Курс лекцій Укладач

Скачати 1.88 Mb.

Назва	Курс лекцій Укладач
Сторінка	2/13
Дата	15.03.2013
Розмір	1.88 Mb.
Тип	Курс лекцій

bibl.com.ua > Туризм > Курс лекцій

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Тема 2

НАУКОВІ ЗАСАДИ РАЦІОНАЛЬНОГО ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ. БІОСФЕРА. ЕКОСИСТЕМИ ТА ЇХНЯ СТРУКТУРА.

План
1.Характеристика і склад біосфери.

2.Біогенна міграція хімічних елементів.

3.Біосфера і людина. Ноосфера.

4.Роль людського фактора в розвитку біосфери.

Характеристика і склад біосфери.

Живі організми з моменту своєї появи (3 – 3,5 млрд.рр. тому назад) впливали на еволюцію земної кори і атмосфери. завдяки діяльності рослин, з атмосфери було вилучено СО₂ , з”явився вільний кисень. подальший розвиток життя на Землі проходив у аеробних умовах під захистом озонового екрану, який захищає живі клітини від згубного впливу короткохвильового УФ – випромінювання. Вимерлі організми утворили великі поклади вапняків, кам”яного вугілля, нафти. Запаси енергії у вигляді кам”яного вугілля і нафти обумовили можливість швидкого технічного прогресу, без якого немислиме життя сучасної людини. Вивчення біосфери, її властивостей і закономірностей розвитку стає актуальним завданням, оскільки від його успішного розв”язання залежить подальший розвиток людства.

Під біосферою розуміють оболонку Землі, населену живими організмами. Біосфера – це своєрідна оболонка Землі, що містить всю сукупність живих організмів і ту частину речовин планети, яка знаходиться в безперервному обміні з цими організмами.

Термін “біосфера” означає сферу життя і вперше був введений в науку в 1875 р. австрійським геологом і палеонтологом Едуардом Зюссом (1831 – 1914). Однак, задовго до цього під іншими назвами, зокрема, “простір життя”, “картина природи”, “жива оболонка Землі” і т.п., його зміст розглядався і іншими природодослідниками.

Спочатку під цими термінами розуміли тільки сукупність живих організмів, які проживають на планеті, хоча, іноді вказували на зв”язок з географічними, геологічними та космічними процесами, але при цьому звертали увагу на залежність живої природи від сил і речовин неорганічної природи. Е.Зюсс в своїй книзі “Образ Землі”, яка була опублікована в 1909р. не відмічав зворотної дії біосфери і визначив її як “сукупність організмів, обмежену в просторі і в часі , що проживає на поверхні Землі”.

Одним із перших, хто чітко вказав на роль живих організмів в утворенні земної кори, був біолог Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829). Він підкреслював, що всі речовини, які знаходяться на поверхні земної кулі і утворюють її кору, сформувалися завдяки діяльності живих організмів.

Факти і положення про біосферу накопичувалися поступово в зв”язку з розвитком ботаніки, грунтознавства, географії рослин і інших переважно біологічних наук, а також геологічних дисциплін. Ті елементи знань, які стали необхідними для розуміння біосфери в цілому, виявились пов”язаними з виникненням екології як науки, яка вивчає взаємовідносини організмів і навколишнього середовища. Біосфера є визначеною природною системою, а її існування , в першу чергу, проявляється в кругообігу енергії і речовин за участі живих організмів.

Дуже важливим для розуміння біосфери було встановлення німецьким фізіологом Пфефером (1845 – 1920) трьох способів живлення живих організмів:

автотрофне – побудова організма за рахунок використання речовин неорганічної природи;
гетеротрофне – побудова організма за рахунок використання низько молекулярних органічних сполук;
міксотрофне – змішаний тип побудови організма (автотрофно-гетеротрофний).

Біосфера (в сучасному розумінні) – своєрідна оболонка Землі, що містить всю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, яка знаходиться в безперервному обміні з цими організмами.

Еволюція розвитку біосфери:

1.Гіпотеза абіогенного синтезу : на світанку геологічної історії у первісних океанах, під впливом вулканічного тепла, розрядів і інших факторів відбувся синтез більш складних сполук – амінокислот, пептидів, білків, з яких і утворилися живі організми.

Недолік цієї теорії – відсутність доказів утворення хоча боднієї живої речовини з неживої.

2.Принцип Реді : “Живе може виникнути лише від живого”. Перехід від неживої матерії до живої неможливий.

Блюменфельд довів, що ймовірність утворення за час існування Землі хоча б однієї молекули ДНК дорівнює 10 ^–800.

3.В.Вернадський вважав, що життя є вічною основою Космосу.

4.Релігійні теорії.

Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери.

Атмосфера – найлегша оболонка Землі. Через атмосферу здійснюється обмін речовин і енергії з космосом.

Атмосфера має декілька шарів:

тропосфера – нижній шар, який знаходиться ближче до поверхні Землі (висота 9 – 17 км). В ньому зосереджено приблизно 80% газового складу атмосфери і вся водяна пара;
стратосфера;
ноносфера – шар, в якому відсутні “живі речовини” .

Хімічний склад атмосфери: N₂ (78%), О₂(20%), СО₂(0,03%) та інші гази.

Гідросфера – водна оболонка Землі. Внаслідок високої рухливості вода проникає повсюдно до різних природних утворень, навіть найбільш чисті атмосферні води містять від 10 до 50 мгр/л розчинних речовин.

Переважними елементами хімічного складу гідросфери є такі: Na⁺ , Mg²⁺, Ca²⁺ Cl^- ,S, C. Концентрація того чи іншого елементу у воді ще нічого не говорить про те, наскільки він є важливим для рослинних і тваринних організмів, що в ній проживають. В цьому плані провідна роль належить N, P, Si, які засвоюються живими організмами. Головною особливістю океанічної води є те, що основні іони характеризуються постійним співвідношенням у всьому об”ємі світового океану.

Літосфера – зовнішня тверда оболонка Землі, яка складається з осадкових і магматичних порід. Зараз земною корою прийнято вважати верхній шар твердого тіла планети, який розміщений над сейсмічною межею Мохоровича. Поверхневий шар літосфери, в якому здійснюється взаємодія живої матерії з неорганічною і є грунт. Залишки організмів після розкладу переходять в гумус. Складовими частинами грунту є мінерали, органічні речовини, живі організми, вода, гази. Переважними елементами хімічного складу літосфери є : O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Провідну роль виконує кисень, на долю якого приходиться половина маси земної кори і 92% її об”єму, однак, кисень міцно зв”язаний з іншими елементами в основних мінералах. Таким чином, в кількісному співвідношенні земна кора – це “царство” кисню, який хімічно зв”язаний в ході геологічного розвитку земної кори.

Поступово ідея про тісний взаємозв”язок між живою і неживою природою, про зворотню дію живих організмів і їх систем на навколишні фізичні, хімічні і геологічні фактори все більш наполегливіше проникала в свідомість вчених і знаходила реалізацію в їх конкретних дослідженнях. Цьому сприяли і зміни, які пройшли в загальному підході природодослідників до вивчення природи . Вони все більше переконувалися в тому, що відокремлене дослідження явищ і процесів природи з позицій окремих наукових дисциплін є неадекватним. Тому на рубежі ХІХ – ХХст. в науку все ширше проникають ідеї цілісного підходу до вивчення природи, які в наш час сформувались в системний метод її вивчення.

Результати такого підходу вплинули на дослідження загальних проблем впливу біотичних факторів на абіотичні умови. Так, виявилось, наприклад, що склад морської води здебільшого визначається активністю морських організмів. Рослини, які ростуть на піщаних грунтах, змінюють їх структуру. Живі організми контролюють навіть склад атмосфери. Всі приклади свідчать про наявність зворотного зв”язку між живою і неживою природою, в результаті якого жива речовина в значній мірі змінює обличчя планети. Таким чином, біосферу не можна розглядати відокремлено від неживої природи, в якій вона, з одного боку залежить, а з іншого – сама впливає на неї. Тому перед природодослідниками виникає завдання – дослідити, яким чином і в якій мірі жива речовина впливає на фізико-хімічні і геологічні процеси, які проходять на поверхні Землі і в земній корі. Тільки подібний підхід може дати чітке уявлення про концепцію біосфери. Таке завдання і поставив перед собою видатний вчений В.І Вернадський (1863 – 1945).

2.Біогенна міграція хімічних елементів і біогеохімічні принципи.
За Вернадським, робота живої речовини в біосфері може проявлятися в двох основних формах:

хімічній (біохімічній) – І рід геологічної діяльності;
механічній – ІІ рід такої діяльності.

Геологічна діяльність І роду – побудова тіла організмів і перетворення їжі, звичайно, є більш важливою. Зараз існує можливість обчислити швидкість цього обміну. Так, за даними Л.М.Тюрюканова, в пшениці повна зміна атомів проходить для фосфору за 15 діб, для кальцію – в 10 разів швидше: за 1,5 доби. Постійний обмін між живим організмом і зовнішнім середовищем обумовлює прояв більшості функцій живої речовини в біосфері. За підрахунками біолога П.В.Гофмана-Кадошнікова, протягом життя людини через її тіло проходить 75 т води, 17 т вуглеводів, 2,5 т білків, 1,3 т жирів. Геохімічний ефект фізіологічної діяльності організмів обернено пропорційний до їхніх розмірів.

Велике значення має також кількість речовини , що пропускається через організм. В цьому відношенні максимальний геохімічний ефект на суші мають грунтоїди, а в океані – фільтратори. Ще Ч.Дарвін підрахував, що шар екскрементів, які виділяються дощовими черв”яками на родючих грунтах Англії, складає біля 5мм в рік. Таким чином, грунтовий пласт потужністю 1 м дощові черв”яки повністю пропускають через свій кишечник за 200років. В океані з дощовими черв”яками за “пропускною спроможністю” можуть конкурувати представники цього ж типу кільчатих червів – поліхети, а також ракоподібні. Достатньо 40 екземплярів поліхет на 1 м² , щоб поверхневий шар донних осадів потужністю в 20 – 30 см щорічно проходив через їхній кишечник. Субстрат при цьому суттєво збагачується кальцієм, залізом, магнієм, калієм і фосфором .

Біогенна міграція атомів ІІ роду - механічна – проявляється в наземних екосистемах з добре розвиненим грунтовим покривом, яка позволяє тваринам створювати глибокі укриття (гніздові камери термітів, наприклад, розміщені на глибині 2 – 4 м від поверхні). Завдяки викидам землерийок, у верхні шари грунтів потрапляють первинні невивітрені мінерали, які, розкладаючись, втягуються в біологічний кругообіг. Недарма геолог Г.Ф .Мірчинк (1889 – 1942) назвав сурка-тарбагана “кращим геологом Забайкалля” – його нори оточені “колекціями” гірських порід, добутих з глибин декількох метрів.

Біогенна міграція атомів ІІ роду поширена не тільки в наземних, але і в морських екосистемах. На дні моря організми будують собі укриття не тільки в м”якому грунті, але і в скалистому. Деякі молюски риють нори, що сягають глибини декількох метрів. Свердлять нори водорості, губки, бактерії, молюски, поліхети, морські їжачки , рачки тощо. Іноді вони проводять і руйнівну роботу. Наприклад, молюски фолад розрушили берег з гальки в районі Сочі: вони просвердлили собі підводні нори і, таким чином, берег оголився від гальки і почав відступати зі швидкістю до 4 м за рік. А в Західній Європі не менш шкідливу діяльність проводить випадково завезений з Китаю мохнаторукий краб – він проник до багатьох річок, і, будуючи свої нори, підриває береги і руйнує греблі.

До біогенної міграції ІІ роду можна віднести і переміщення самої живої речовини: сезонні перельоти птахів, переміщення тварин в пошуках їжі, масові міграції тварин.

Вернадський розділяв процеси , які здійснюються в біосфері живою речовиною за характером самих процесів . По-іншому підійшов до цього питання сучасник В.Вернадського М.А.Андрусов. “Хімічна діяльність організма взагалі, яка має геологічне значення , - писав Андрусов, -може бути зведена до двох категорій: по-перше, до утворення на зовнішній поверхні або всередині твердих виділень, здатних зберігатися; по-друге, , до утворення рідких і газоподібних виділень, здатних вступати в різні хімічні реакції з навколишнім неорганічним світом”. По суті цю ж думку розвивала на сучасному матеріалі мікробіолог Т.В.Аристовська, яка вказала, що міграція атомів хімічних елементів може бути як прямим , так і другорядним результатом життєдіяльності організмів (в першу чергу бактерій). В таблиці суміщені класифікаційні підходи Вернадського (горизонтальні ряди) і Андрусова – Арістовської (вертикальні ряди):

Характер і локалізація процесів, які здійснюються живою речовиною.

Рід геологічної діяльності

Де протікає

процес
Характер

процесу

Всередині організма

За межами організму

І

Хімічний

(біохімічний)

Перетравлення їжі,

побудова тіла організма

Виділення у зовнішнє середовище продуктів метаболізму і екскретів;

позаклітинне перетравлення.

ІІ

Механічний

Пропускання неорганічних компонентів їжі через шлунковий тракт грунтоїдів

А/ Переміщення самої “живої речовини” (наслідок цього – транспортування біогенної речовини);

Б/ переміщення неживої речовини організмами в ході життєдіяльності.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Схожі:

Курс лекцій Київ 2006 Київський Національний Університет культури і мистецтв Безклубенко Сергій Данилович. Основи філософських знань. Курс лекцій для слухачів Академії пепрукарського мистецтва та студентів...	Курс лекцій СУМИ 2003 МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ... Курс лекцій спрямований на надання студентам допомоги по вивченню навчального курсу з „Торгового права” та розрахований на студентів...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ МІЖНАРОДНИЙ... Головченко О. М., Ананьєв Є. П. Сучасна економічна теорія: курс лекцій – Одеса: м. Роздільна ТОВ «Лерадрук», 2012. 204 с	Курс лекцій Черкаси 2012
Конспект лекцій з курсу “ Системно-структурне моделювання технологічних... Конспект лекцій з курсу “Системно-структурне моделювання технологічних процесів” / Укладач П. В. Кушніров. – Суми: Вид-во СумДУ,...	Курс лекцій для студентів факультету заочної форми навчання
Опорний курс лекцій Київ 2011 ЗМІСТ Список використаної літератури	ЕКОНОМІЧНА ДІАГНОСТИКА Економічна діагностика. Опорний конспект лекцій / Укладач: к г н., доц. Мартусенко І. В. – ВІЕ ТНЕУ. – Вінниця, 2011. – 72с
Основні напрямки діяльності Ліги прочитано курс лекцій з історії України від найдавніших часів до сьогодення	КУРС ЛЕКЦІЙ ЗА ЗАГАЛЬНОЮ ТА ГАЛУЗЕВОЮ СКЛАДОВИМИ ПІДВИЩЕННЯ КВАЛІФІКАЦІЇ... У курсі лекцій із загальної та галузевої складових у стислій формі висвітлюються питання державного управління і місцевого самоврядування,...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання