Лекция 5
Тема: Глобальная Экология - экология биосферы
Вопросы:
1 В.И.Вернадский - основатель исследования биосферы
2 Понятия живого компонента биосферы и его биогеохимические функции.
3 Энергии и природные ресурсы
1. В.И.Вернадский - основатель исследования биосферы.
Термин "биосфера" был введен геологом Эдуардом Сюссом в 1875 г., которую он определил как: место на поверхности земли, где протекает жизнь.
Некоторые ученые биологи и геологи используют понятие биосферы в более ограниченном смысле. Например, геохимики определяют биосферу, как полную сумму живых организмов ("биомасса" или "биота", как говорят биологи и экологи). В этом смысле биосфера - всего лишь один из четырех отдельных компонентов геохимической модели, а другие три - литосфера, гидросфера и атмосфера. Узкое значение, используемое геохимиками, является одним из последствий специализации в современной науке. Некоторые могли бы предпочесть слово экосфера, предложенное в 1960-ых годах, как затрагивающее и биологические и физические компоненты планеты.
Основатель исследования биосферы – В.И.Вернадский (1868-1945). Биосфера - это область земли, где существует жизнь. Его научная работа – «Биосфера» (1926). Главная идея его исследования - понятие «живая материя».
Компоненты биосферы:
- Аэросфера (Атмосфера) – воздух
- Гидробиосфера (Гидросфера) – вода
- Литобиосфера (Литосфера) - корка земли
- Ноосфера - биосфера, преобразованная деятельностью людей и измененная научным сознанием.
Термин «ноосфера» был предложен Ле Руа (1927). С греческого языка: «noos» = «сознание».
Исследование биосферы: исследование первичной роли живых организмов (живой компонент) и их деятельность по формированию окружающей земли (Атмосферы, Литосферы, Гидросферы).
Характеристики биосферы:
- Целая земная система
- Саморегуляция
- Стабильность
- Воспроизводство
Вода, по сравнению с воздухом, является главным лимитирующим фактором для распределения жизни. Оптимум жизни находится на поверхности подразделений среды.
Анализ средних значений для больших площадей показывает, что продуктивность лежит между 200 и 20000 ккал/м2 ежегодно, и полная продуктивность Земли составляет приблизительно 1018 килокалорий ежегодно.
Некоторые теоретики постулировали, что Земля плохо подходит для жизни, хотя почти каждая часть планеты, от полярных ледяных шапок до Экватора поддерживает жизнь многих видов. Действительно, недавние исследования микробиологов продемонстрировали, что микробы живут в глубинах земной поверхности, и что полная биомасса микробов в так называемых "непригодных для жилья зонах", может превысить биомассу всех животных и растений на поверхности. Фактическую толщину биосферы на Земле трудна измерить. Птицы обычно летают на высотах 650-2000 метров, и рыбы, которые живут глубоко под водой, могут быть найдены на глубине 8372 метров в Пуэрториканской впадине.
В течение прошедших 100 лет человечество увеличилось в численности в 4 раза, потребление энергии - в 10 раз, общая продуктивность - в 17,6 раз, добыча полезных ископаемых - в 29 раз. 85% всех полезных ископаемых, использованных людьми за время их существования, были извлечены в течение XX века. Общее количество используемой энергии в конце столетия - только на 3-4 порядка ниже величины солнечной энергии, входящей в верхнии слои атмосферы. В настоящее время, ¼ всей поверхности земли занято агроценозами и пастбищами, и ¾ земли, не покрытой льдом, оказывается, непосредственно используется.
Мировые уловы рыбы достигла своих теоретических пределов. Изменения в планетарном климате Земли, усиливая стихийные бедствия, увеличивают повреждения и приводят к исчезновению многих видов, что ясно видно. Люди удвоятся в численности в XXI веке. Сможет ли биосфера противостоять такому грузу?
За прошедшие 100 лет люди улучшили свои условия жизни. Научные и технические достижения улучшили условия работы во много раз и облегчили жизнь многих миллионов людей. Механизация, электрификация, достижения в химической науке и информационные прорывы стали частью жизни каждого человека в богатых странах.
Мировое сообщество начало помогать странам, пострадавшим от стихийных бедствий - засух, наводнений, землетрясений, пожаров. Но даже в обычные периоды, Мировое сообщество обеспечило существенную продовольственную и медицинскую помощь бедным странам. Такая помощь уменьшила детскую смертность и увеличила продолжительность жизни в развивающихся странах. Мощные лекарства, нацеленные против болезней (сульфамидные лекарства, антибиотики) и новые вакцины, нацеленные против инфекционных болезней, были разработаны в первой половине 20 столетия. Естественные места распространения чумы, малярии и других болезней, передаваемых животными, были уничтожены во многих областях.