Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

2.1.3. Функция биосферы

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами. Для круговорота веществ источником энергии служит Солнце.

В результате биологического круговорота происходит созидание органического вещества и его разрушение. Определяющим звеном в биологическом круговороте химических элементов являются растения; с ними связано образование свободного кислорода при фотосинтезе. Растения извлекают из почвы серу, фосфор, кальций, калий, магний, марганец, кремний, алюминий, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные поглощают эти элементы. Пища хищников включает белки, жиры, аминокислоты и др. При разрушении микроорганизмами отмерших растений и остатков животных в почву и воду поступают минеральные соединения, и биологический круговорот начинается вновь.

В круговороте участвует множество химических элементов и соединений, но наиболее важными являются круговороты воды, углерода, серы, азота, фосфора. Вода испаряется с поверхности водоемов и суши в атмосферу, конденсируется и выпадает в виде осадков.

Круговорот углерода заключается в миграции его от углекислого газа атмосферы в живое вещество и обратно, причем часть его остается в почве и осадочных породах.

Азот извлекается растениями из почвы и воды. Из аминокислот растительных белков животные, съедая растения, создают протоплазму своих клеток. Из отмерших растений и животных с помощью бактерий азот переходит в аммиак, а затем в нитриты и нитраты. Из атмосферы азот вовлекается в круговорот с атмосферными осадками и благодаря биологической фиксации азота прокариотами. Последние могут превращать газообразный азот в соединения, необходимые для корневого питания растений.

Фосфор поступает в круговорот из фосфорсодержащих горных пород (фосфоритов, апатитов). В процессе выветривания фосфор попадает в почвы, поверхностные воды, выносится в моря и оседает там. Растения из почвы поглощают ионы фосфата. Затем фосфор попадает к животным, далее с помощью бактерий преобразуется вновь в фосфаты.

Сера попадает в атмосферу в результате испарения вод океана, извержения вулканов и затем с атмосферными осадками и со стоком возвращается в океан. Сульфаты поглощаются растениями, попадают к животным, а при разрушении микроорганизмами белков образуется сероводород, который потом окисляется до элементарной серы или до сульфидов.

В биосфере в ходе биологического круговорота атомы поглощаются живым веществом и заряжаются энергией. Покидая живое вещество, они отдают накопленную энергию в окружающую среду. За счет этой энергии осуществляются многие химические реакции. В результате биологического круговорота формируется окислительно-восстановительна я зональность биокосных систем.

Способность организмов вызывать движение химических элементов В. И. Вернадский назвал биогеохимиче- скими функциями живого вещества. Биогеохимические функции живого вещества заключаются в перемещении химических элементов через свои тела или в результате деятельности человека (табл. 2.1). Биогеохимические функции человека влияют на поведение химических элементов в биосфере и изменяют ее химический состав.

Таблица 2.1

Биогеохимические функции живого вещества (но Е. П. Янину)

Группа

Основные функции

Примечание

Газовые функции

Кислородно-углекислотная; углекислотная (независимая от кислородной); озонная и перекись- водород пая; азотная; углеводородная; терпеновая;

Газы, образующиеся в биосфере, теснейшим образом связаны своим происхождением с живым веществом, всегда биогенны и изменяются главным образом биогенным путем. Биогенное происхождение выражается в двух различных процессах: 1) как прямое выражение

Продолжение табл. 2.1

Группа

Основные функции

Примечание

Газовые

функции

сероводородная и сульфидная; водная

жизненного процесса живого вещества — биогенной миграции атомов; 2) биогенный процесс 2-го рода, когда разрушаются с выделением газов биогенные и биокосные породы и образования

Концентрационные функции

Функции 1-го рода: захват живым веществом тех химических элементов, соединения которых встречаются в теле всех без исключения живых организмов. Функции 2-го рода: характеризуют некоторые определенные группы живых веществ

Сводятся к избирательной концентрации организмом из окружающей среды определенных химических элементов, что является наиболее ярким проявлением вещественного характера в явлениях жизни и создает совокупность живых организмов, т.е. живое вещество

Окислителыю-восста- новительные функции

Окислительная: окисление более бедных кислородом соединений (в почвах, в коре выветривания, в гидросфере). Восстановительная: резко выражена для сульфатов, создание H2S, FeS, FeS2

Окислительная функция характерна для бактерий и, может быть, для грибов, большей частью автотрофных.

Агентами восстановительной функции являются в природе многочисленные бактерии и, может быть, грибы

Биохимические функции

Первая связана с питанием, дыханием, размножением организмов.

Вторая связана с разрушением тела живого вещества и переходом его в косную материю; способна создавать биогенные минералы

Неразрывно связаны с организмом и имеют место в их телах. Для живого вещества с планетной точки зрения основным явлением должна считаться функция размножения и роста организмов, которая выявляется внутри тел живого вещества. Источники этих проявлений лежат в окружающей данное живое вещество среде, и эти явления могут быть представлены в атомарной форме как закономерная биогенная миграция химических элементов из внешней среды в живое

Окончание табл. 2.1

Группа

Основные функции

Примечание

Биохимические

функции

вещество и из последнего в окружающую среду. Необходимо различать: а) биогенную миграцию 1-го рода для микроскопических одноклеточных и микробов; б) биогенную миграцию 2-го рода для многоклеточных организмов

Биогсохимичсские функции человека

Новая геологическая сила, которая никогда не существовала на нашей планете в таком размере

Человек может менять химические процессы биосферы в такой степени, которая сравнима в своем геологическом значении с биогенной миграцией 1-го и 2-го рода всех организмов, вместе взятых. Сейчас в биосфере начинает доминировать биогенная миграция атомов 3-го рода, вызываемая человеческим разумом и трудом, резко отделяющим Homo sapiens от всего живого вещества

Влияние человека на эволюцию биосферы. Эволюция биосферы обусловлена тесно взаимосвязанными между собой тремя группами факторов: развитием нашей планеты как космического тела и протекающих в ее недрах химических преобразований, биологической эволюции живых организмов и развитием человека.

Согласно В. И. Вернадскому влияние человека на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

В. И. Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждал, что наблюдается переход биосферы в новое состояние — ноосферу. О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе «Научная мысль как планетное явление». Ноосфера, по мнению Вернадского, — это новая геологическая оболочка Земли, создаваемая на научных основаниях. В этом отношении ноосферу следует рассматривать как высшую стадию развития биосферы, связанную с развитием в ней человеческого общества.

Человечество в своем стремлении к улучшению условий существования постоянно наращивает темпы материального производства. Из недр Земли извлекаются и перерабатываются миллиарды тонн полезных ископаемых, но значительная их часть, в конце концов, превращается в отходы человеческой деятельности, все сильнее загрязняющие природную среду. Объем привычных для природы загрязнений увеличился настолько, что она не успевает их перерабатывать. Антропогенная нагрузка на биосферу быстро возрастает и приближает биосферу к критическому состоянию. Каждый год с лица Земли исчезают десятки видов растений, насекомых, животных, тысячи гектаров зеленых лесов, поставляющих кислород, необходимый всему живому.

Ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. В XXI в. значительная часть болезней человека связана с ухудшением экологической обстановки в среде обитания: загрязнениями атмосферы, воды и почвы, недоброкачественными продуктами питания, возрастанием шума и пр. Всестороннее изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привели к пониманию, что здоровье — это физическое, психическое и социальное благополучие человека.

Вопросы для самопроверки

  • 1. Что из себя представляют эколого-геологические системы?
  • 2. Как подразделяются экологические факторы?
  • 3. Что такое экосистемы?
  • 4. Какие существуют связи между популяциями биогенеза?
  • 5. Что такое биосфера? Строение и состав биосферы?
  • 6. Как распределяется жизнь в биосфере?
  • 7. В чем заключается главная функция биосферы? Приведите примеры круговоротов веществ.
  • 8. Какие биогеохимические функции живого вещества вы

знаете?

9. Что входит в понятие ноосферы?

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>