, как
1) расселение видов
3) фотосинтез и дыхание
2) мутации
4) естественный отбор
А6. Клубеньковые бактерии включают в круговорот
3) углерод
4) кислород
А7. Солнечная энергия улавливается
1) продуцентами
2) консументами первого порядка
3) консументами второго порядка
4) редуцентами
А8. Усилению парникового эффекта, по мнению ученых, в наибольшей степени способствует:
1) углекислый газ
3) двуокись азота
А9. Озон, который образует озоновый экран, формируется в:
1) гидросфере
2) атмосфере
3) в земной коре
4) в мантии Земли
А10. Наибольшее количество видов находится в экосистемах:
1) вечнозеленых лесов умеренного пояса
2) влажных тропических лесов
3) листопадных лесов умеренного пояса
А11. Наиболее опасной причиной обеднения биологического разнообразия – важнейшего фактора устойчивости биосферы – является
1) прямое истребление
2) химическое загрязнение среды
3) физическое загрязнение среды
4) разрушение мест обитания
Пояснение.
1) не требуется больших площадей для посевов и помещений для скота, что снижает энергозатраты;
2) микроорганизмы выращивают на дешевых или побочных продуктах сельского хозяйства или промышленности;
3) с помощью микроорганизмов можно получить белки с заданными свойствами (например, кормовые белки).
234. В чем выражается приспособленность цветковых растений к совместному проживанию в лесном сообществе? Укажите не менее 3-х примеров.
Пояснение.
1) ярусное расположение, обеспечивающее использование растениями света;
2) неодновременное цветение ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений;
235. В природе осуществляется круговорот кислорода. Какую роль играют в этом процессе живые организмы?
Пояснение
1) кислород образуется в растениях в процессе фотосинтеза и выделяется в атмосферу;
2) в процессе дыхания кислород используется живыми организмами; 3) в клетках живых организмов кислород участвует в окислительно-восстановительных процессах энергетического обмена с образованием воды и углекислого газа.
236. Подкармливание копытных животных в зимний период в целях сохранения численности их популяций относят к факторам
1) физиологическим
2) абиотическим
3) антропогенным
4) эволюционным
237. Группу организмов, которые в биогеоценозе начинают преобразование солнечной энергии, называют
1) продуцентами
2) консументами I порядка
3) консументами II порядка
4) редуцентами
238. «Цветение» пресного водоёма вызывается
1) появлением цветков кувшинки белой и кубышки жёлтой
2) разрастанием вдоль берегов тростника
3) развитием большого количества цианобактерий
4) бурным размножением бурых водорослей
239. Накопление йода в клетках водоросли ламинарии – пример функции живого вещества
1) концентрационной
2) газовой
3) биохимической
4) окислительно-восстановительной
240. В искусственный водоём запустили карпов. Объясните, как это может повлиять на численность обитающих в нём личинок насекомых, карасей и щук.
Пояснение.
1. Карпы питаются личинками насекомых - снизится количество личинок
2. Карпы конкуренты карасям - может привести к усилению межвидовой борьбы и снижению численности карасей, или даже полному вытеснению (закон конкурентного исключения Гаузе)
3. Карпы являются едой для щук, приведет к увеличению числа хищников
241. Возрастание численности белок в лесу в связи с большим урожаем семян ели относят к факторам
1) биотическим
2) климатическим
3) абиотическим
4) антропогенным
242. Уменьшение массы органического вещества в экосистеме при переходе с одного пищевого уровня на другой называют
1) цепями питания
2) круговоротом веществ
3) сетями питания
4) правилом экологической пирамиды
243. Какой антропогенный фактор приводит к уменьшению содержания кислорода в атмосфере?
1) увеличение численности животных
2) осушение болот
3) создание новых агроценозов
4) массовое уничтожение лесов
244. Каковы существенные признаки экосистемы?
1) высокая численность видов консументов III порядка
2) наличие круговорота веществ и потока энергии
3) сезонные изменения температуры и влажности
4) неравномерное распределение особей одного вида
5) наличие производителей, потребителей и разрушителей
6) взаимосвязь абиотических и биотических компонентов
245. Какую из экосистем называют агроэкосистемой?
1) плодовый сад
2) берёзовую рощу
3) дубраву
4) хвойный лес
246. Какая деятельность человека относится к глобальным антропогенным изменениям в биосфере?
1) массовая вырубка лесов
2) вытаптывание растений в лесу
3) выведение новых сортов растений
4) искусственное разведение рыб
247. Какие антропогенные факторы оказывают влияние на численность популяции ландыша майского в лесном сообществе?
1) вырубка деревьев
2) увеличение затенённости
3) недостаток влаги в летний период
4) сбор дикорастущих растений
5) низкая температура воздуха зимой
6) вытаптывание почвы
248. Приведите не менее трёх примеров изменений в экосистеме смешанного леса, к которым может привести сокращение численности насекомоядных птиц.
1) увеличение численности насекомых;
2) сокращение численности растений, поедаемых и повреждаемых насекомыми;
3) сокращение численности хищных животных, питающихся насекомоядными птицами.
249. Отношения каких организмов служат примером симбиоза?
1) растения росянки и насекомого
2) клеща и собаки
3) сосны и маслёнка
4) щуки и карася
250. Роль организмов-консументов в экосистеме состоит в
1) использовании ими солнечной энергии
2) использовании неорганических веществ
3) преобразовании органических веществ
4) установлении симбиоза с растениями
251. Образование залежей каменного угля в недрах Земли связано преимущественно с развитием древних
1) моховидных
2) папоротникообразных
3) водорослей
4) покрытосеменных
252. Наиболее существенные и постоянные преобразования в биосфере вызывают
1) живые организмы
2) климатические условия
3) природные катаклизмы
4) сезонные изменения в природе
| 1) | природная экосистема |
| 2) | агроэкосистема |
254. Объясните, почему сокращение численности волков из-за отстрела в биоценозах тундры приводит к уменьшению запасов ягеля – корма северных оленей.
Объяснение: это происходит, потому что волки охотятся на северных оленей. Чем меньше волков, тем большей оленей, а олени кушаю ягель. При неконтролируемом размножении северных оленей запасы ягеля резко сократятся.
255. Грибы в экосистеме леса относят к редуцентам, так как они
1) разлагают органические вещества до минеральных
2) потребляют готовые органические вещества
3) синтезируют органические вещества из минеральных
4) осуществляют круговорот веществ
256. Циркуляция кислорода между различными объектами живой и неживой природы происходит в процессе
1) преобразования энергии
2) саморегуляции экосистем
3) смены биоценозов
4) круговорота веществ
257. Какова роль бактерий и грибов в экосистеме?
1) превращают органические вещества организмов в минеральные
2) обеспечивают замкнутость круговорота веществ и превращения энергии
3) образуют первичную продукцию в экосистеме
4) служат первым звеном в цепи питания
5) образуют доступные растениям неорганические вещества
6) являются консументами II порядка
259. Какое приспособление у растений обеспечивает более эффективное и полное поглощение солнечного света?
1) листовая мозаика
2) мелкие листья
3) восковой налёт на листьях
4) шипы и колючки
260. Почему водоросли в экосистеме пруда относят к организмам-производителям?
1) потребляют готовые органические вещества
2) участвуют в круговороте вещества
3) разлагают органические вещества
4) создают органические вещества из неорганических
261. Биосфера – открытая система, так как в ней
1) используется энергия Солнца
2) биогеоценозы связаны между собой
3) организмы объединены биотическими связями
4) однородные условия существования для организмов
262. Организмы в экосистеме изменяют среду обитания, создавая тем самым условия для
1) сезонных изменений
2) естественной смены сообщества
3) действия массового отбора
4) возникновения мутаций
263. Скорость фотосинтеза зависит от факторов, среди которых выделяют свет, концентрацию углекислого газа, воду, температуру. Почему эти факторы являются лимитирующими для реакций фотосинтеза?
Задание 26 № 14143 Пояснение.
1) Свет -источник энергии для световых реакций фотосинтеза; при его недостатке интенсивность фотосинтеза снижается;
2) СО 2 и Н 2 О - основные компоненты реакций синтеза глюкозы (углеводов); при их недостатке интенсивность фотосинтеза снижается.
3) все реакции фотосинтеза осуществляются при участии ферментов, активность которых зависит от температуры.
Дополнительно.
Лимитрующие факторы - факторы, которые при определенном наборе условий окружающей среды ограничивает какое-либо проявление жизнедеятельности организмов.
Скорость фотосинтеза возрастает линейно, или прямо пропорционально увеличению интенсивности света.
В области лимитирования светом скорость фотосинтеза не изменяется при уменьшении концентрации СО 2 .
Вода - доставляет минеральные вещества от корня; обеспечивает испарение и растворение веществ;
Температура - понижение или повышение - ведет к денатурации ферментов - замедляет процесс
264. Как называют тип отношений между грибом-трутовиком и берёзой, на которой он обитает?
1) хищничеством
3) конкуренцией
4) симбиозом
265. Организмы играют ведущую роль в превращениях веществ на Земле, так как обеспечивают
1) передачу наследственной информации
2) процесс саморегуляции
3) круговорот веществ в природе
4) накопление химических элементов
266.Уничтожение лесов на обширных территориях приводит к
1) повышению в атмосфере вредных примесей
2) нарушению озонового слоя
3) нарушению водного режима
4) эрозии почв
5) нарушению направления воздушных потоков в атмосфере
6) сокращению видового разнообразия
267. Наземная ярусность растений служит приспособлением к
1) оптимальному использованию солнечной энергии
2) поглощению воды из почвы
3) поглощению минеральных веществ
4) использованию углекислого газа из атмосферы
268. Одной из причин нестабильности агроэкосистем является
1) истощение почв, вызванное изъятием урожая
2) большое разнообразие видов сорняков
3) отсутствие консументов
4) сокращение численности редуцентов
269. Основу круговорота веществ в биосфере составляют
1) пищевые связи в экосистемах
2) колебания численности популяций
3) разные формы борьбы за существование
4) последствия действия естественного отбора
270. Чем ограничивается в биоценозе число звеньев в цепи питания?
1) отсутствием конкуренции
2) высокой плотностью популяций
3) потерей энергии в цепи питания
4) колебанием численности популяций
271. К абиотическим компонентам экосистемы степи относят
1) видовой состав растений
2) минеральный состав почвы
3) режим выпадения осадков
4) травянистый покров
5) ветровую эрозию
6) продуцентов, консументов и редуцентов
272.Установите последовательность этапов зарастания озера и превращения его в болото.
1) обмеление водоёма
2) изменение растительности и животного мира биоценоза
3) образование стоячего водоёма и уменьшение кислорода в воде
4) образование большого количества ила
273. Почему в пищевых цепях от организмов первого трофического уровня к организмам второго уровня переходит только около 10% вещества и запасённой в нём энергии?
Пояснение
1. Часть вещества и энергия идет на построение новых клеток, т. е. на прирост.
2. Вещества и энергия тратится на собственные процессы жизнедеятельности (расходуется на обеспечение энергетического обмена или на дыхание).
3. Часть уходит с непереваренными остатками (растительная пища энергетически менее ценна, так как в ней содержится большое количество целлюлозы и древесины, не перевариваемых большинством животных), или как вариант - Часть просто не усваивается, например нет в организме ферментов, которые переваривали бы все вещества.
274. Какое приспособление способствует охлаждению растений при повышении температуры воздуха?
1) увеличение интенсивности фотосинтеза
2) уменьшение скорости обмена веществ
3) усиление испарения воды (транспирация)
4) уменьшение интенсивности дыхания
275. Продуценты – это организмы в экосистеме,
1) потребляющие готовые органические вещества
2) создающие органические вещества из неорганических
3) разлагающие органические вещества до минеральных
4) вступающие в симбиотические взаимоотношения
276. Накопление в атмосфере оксидов серы приводит к
1) расширению озоновых дыр
2) парниковому эффекту
3) увеличению ионизации атмосферы
4) выпадению кислотных дождей
277. Одна из причин неустойчивости агроценозов состоит в том, что выращиваемые культуры
1) не выдерживают конкуренции с дикорастущими растениями
2) вытесняют консументы I порядка
3) недостаточно используют питательные вещества почвы
4) не способны усваивать соединения азота из атмосферы
278. Объясните, какие факторы ограничивают распространение жизни в атмосфере, литосфере, гидросфере.
1) Жизнь в атмосфере ограничена ультрафиолетовым излучением, отсутствием кислорода, низкими температурой и давлением и возможна до высоты 18-20 км, где находится зона озонового экрана, защищающего живые организмы от губительного действия жёсткого (коротковолнового) УФ излучения.
2) Жизнь в литосфере ограничена высокой температурой (свыше 100 градусов), плотностью и отсутствием кислорода.
3) Гидросфера вся пронизана жизнью, хотя и очень неравномерно, вплоть до самых глубин 11 км (Марианская впадина). По мере увеличения глубины плотность жизни резко уменьшается из-за недостатка освещённости, недостаточного содержания кислорода и высокого давления. Фотосинтезирующие автотрофы – водоросли живут лишь до глубины 200 м.
279. Каковы взаимоотношения культурных и сорных растений в агроценозе?
1) нейтральные
2) симбиотические
3) конкурентные
280. Какая функциональная группа организмов биогеоценоза обеспечивает первичный синтез органического вещества?
1) консументы I порядка
2) консументы II порядка
3) продуценты
4) редуценты
281. Озоновый экран обеспечивает сохранение жизни на Земле, так как
1) поглощает инфракрасное излучение
2) предотвращает метеоритные дожди
3) насыщает атмосферу кислородом
4) задерживает жёсткое ультрафиолетовое излучение
282. Что лежит в основе биологических методов борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства?
1) мелиорация почвы
2) внесение органических удобрений
3) уничтожение сорняков гербицидами
4) привлечение хищных животных
283. К каким отрицательным последствиям приводит применение в сельском хозяйстве гербицидов – химических веществ для борьбы с сорняками? Укажите не менее трёх последствий.
1) Применение гербицидов приводит не только к уничтожению сорной растительности на полях, но и к накоплению их в тканях растений основных культур, используемых человеком в пищу или на корм скоту (в организме человека и животных в первую очередь пострадает репродуктивная и нервная системы).
2) Обработка гербицидами снижает популяции полезных насекомых-опылителей, зерноядных и насекомоядных птиц, мелких млекопитающих вследствие уничтожения растительности, которая используется ими в качестве пищи или укрытия;
3) Гербициды, попавшие в почву, резко снижают численность и активность почвенных бактерий и грибов, снижая почвенное плодородие.
4) Попадая в грунтовые воды, гербициды неминуемо окажутся не только в ближайших, но и очень отдалённых акваториях, нанося вред всему живому и вызывая уменьшение устойчивости экосистем.
284. Неограниченный отстрел хищников может привести впоследствии к сокращению
1) численности растительноядных животных
2) численности покрытосеменных растений
3) ареала растительноядных животных
4) ареала агроэкосистемы
285. Как называют закономерное уменьшение биомассы и энергии при переходе от звена к звену в цепях питания?
1) правилом экологической пирамиды
2) саморегуляцией биоценоза
3) биогенной миграцией атомов
4) сменой экосистем
286. Круговорот веществ в биосфере начинается с использования энергии
1) солнечного света
2) молекул АТФ
3) аденозинтрифосфорной кислоты
4) оксида углерода
287. Образование почвы в биосфере связано с
1) накоплением ила в гидросфере
2) выходом животных на сушу
3) образованием озонового экрана
4) освоением суши автотрофными организмами
288. В экосистеме леса трофические уровни экологической пирамиды представлены организмами: растения → гусеницы → синицы → хищные птицы. Какие изменения численности обитателей разных уровней приведут к сокращению численности гусениц? Ответ поясните.
289. Ограничивающим фактором для травянистых растений в еловом лесу является
1) недостаток света
2) высокая влажность
3) недостаток органических веществ
4) сокращение территории для распространения
290. В биосфере биомасса животных
1) во много раз превышает биомассу растений
2) равна биомассе растений
3) во много раз меньше биомассы растений
4) не зависит от биомассы растений
291. Озеро считают экосистемой, так как обитающие в нём организмы
1) населяют разные слои воды
2) вступают в конкурентные взаимоотношения
3) принадлежат к разным систематическим группам
4) приспособлены к совместному проживанию
292. Установите правильную последовательность звеньев в пищевой цепи, используя всех названных представителей:
1) полевой слизень
2) обыкновенный ёж
3) серая жаба
4) листья капусты
5) обыкновенная лисица
293. Какую роль в круговороте кислорода играют растения, цианобактерии, животные, бактерии? Как используется кислород этими организмами?
294. Сигналом к наступлению сезонных явлений в жизни птиц служит изменение
1) температуры окружающей среды
2) атмосферного давления
3) длины светового дня
4) влажности воздуха
295. В чём сходство природной и искусственной экосистем?
1) небольшое число видов
2) наличие цепей питания
3) замкнутый круговорот веществ
4) использование солнечной энергии
5) использование дополнительных источников энергии
6) наличие продуцентов, консументов, редуцентов
Задание 17 № 10302 Пояснение.
Сходство: 246
1 и 5 – признак агроценоза, 3 – признаки природной экосистемы.
296. В соответствии с правилом экологической пирамиды
2) часть энергии превращается в тепло и рассеивается
3) вся энергия пищи преобразуется в химическую
4) значительная часть энергии запасается в молекулах АТФ
5) происходит колебание численности популяций
6) от звена к звену в цепи питания биомасса уменьшается
Задание 17 № 10303 Пояснение.
Экологические пирамиды бывают нескольких типов:
Пирамида чисел (отображает численность организмов каждого звена экосистемы);
Пирамида биомасс (характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне);
Пирамида энергии (показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях).
При этом для всех пирамид установлено основное правило: показатель каждого уровня экологической пирамиды приблизительно в 10 раз меньше предыдущего.
Тем самым, правильный ответ указан под номером 6.
Правильные утверждения: часть содержащейся в пище энергии используется на процессы жизнедеятельности организмов (1) и часть энергии превращается в тепло и рассеивается (2)
297. Природный луг, в отличие от поля,
1) требует вмешательства человека для постоянного поддержания и восстановления видового состава
3) характеризуется истощением и эрозией плодородных почв
5) не имеет редуцентов
Задание 17 № 10304 Пояснение.
Поле - агроценоз, где выращивают культурные растения,
2) является местом обитания диких животных и дикорастущих растений
4) обладает способностью к саморегуляции и самовосстановлению
6) характеризуется большим разнообразием видов растений
1), 3), 5) - признаки агроценоза.
298. В природной экосистеме, в отличие от искусственной,
1) длинные цепи питания
2) короткие цепи питания
3) небольшое число видов
4) осуществляется саморегуляция
5) замкнутый круговорот веществ
6) используются дополнительные источники энергии наряду с солнечной
Задание 17 № 10305
Пояснение.
В агроценозе маленькое количество видов, поэтому короткие цепи питания, органические вещества выносятся человеком, поэтому используют удобрения.
Соответственно, правильный ответ: природная экосистема - 145
299. В водной экосистеме по сравнению с наземной
1) стабильный тепловой режим
2) низкая плотность среды
3) пониженное содержание кислорода
4) высокое содержание кислорода
5) резкие колебания теплового режима
6) низкая прозрачность среды
Задание 17 № 10306 Пояснение.
Ответ: 136.
245 - признаки характерны для воздушной среды.
300. Установите последовательность процессов, приводящих к смене экосистем.
1) изменение среды обитания, уменьшение в ней ресурсов, необходимых для жизни данного вида
2) заселение среды обитания особями других видов
3) сокращение численности особей данного вида вследствие изменения ими среды обитания
4) поглощение из окружающей среды организмами одного вида определенных веществ
Задание 17 № 10307 Пояснение.
При уменьшении ресурсов необходимых для жизни организмы начинают уменьшать численность и данную среду могут начать заселять новые виды организмов.
Ответ: 4132
Ответ: 4132
301. ВЫБЕРИТЕ ПРАВИЛЬНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ.
Биогеоценоз - это:
1) система, которая состоит из отдельных, невзаимосвязанных организмов;
2) система, которая состоит из структурных элементов: видов и популяций;
3) целостная система, способная к саморегуляции;
4) закрытая система взаимодействующих популяций;
5) открытая система, нуждающаяся в поступлении энергии извне;
6) система, характеризующаяся отсутствием биогенной миграции атомов.
Задание 17 № 10308 Пояснение.
Биогеоценоз состоит из популяций разных видов (2). Это система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне (3). Биогеоценоз нуждается в энергии солнца - поэтому является открытой системой (5).
302. Биогеоценозы характеризуются:
1) сложными пищевыми цепями;
2) простыми пищевыми цепями;
3) отсутствием видового разнообразия;
4) наличием естественного отбора;
5) зависимостью от деятельности человека;
6) устойчивым состоянием.
Задание 17 № 10309 Пояснение.
Биогеоценоз имеет популяции разных видов, между ними существуют пищевые связи и идет борьба за существование и естественный отбор.
303. Агроценоз характеризуется признаками:
1) высокой продуктивностью культурных растений;
2) большим видовым разнообразием;
3) небольшим числом взаимосвязей;
4) высокой устойчивостью;
5) полным круговоротом основных питательных веществ;
6) неполным круговоротом основных питательных веществ.
Задание 17 № 10310 Пояснение.
В агроценозе преобладает монокультура, малое количество видов,неполный круговорот веществ, т. к. много органических веществ выносится человеком.
304. В смешанном лесу растения расположены ярусами, что уменьшает конкуренцию между березой и
2) черемухой
3) грибами
4) шиповником
5) орешником
Задание 17 № 10311 Пояснение.
Конкуренция идет за одинаковые ресурсы, в данном случае за свет, поэтому конкурируют растения, жук, гриб и мышь не конкурируют за свет.
305. Консументом леса является лисица обыкновенная, так как она
1) гетеротроф, хищник
2) поедает растительноядных животных
3) потребляет солнечную энергию
4) выполняет роль редуцента
5) регулирует численность особей в популяции мышей
6) накапливает в теле глюкозу
Задание 17 № 10312 Пояснение.
36 – признаки растений, 4 – признак плесневых грибов и бактерий.
306. Установите соответствие между простейшими животными и средами их обитания – (1) Пресные водоемы, либо (2) Живые организмы:
А) Эвглена зеленая.
Б) Амеба обыкновенная.
В) Амеба дизентерийная.
Г) Инфузория–туфелька.
Пояснение.
Ответ:11212
307. Установите последовательность действий при закладке опыта, доказывающего необходимость света для фотосинтеза.
1) Через трое суток вынем растение из шкафа и поставим его под электрическую лампочку или на яркий свет.
2) Обесцвеченный лист промоем водой, расправим и обольём слабым раствором йода.
3) Поместим примулу (или пеларгонию) на 2–3 дня в тёмный шкаф для оттока органических веществ из листьев. Часть листа прикроем с двух сторон полоской из чёрной бумаги.
4) Через 8–10 часов лист срежем, снимем чёрную полоску и опустим его в горячий спирт для обесцвечивания.
5) Освещенная часть листа окрасится в синий цвет, а закрытая чёрной полоской останется без изменений. Это свидетельствует об образовании крахмала в освещенной части листа.
Задание 17 № 10706Пояснение.
Сначала растение ставят в шкаф для того чтобы расстратился крахмал, фотосинтез в темноте не идет, после чего вынимаем растение и прикрываем часть листа от света, здесь крахмал образовываться не будет, затем обесцвечиваем и капаем йод, крахмал синеет, под бумагой цвет йода не меняется, что доказывает образование крахмала только на свету.
Ответ: 31425
308. Установите последовательность процессов, характерных для листопада.
1) образование отделительного слоя на черешке
2) накопление в листьях вредных веществ в течение лета
3) опадение листьев
4) разрушение хлорофилла вследствие похолодания и уменьшения количества света
5) изменение окраски листьев
Задание 17 № 10820 Пояснение.
В течение лета накапливаются вредные вещества, разрушается хлорофилл, и лист меняет окраску, образовуется отделительный слой на черешке, после чего происходит опадение листьев.
Ответ: 24513
Раздел: Царство Растения
309. Установите последовательность процессов, происходящих при смене биогеоценозов (сукцессии).
1) заселение кустарниками
5) заселение территории мхами
Задание 17 № 12589Пояснение.
Последовательность процессов, происходящих при смене биогеоценозов (сукцессия первичная):
2) заселение лишайниками голых скал
5) заселение территории мхами
4) прорастание семян травянистых растений
1) заселение кустарниками
3) формирование устойчивого сообщества
Примечание.
Сукцессия - последовательная смена одних фитоценозов (биоценозов, биогеоценозов) другими на определённом участке среды вызвана не только деятельностью человека, но и обусловлена взаимодействием организмов друг с другом и со средой (вытеснение одних видов другими вследствие их биоэкологических преимуществ в данных условиях, поедание определённых видов растений теми или иными животными, различными вредителями, изменение физических и химических свойств почвы под воздействием живых организмов), изменением среды (климата, водного режима и т. п.).
Ответ: 25413
Раздел: Основы экологии
Добавить в закладки:
Биосфера является глобальной экосистемой. Как уже было отмечено ранее, биосфера расчленена на геобиосферу, гидробиосферу и аэробиосферу. Гео биосфера имеет подразделения в соответствии с основными средообразующими факторами: терра - биосфера и литобиосфера—в пределах геобиосферы, маринобиосфера (океа-нобиосфера) и аква - биосфера — в составе гидро биосферы. Данные образования называют подсферами. Ведущим средообразующим фактором в их образовании является физическая фаза среды жизни: воздушно-водная в аэробиосфере, водная (пресноводная и солено-водная) в гидробиосфере, твердо-воздушная в террабиосфере и твер-доводная в литобиосфере.
В свою очередь, все они распадаются на слои: аэробиосфера — на тропобиосферу и альтобиосферу; гидробиосфера — на фотосферу, дисфотосферу и афотосферу.
Структурообразующие факторы здесь, помимо физической среды, энергетика (свет и тепло), особые условия формирования и эволюции жизни — эволюционные направления проникновения биоты на сушу, в ее глубины, в пространства над землей, бездны океана, несомненно, различны. Вместе с апобиос-ферой, парабиосферой и другими под- и надбиосферными слоями они составляют так называемый «слоеный пирог жизни» и геосферы (экосферы) ее существования в пределах границ мегабиосферы.
Протяженность биосферы по вертикали и соотношение поверхностей, занятых основными структурными единицами (по Ф. Рамаду, 1981)
Перечисленные образования в системном отношении — это крупные функциональные части фактически общеземной или субпланетарной размерности. Общая иерархия подсистем биосферы представлена на рис
Иерархия экосистем биосферы (по Н. Ф. Реймерсу, 1994
Ученые считают; что в биосфере имеется восемь - девять уровней относительно самостоятельных круговоротов веществ в пределах взаимосвязей семи основных вещественно-энергетических экологических компонентов и восьмого — информационного
Экологические компоненты (по Н. Ф. Реймерсу, 1994)
Глобальные, региональные и местные круговороты веществ незамкнуты и в рамках иерархии экосистем частично «пересекаются». Это вещественно-энергетическое, а отчасти и информационное «сцепление» обеспечивает целостность экологических надсистем вплоть до биосферы в целом.
Общие закономерности организации биосферы.
Биосферу формируют в большей степени не внешние факторы, а внутренние закономерности. Важнейшим свойством биосферы является взаимодействие живого и неживого, нашедшего отражение в законе биогенной миграции атомов В. И. Вернадского, и рассмотрено нами в разделе 12.6.
Закон биогенной миграции атомов дает возможность человечеству сознательно управлять биогеохимическими процессами как в целом на Земле, так и в ее регионах.
Количество живого вещества в биосфере, как известно, не подвержено заметным изменениям. Эта закономерность была сформулирована в виде закона константности количества живого вещества В. И. Вернадского: количество живого вещества биосферы для данного геологического периода есть константа. Практически данный закон является количественным следствием закона внутреннего динамического равновесия для глобальной экосистемы — биосферы. Поскольку живое вещество в соответствии с законом биогенной миграции атомов есть энергетический посредник между Солнцем и Землей, то или его количество должно быть постоянным, или должны меняться его энергетические характеристики. Закон физико-химического единства живого вещества (все живое вещество Земли физико-химически едино) исключает значительные перемены в последнем свойстве. Отсюда для живого вещества планеты неизбежна количественная стабильность. Она характерна в полной мере и для числа видов.
Живое вещество как аккумулятор солнечной энергии должно одновременно реагировать как на внешние (космические) воздействия, так и на внутренние изменения. Снижение или увеличение количества живого вещества в одном месте биосферы должно приводить к процессу с точностью наоборот в другом месте, потому что освободившиеся биогены могут быть ассимилированы остальной частью живого вещества или будет наблюдаться их недостаток. Здесь следует учитывать скорость процесса, в случае антропогенного изменения намного более низкую, чем прямое нарушение природы человеком.
Помимо константности и постоянства количества живого вещества, нашедшего отражение в законе физико-химического единства живого вещества, в живой природе наблюдается постоянное сохранение информационной и соматической структуры, несмотря на то» что она и несколько меняется с ходом эволюции. Данное свойство было отмечено Ю. Голдсмитом (1981) и получило название закона сохранения структуры биосферы — информационной и соматической, или первого закона экодинамики. . Для сохранения структуры биосферы живое стремится к достижению состояния зрелости или экологического равновесия. Закон стремления к климаксу — второй закон экодинамики Ю. Голдсмита, относится к биосфере и другим уровням экологических систем, хотя и имеется специфика — биосфера более закрытая система, чем ей подразделения. Единство живого вещества биосферы и гомологич-ность строения ее подсистем приводят к тому, что сложно переплетены эволюционно возникшие на ней живые элементы различного геологического возраста и первоначального географического происхождения. Переплетение различных по пространственно-временному генезисуалементов во всех экологических уровнях биосферы отражает правило или принцип гетерогенеза живого вещества. Данное сложение не является хаотичным, а подчинено принципам экологической дополнительности (комплементарности), экологического соответствия (конгруэнтности) и другим закономерностям. В рамках экодинамики Ю. Голдсмита это третий ее закон — принцип экологического порядка, или экологического мутуализма, указывающий на глобальное свойство, обусловленное влиянием целого на его части, обратного воздействия дифференцированных частей на развитие целого и т. п., которое в сумме ведет к сохранению стабильности биосферы в целом.
Взаимопомощь в рамках экологического порядка, или системный мутуализм, утверждается законом упорядоченности заполнения пространства и пространственно-временной определенности: заполнение пространства внутри природной системы из-за взаимодействия между ее подсистемами упорядочено так, что позволяет реализоваться гомеостатическим свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри ее. Из данного закона следует невозможность длительного существования «ненужных» природе случайностей, включая и чуждые ей.создан-ные человеком. В число правил мутуалистического системного порядка в биосфере входит и принцип системной дополнительности, который гласит, что подсистемы одной природной системы в своем развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других подсистем, входящих в ту же систему.
К четвертому закону экодинамики Ю. Голдсмита относят закон самоконтроля и саморегуляции живого: живые системы и системы под управляющим воздействием живого способны к самоконтролю и саморегулированию в процессе их адаптации к изменениям в окружающей среде. В биосфере самоконтроль и саморегуляция происходят в ходе каскадных и цепных процессов общего взаимодействия — в ходе борьбы за существование естественного отбора (в самом широком смысле этого понятия), адаптации систем и подсистем, широкой коэво-люции и т.д. При этом все эти процессы ведут к положительным «с точки зрения природы» результатам — сохранению и развитию экосистем биосферы и ее как целого.
Связующим звеном между обобщениями структурного и эволюционного характера служит правило автоматического поддержания глобальной среды обитания: живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействия с абиотическими факторами автодинамически поддерживает среду жизни, пригодную для ее развития. Данный процесс ограничен изменениями, космического и общеземного экосферного масштаба и происходит во всех экосистемах и биосистемах планеты, как каскад саморегуляции, достигающей глобального размаха. Правило автоматического поддержания глобальной среды обитания следует из биогеохимических принципов В. И. Вернадского, правил сохранения видовой среды обитания, относительной внутренней непротиворечивости и служит константой наличия в биосфере консервативных механизмов и одновременно подтверждением правила системно-динамической комплементарности.
О космическом воздействии на биосферу свидетельствует закон преломления космических воздействий: космические факторы, оказывая воздействие на биосферу и особенно ее подразделения, подвергаются изменению со стороны экосферы планеты и потому по силе и времени проявления могут быть ослаблены и сдвинуты или даже полностью утерять свой эффект. Обобщение здесь имеет значение в связи с тем, что зачастую идет поток синхронного воздействия солнечной активности и других космических факторов на экосистемы Земли и населяющие ее организмы.
Следует отметить, что многие процессы на Земле и в ее биосфере хотя и подвержены влиянию космоса и предполагаются циклы солнечной активности с интервалом в 1850, 600,400, 178, 169,88,83,33,22,16, 11,5(11,1), 6,5 и 4,3 года, сама биосфера и её подразделения не обязательно во всех случаях должны реагировать с той же цикличностью. Космические воздействия системы биосферы могут блокировать нацело или частично
Пути космического влияния на биосферу
Если вы заметили ошибку, выделите необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редакции
Живые организмы и их неживое (абиотичне) окружение неразрывно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии.
Любое сообщество живых существ и среду его обитания, объединенные в единое функциональное целое, благодаря взаимозависимости и потока энергии, протекающей в них и веществ, называется экосистемой. Экосистему следует рассматривать как основную функциональную единицу в экологии.
С точки зрения теории систем, экосистемы представляют собой открытые системы. Важными компонентами для них среду на входе и среда на выходе. Наличие внешней среды следует считать свойством экосистемы.
Экосистема - универсальное понятие: экосистемой есть и капля воды из пруда, и в целом вся биосфера, то есть это понятие не ранговое. Наряду с термином экосистема существует и срок биогеоценоз - экосистема с определенным типом растительности (например, биогеоценоз лиственного леса, биогеоценоз степи и т.п.).
В этом смысле для крупных региональных или субконтинентальная биосистем используется термин биом.
В каждой экосистемы выделяется живая (биотическая) и неживая (абиотические) часть. Биотическая часть (биота) - это сообщество (совокупность) всех живых организмов в пределах выделенной экосистемы. Абиотические часть (абиота) - это неживое физическую среду, функционирующую вместе с сообществом.
Особый вопрос представляет собой почву, в котором интегрированы живые организмы и неживая вещество. По предложению академика В. И. Вернадского почву определяется как биокосные тело Земли.
Растительный покров представляет собой важнейший компонент любой наземной экосистемы. В экологии его определяют термином "фитоценоз". Фитоценоз это совокупность популяций автотрофных растений, связанных подобным отношением к условиям среды. Различают еще растения эдификаторы - то есть виды, которые играют основную роль в создании биосред в экосистеме. На рис. 2.1 и 2.2 изображены поток энергии в природном сообществе и круговорот веществ в экосистеме.
Рис. 2.1.
Рис. 2.2.
В экосистеме совместно находятся и функционируют множество видов. С точки зрения занимаемого пространства каждый вид характеризуется своим местопребыванием - местом, где он живет, местом, где его обычно можно найти. Однако одной пространственной характеристики для определения условий, в которых проживает вид, недостаточно. Более емким является понятие экологическая ниша - совокупность экологических характеристик вида: местонахождение, еда, место размножения, сопротивление факторам среды, отношения между конкурентами или враждебными видами, - то есть все условия его существования.
Так, например, при мелиорации земель происходит сужение, а то и закрытия экологических ниш для одних видов и расширение (создание новых) ниш для других.
Для жизни некоторых организмов необходимые условия, ограниченные узкими пределами. Такие организмы называются стеноекы. Другие, наоборот, приспосабливаются к более меняющимся условиям - евриекы. Экологическая валентность организма представляет его способность заселять различные среды. Можно сказать, что различные виды отличаются разной биологической стойкостью. Общий закон биологической устойчивости иллюстрируется рис. 2.3, а основные экологические законы приведены в Приложении 1.
Рис. 2.3.
С точки зрения трофической структуры (цепи питания) экосистема делится на два яруса: верхний автотрофный (самостоятельно питается) ярус, то есть растения, - здесь преобладает фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопления сложных органических соединений, и нижний гетеротрофный ярус (что питается другим), в котором преобладают растительноядные и хищники, трансформация и разложение сложных соединений.
В составе экосистемы выделяют следующие компоненты: неорганические вещества (С, ИМ, С02, Н20 и др.), Которые включаются в круговорот; органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и т.п.); воздушное, водяное и субстрат НЕ (минеральный раствор) среда, включающая климатический режим и другие физические факторы; продуценты - автотрофные организмы, которые могут делать пищу из простых неорганических веществ; макроконсументы - в основном бактерии и грибки .
Сообщество может быть представлено в следующем составе: продуценты - консументы - редуценты. Понятие "сообщество" часто употребляется и в более узком смысле - говорят, например, растительное сообщество (фитоценоз).
Для функционирования любой экосистемы необходимы следующие компоненты: солнечная энергия, вода, элементы питания (основные абиотические неорганические и органические соединения), содержащиеся в почвах, донных осадках и воде, автотрофные и гетеротрофные организмы, образующие биотические пищевые цепи.
Живые и неживые части экосистем тесно переплетены между собой в едином комплексе, так что разделить их трудно.
Основной процесс в любом растительном сообществе, в том числе в агроценозах (искусственная экосистема для продуцирования растительной массы) - фотосинтез. Процесс фотосинтеза включая запасные части энергии солнечного света в виде потенциальной или "связанной" энергии пищи }
