Биосфера и место в ней человека

                         Министерство транспорта Российской  Федерации 

                   Федеральное агентство железнодорожного  транспорта

                        Государственное образовательное  учреждение  

                            Высшего профессионального образования

                  «Омский государственный университет  путей сообщения» 
 
 
 

Дисциплина: Экология 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Тема  «Биосфера и место в ней человека» 
 
 

                                                                       Выполнил: студент

                                                                       Шифр     

                                                                       ____________

                                                                       Руководитель                                                             

                                                                        ____________

                                                                                   «___» «__________»2011 г.    
 
 
 
 
 
 

Омск   2011 г.

  Содержание

  Введение………………………………………………………………………………….3

  1.Понятие  биосферы……………………………………………………………………..4

  2.Человеческая  деятельность и принцип экологической  эквивалентности…………7

  Заключение………………………………………………………………………………10

  Список  использованной литературы…………………………………………………...11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение 

  Хозяйственная деятельность человека вносит дисгармонию  в естественные циклы вещества и  энергии. Благодаря значительному энергетическому вкладу в производственные процессы движение веществ ускоряется. Наряду с их физическим перемещением создаются новые химические соединения. И в том и в другом случае антропогенные потоки вещества оказывают дестабилизирующее влияние на природные экосистемы. Эффект антропогенного загрязнения окружающей среды приобрел во второй половине XX в. глобальное значение.

  Особая  роль в развитии учения о биосфере – оболочке Земли, строение и организованность которой обусловлены жизнедеятельностью организмов, – принадлежит В.И. Вернадскому. По его утверждению, биосфера – планетарное явление космического характера. Мысль о жизни как о космическом явлении, пишет Вернадский, существовала уже давно. В конце XVII в. голландский ученый X. Гюйгенс в книге «Космотеорос», переведенной в России по инициативе Петра I, сделал следующее научное обобщение: «жизнь есть космическое явление, в чем-то резко отличное от косной материи». Вернадский назвал это обобщение «принципом Гюйгенса».

  Небольшая книга Вернадского, посвященная биосфере, вышла в свет в 1926 г. Понимание идей Вернадского пришло только в 60-е гг. нашего столетия. Оно крепло по мере осознания человечеством угрозы экологического кризиса. Решение глобальных экологических проблем невозможно без понимания законов, управляющих живыми организмами в биосфере, и это обуславливает актуальность настоящей работы.

  Целью данного  реферата является исследование биосферы как системы взаимодействия живого и неживого вещества, определение  основных характеристик этой системы и место человека в ней.

  В связи  с поставленной целью можно формулировать  следующие задачи исследования:

  ·  рассмотрим ключевые положения учения о биосфере, используя работы не только Вернадского, но и современных авторов, при этом определим понятие «биосфера», а также рассмотрим функции живого вещества и сформулируем закон сохранения;

  ·  определим особенности влияния человеческой деятельности на уже сложившиеся экосистемы, и перспективы развития человечества исходя из систематического разрушения им ценозов, осуществляющих средообразующую деятельность.

  Реферат состоит из 5 разделов. В первом сформулированы цель и задачи исследования, во втором даются ключевые положения учения о  биосфере, в третьем дается обзор  глобальных проблем человечества, связанных  с постоянным негативным воздействием людей на среду их обитания, в четвертом сделаны основные выводы по содержанию работы, в пятом указаны первоисточники по теме работы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие биосферы

  Понятие «биосфера», по мнению В.И. Вернадского, было сформулировано (без употребления самого термина) Ж.Б. Ламарком в начале XIX в. А. Гумбольдт выделял сферу жизни как неотъемлемую часть географической оболочки. Наконец, Э. Зюсс в 1875 г. при рассмотрении основных оболочек Земли: лито-, атмо- и гидросферы, – полагал, что в области взаимодействия верхних сфер и литосферы можно выделять самостоятельную оболочку – биосферу. Э. Зюсс впервые ввел этот термин в науку.

  Определяя биосферу, Вернадский вводит понятие  «живое вещество» – совокупность всех живых организмов. Область распространения живого вещества включает нижнюю часть воздушной оболочки (атмосферы), всю водную оболочку (гидросферу) и верхнюю часть твердой оболочки (литосферы).

  Вернадский  четко обозначает верхний и нижний пределы распространения жизни. Верхний – обусловливается лучистой энергией, приходящей из космоса, губительной для живых существ. Речь идет о жестком ультрафиолетовом излучении; оно задерживается озоновым экраном, нижняя граница которого проходит на высоте около 15 км: это верхняя граница биосферы. Нижний предел жизни связан с повышением температуры в земных недрах. На глубине 3-3,5 км температура достигает 100 °С. Наибольшую мощность биосфера имеет в океане: от поверхности до максимальных глубин в нем обитают живые существа.

  Для биосферы характерно не только присутствие живого вещества. Она обладает также следующими тремя особенностями: во-первых, в ней в значительном количестве содержится жидкая вода; во-вторых, на нее падает мощный поток солнечной энергии; в-третьих, в биосфере проходят поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазах – твердой, жидкой и газообразной. Все это служит предпосылкой для активного обмена веществом и энергией, в котором большую роль играют организмы. Биосфера – главная арена жизни и хозяйственной деятельности человека.

  Чтобы наглядно представить биосферу как систему, в которой живые организмы  выполняют роль системобразующего  элемента, рассмотрим основные функции  живого вещества: энергетическую, деструктивную, концентрационную и средообразующую.

  Энергетическая функция выполняется прежде всего растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений. По словам Вернадского, зеленые хлорофилльные организмы, зеленые растения, являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом химические тела – своеобразные солнечные консервы, энергия которых в дальнейшем является источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере – всей земной коры.

  По расчетам Вернадского, на Земле ежегодно аккумулируется растениями около 10¹⁹килокалорий энергии. Внутри экосистемы эта энергия в виде пищи распределяется между животными. Частично энергия рассеивается, а частично накапливается в отмершем органическом веществе и переходит в ископаемое состояние. Так образовались залежи торфа, каменного угля, нефти и других горючих полезных ископаемых, служащие в настоящее время энергетической базой для жизни и работы людей. Растения – главный источник пищи для людей и сельскохозяйственных животных.

  Деструктивная функция состоит в разложении, минерализации мертвого органического  вещества, химическом разложении горных пород, вовлечении образовавшихся минералов  в биотический круговорот. Мертвое  органическое вещество разлагается до простых неорганических соединений (углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т. д.), которые вновь используются в начальном звене круговорота. Этим занимается специальная группа организмов – редуценты (деструкторы).

  Особо следует  сказать о химическом разложении горных пород. Благодаря живому веществу биотический круговорот пополняется минералами, высвобождаемыми из литосферы. Например, по свидетельству А.В. Лапо, плесневый грибок в лабораторных условиях за неделю высвобождал из базальта 3 % содержащегося в нем кремния, 11 % алюминия, 59 % магния, 64 % железа. Пионеры жизни на скалах – бактерии, сине-зеленые водоросли, грибы и лишайники – оказывают на горные породы сильнейшее химическое воздействие растворами целого комплекса кислот – угольной, азотной, серной и разнообразных органических. Разлагая с их помощью те или иные минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы – кальций, калий, натрий, фосфор, кремний, микроэлементы.

  Общая масса зольных элементов, вовлекаемая ежегодно в биотический круговорот только на суше, составляет около 8 млрд. т. Это в несколько раз превышает массу продуктов извержения всех вулканов мира на протяжении года. Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уникальное свойство почв – их плодородие.

  Концентрационная  функция заключается в избирательном  накоплении при жизнедеятельности  организмов атомов веществ, рассеянных в природе. Способность концентрировать  элементы из разбавленных растворов – это характерная особенность живого вещества. Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Например, в продуктах жизнедеятельности некоторых из них по сравнению с природной средой содержание марганца увеличено в 1200000 раз, железа – в 65000, ванадия – в 420000, серебра – в 240000 раз и т.д.

  Морские организмы активно концентрируют  рассеянные минералы для построения своих скелетов или покровов. Существуют, например, кальциевые организмы (моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, известковые водоросли и т. п.) и кремниевые (диатомовые водоросли, кремниевые губки, радиолярии). Особо следует обратить внимание на способность морских организмов накапливать микроэлементы, тяжелые металлы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк), радиоактивные элементы. Их концентрация в теле беспозвоночных и рыб может в сотни тысяч раз превосходить содержание в морской воде. Благодаря этому морские организмы полезны как источник микроэлементов, но вместе с тем употребление их в пищу может грозить отравлением тяжелыми металлами или быть опасным в связи с повышенной радиоактивностью.

  Средообразующая функция состоит в трансформации  физико-химических параметров среды (литосферы, гидросферы, атмосферы) в условия, благоприятные  для существования организмов. Можно сказать, что она является совместным результатом всех рассмотренных выше функций живого вещества: энергетическая функция обеспечивает энергией все звенья биологического круговорота; деструктивная и концентрационная способствуют извлечению из природной среды и накоплению рассеянных, но жизненно важных для организмов элементов.

  Средообразующие функции живого вещества создали  и поддерживают в равновесии баланс вещества и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий  существования организмов, в том числе человека. Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия. Эту способность живого вещества к регенерации экологических условий выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области термодинамических равновесий. Он заключается в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений. В теории управления аналогичное явление носит название отрицательных обратных связей. Благодаря этим связям система возвращается в первоначальное состояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. Таким образом, гомеостаз, устойчивость экосистемы, оказывается явлением не статическим, а динамическим.

  В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие  события: был преобразован газовый  состав первичной атмосферы; изменился  химический состав вод первичного океана; образовалась толща осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник плодородный почвенный покров (также плодородны воды океана, рек и озер).