Structura biosferei. Conceptul de ecosistem
Chibisova N.V. Dolgan E.K.
Conceptul de biosferă ca habitat al organismelor vii sau sfera ocupată de viață a fost propusă în 1878 de către omul de știință austriac E. Suess. Mai târziu VI. Vernadsky sa apropiat de biosferă ca mediu planetar în care materia vie este larg răspândită. Materia vii este privită ca o manifestare specială a condițiilor termodinamice, fizice și chimice ale planetei, capabile să le organizeze în așa fel încât să aibă o stabilitate maximă în timp și spațiu. Biosfera nu este numai coaja exterioară a Pământului, înghițită de viață, ci și organizată structural de ea. Substanța vie în timpul existenței sale a schimbat profund natura originală a planetei. Viata a fost, ea a adaptat mediul inconjurator si a optimizat conditiile. În stratosfera, a apărut un ecran de ozon care protejează ființele vii de efectele dezastruoase ale razelor ultraviolete și ale altor radiații cosmice.
Resursele limitate de azot-carbon, apă, aer și nutriție minerală vie depășite materia prin crearea unui strat de sol, sinteza extrem de minerale (furnizarea de sorbție compușilor cu azot, fosfor, calciu, potasiu, etc.), o acumulare mai eficientă de compuși organici humus macro- (C , N, P, Ca, S, K) și oligoelemente (J, Zn, Cu, Co, Se și colab.). Conform valorii sale biochimice în susținerea vieții pe coperta planeta de sol este comparabil cu scutul de ozon din stratosfera.
Fotosinteza a fost mecanismul de acumulare a energiei biochimice active în masele de materie organică, în humusul solului sub formă de combustibili fosili.
Provenit și a arătat mecanismul său rol excepțional „cooperare“ (simbioză) între plante, animale, insecte, nevertebrate inferioare, microorganisme pentru a forma un așa-numitele lanțuri alimentare. lanțurile alimentare oferă o retenție prelungită în ecosistemul energiei elemente fotosinteză și rezerve biophilic aferente (P, N, K, S, Ca, Mg, etc.) necesare pentru noile generații de materie vie. Pe această bază, legăturile principale sunt compuse din cicluri biogeochimice ale materiei.
Conform ideilor moderne despre structura biosferei, pe baza ideilor lui VI. Vernadsky, biosfera ca habitat al organismelor împreună cu organismele înseși poate fi împărțită în trei sub-sfere: aerobiosphere, hidrobiosphere și geobiosphere.
Aerobiosfera este locuită de organisme, substratul de viață al căruia este umiditatea aerului. Factorii limitativi ai vieții în aerobiosphere sunt prezența picăturilor de apă și a aerosolilor solizi care se ridică de pe suprafața Pământului, precum și a temperaturilor pozitive. Aerobiosphere, la rândul său, se descompune în două sub-sub-sub-sfere: tropobiosphere și altobiosphere.
Hidrobiosfera este întreaga lume globală a apei locuită de hidrobionți. La randul sau, hidrososfera include o aquabiosphere - o lume a apei continentale, mai ales proaspata, si o biosfera marina (lumea oceanelor si oceanelor).
Geobiosphere este adăpostul de geobionți, mijlocul vieții pentru care este înfățișată întinderea pământească. Geobiosphere este împărțită în cinci sub-subsisteme, inclusiv litobiosistemul.
Spectrul biologic al biosferei are un caracter pas cu pas: comunitate, populație, organism, organ, celulă, gena.
Fig. 1. Subiectul studiului în domeniul ecologiei
Trebuie remarcat faptul că spectrul nu poate găsi granițe ascuțite (într-un sens funcțional), deoarece fiecare nivel este integrat, interconectat cu altele.
Așa cum un organism izolat de la populații nu poate trăi mult timp, comunitatea nu poate exista dacă ciclul de substanțe nu se produce în ea și energia nu curge în ea.
Orice unitate (Biosystem) inclusiv toate împreună la organismele care funcționează site-ul (comunitatea biotică) și interacționează cu mediul fizic în așa fel încât fluxul de energie creează o structură și circulația substanțelor biotice între vii și părțile nonliving bine definite reprezintă un sistem ecologic.
Conceptul ecosistemului poate fi realizat pe modelul simplu prezentat în figura 3.2, unde E este forța motrice, P este proprietatea, F este fluxul și Y este interacțiunea.
Fig. 3.2. Modelul ecosistemului liniar
P1 și P2 denotă două proprietăți care, atunci când interacționează cu Y, dau oa treia proprietate a lui P3, când sistemul primește energie de la sursa E.
F1 - F2 - direcția fluxurilor de materie și energie, dintre care F1 - la intrare și F2 - la ieșire. Această diagramă bloc poate servi ca model pentru formarea de smog în aer peste un oraș.
P1 și P2 - hidrocarburi și oxizi de azot (două tipuri de componente chimice ale gazelor de eșapament ale autoturismelor). P3 - smog, format din aceste componente sub influența energiei solare, astfel încât efectul P3 (smog) este mai periculos pentru sănătate decât P1 și P2 singur.
Diagrama bloc din Fig. 3.2 caracterizează un ecosistem liniar. Dar, ecosistemele naturale au cel mai adesea o structură inelară sau asemănătoare buclă (Figura 3.3).
Fig. 3.3. Sistem parțial închis
Astfel, de exemplu, este ecosistemul orașului, în care resursele. Și se transformă în bunuri utile. B și deșeurile rezultate. C după prelucrare este din nou lansat în producție, ceea ce reduce cantitatea de deșeuri (emisii).
În orice ecosistem, ținând cont de feedback, există patru componente principale: fluxul de energie, circulația substanțelor, comunitatea și buclă de control al feedback-ului. Fluxul de energie solară care pătrunde în ecosistem este parțial transformat de comunitate și trece la un nivel calitativ superior, transformându-se în energia legăturilor chimice în materie organică. Cea mai mare parte a energiei solare se degradează (părăsește sistemul sub formă de căldură - căldură). Energia se poate acumula, transforma, dar nu poate fi folosită din nou. Cu toate acestea, nutrienții (elementele biogene) și apa sunt folosite de mai multe ori!
Trebuie remarcat natura cibernetică a ecosistemului, adică pe lângă fluxurile de energie, ciclul substanțelor pe care le caracterizează prin rețele de informații (semnale fizice și chimice care conectează toate părțile sistemului și îl controlează ca o singură entitate).
Principiul feedback-ului va determina în mare măsură stabilitatea ecosistemelor. Se disting rezistorul și stabilitatea elastică.
Resistor - capacitatea ecosistemului de a rezista la încălcări, menținând structura și funcția acestuia neschimbate.
Elastic - capacitatea de a recupera după structura și funcțiile sale au fost încălcate.
În general, ecosistemele sunt împărțite în naturale (pajiști, tundră, deșert, pădure, lac, mare, ocean) și artificiale (oraș, agroecosistem, un acvariu, o navă spațială).
În funcție de caracteristicile structurale:
1. Sol: tundra, stepa, giulgiul, pădurile de conifere, tropicalele
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: