Раздел 5. Биосфера и человек

• 1. Экосистемы (многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости живых систем)

• 2. Биосфера

• 3. Человек в биосфере

• 4. Глобальный экологический кризис (экологические функции литосферы, экология и здоровье)

Тема 1: Экосистемы (многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости живых систем) 1. Установите соответствие между экологическими факторами среды обитания и их примерами:  1) биотические факторы  2) абиотические факторы 3) антропогенные факторы

1			плотность популяции и численность хищников
2			рельеф местности и солевой состав воды
3			вырубка лесов и выпас скота
			свет и искусственный радиационный фон

1. Установите соответствие между утверждением о свойствах трофических цепей в экосистемах и его характеристикой относительно верности или неверности: 1) число звеньев в трофической цепи не превышает четырех – шести 2) большая часть энергии (до 90%) переходит с одного трофического уровня на другой 3) число видов остается постоянным на протяжении геологических периодов

• верное утверждение о свойствах трофических цепей

• неверное утверждение о свойствах трофических цепей

• не является свойством трофических цепей

•  может быть верным и неверным в зависимости от характера трофической цепи

Верным является утверждение, что число звеньев в трофической цепи не превышает четырех – шести. Малое число звеньев в цепи питания связано с тем, что большая часть энергии усвоенной пищи тратиться на поддержание процессов жизнедеятельности, т.е. на дыхание. Согласно закону экологической пирамиды, с одного трофического уровня на другой переходит в среднем не более 10% энергии, а стало быть, утверждение «большая часть энергии (до 90%) переходит с одного трофического уровня на другой» является неверным. Число видов остается постоянным на протяжении геологических периодов – это системное свойство биосферы, которое непосредственно не связано со свойствами трофических цепей.

3. Установите соответствие между формой биотических отношений и парой организмов: 1) хищничество 2) паразитизм 3) нейтрализм

Толерантность (от лат. tolerantia – терпение) – способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных значений. Экологический фактор – это отдельное свойство или элемент среды, воздействующий на организм. Экологическая ниша – это положение вида в биогеоценозе, которое отражает всю сумму связей организмов данного вида с абиотическими условиями и с другими видами, а также собственную функциональную роль вида в составе биогеоценоза.

Биосфе́ра — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.. Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ-излучение, губительное для живых организмов. Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурациибелков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами. В гидросфере: 10—11 км. определяется дном Мирового Океана.

• Популяция — совокупность особей одного вида, относительно изолированных от других групп этого же вида, занимающих определенную территорию, воспроизводящую себя на протяжении длительного времени и обладающую общим генетическим фондом.

• Биоценоз — совокупность всех организмов, населяющих участок среды с однородными условиями жизни, например лес, луг, болото и т.д. Иными словами, биоценоз — это совокупность популяций, проживающих на определенной территории.

• Биогеоценоз — сложная динамическая система, представляющая собой совокупность биотических и абиотических элементов, связанных между собой обменом вещества, энергии и информации, в рамках которой может осуществляться круговорот веществ в природе.

На Земле идет непрерывное обновление биомассы (за 7—8 лет), при этом в круговорот вовлекаются абиотические элементы биосферы. Например, воды Мирового океана прошли через биогенный цикл, связанный с фотосинтезом, не менее 300 раз, свободный кислород атмосферы обновлялся не менее 1 млн. раз.

Вернадский отмечал, что биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к своему максимальному проявлению, а эволюция видов ведет к появлению новых видов, увеличивающих биогенную миграцию атомов.Вернадский также впервые отметил, что живое вещество стремится к максимальному заселению среды обитания, причем количество живого вещества в биосфере остается стабильным на протяжении целых геологических эпох. Эта величина не менялась, по крайней мере, последние 60 млн. лет. Количество видов при этом также оставалось неизменным. Если в каком-то месте Земли количество видов убавляется, то в другом месте — прибавляется. В наши дни исчезновение огромного числа видов растений и животных связано поэтому с распространением человека и его неразумной деятельностью по преобразованию природы. Население Земли растет за счет гибели других видов.

Благодаря биогенной миграции атомов живое вещество выполняет свои геохимические функции. Современная наука классифицирует их по пяти категориям:

• концентрационная функция — выражается в накоплении определенных химических элементов как внутри, так и вне живых организмов благодаря их деятельности. Результатом стало появление запасов полезных ископаемых (известняки, нефть, газ, уголь и т.д.);

• транспортная функция — тесно связана с концентрационной функцией, так как живые организмы переносят нужные им химические элементы, которые затем накапливаются в местах их обитания;

• энергетическая функция — обеспечивает потоки энергии, пронизывающие биосферу, что дает возможность осуществлять все биогеохимические функции живого вещества. Важнейшую роль в этом процессе играют фотосинтезирующие растения, преобразующие солнечную энергию в биогеохимическую энергию живого вещества биосферы. Эта энергия тратится на все грандиозные преобразования облика нашей планеты;

• деструктивная функция — связана с разрушением и переработкой органических останков, в ходе которых накопленные организмами вещества возвращаются в природные циклы, идет круговорот веществ в природе;

• средообразующая функция — проявляется в преобразовании окружающей среды под действием живого вещества. Мы можем смело утверждать, что весь современный облик Земли — состав атмосферы, гидросферы, верхнего слоя литосферы, большая часть полезных ископаемых, климат — являются результатом действия Жизни. Так, зеленые растения обеспечивают Землю кислородом и накапливают энергию, микроорганизмы участвуют в минерализации органических веществ, образовании ряда горных пород и почвообразовании. При всей грандиозности задач, которые решают живое вещество и биосфера Земли, сама биосфера (по сравнению с другими геосферами) представляет собой очень тонкую пленку. Сегодня принято считать, что в атмосфере микробная жизнь имеет место примерно до высоты 20—22 км над земной поверхностью, а наличие жизни в глубоких океанических впадинах опускает эту границу до 8—11 км ниже уровня моря. Углубление жизни в земную кору много меньше, и микроорганизмы обнаружены при глубинном бурении и в пластовых водах не глубже 2—3 км. В состав биосферы Вернадский включал:

• живое вещество;

• биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (каменный уголь, нефть, газ и т.д.);

• косное вещество, образованное в процессах без участия живого вещества;

• биокосное вещество - вещества, создаваемые живыми организмами и косными процессами, и их динамическое равновесие; Кора выветривания – результат разрушения горных пород под действием природных вод, ветра, перепада температур, микроорганизмов и растений, а также ил являются биокосным веществом.

• вещества, находящиеся в процессе радиоактивного распада;

• рассеянные атомы, выделяющиеся из земного вещества под влиянием космических излучений;

• вещество космического происхождения, включающее отдельные атомы и молекулы, проникающие на Землю из космоса.

Накопление живыми организмами тех или иных химических элементов и их соединений связано с концентрационной функцией. В биогенном разложении горных пород в процессе выветривания проявляется деструктивная функция. В процессе фотосинтеза зеленые растения связывают солнечную энергию и запасают ее в виде энергии химических связей, что связано с энергетической функцией.

Тема 3: Человек в биосфере Процессы загрязнения в широком смысле можно классифицировать следующим образом: • инградиентное загрязнение как совокупность веществ, чуждых данной экосистеме; • параметрическое загрязнение, связанное с изменением качественных параметров окружающей среды; • биоценотическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяций живых организмов; • антропологическое загрязнение, представляющее изменение дологических систем в процессе природопользования, связанном с оптимизацией природы в интересах человека.

Главной причиной роста концентрации диоксида углерода – одного из парниковых газов – является сжигание ископаемого топлива на электростанциях, в автомобилях и в промышленности

Неолити́ческая револю́ция — переход человеческих общин от примитивной экономики охотников и собирателей к сельскому хозяйству, основанному на земледелии и/или животноводстве. По даннымархеологии, одомашнивание животных и растений происходило в разное время независимо в 7 — 8 регионах. Самым ранним центром неолитической революции считается Ближний восток, где одомашнивание началось не позднее, чем 10 тыс. лет назад^[1]. Маленькие мобильные группы охотников и собирателей, господствовавшие в предшествующей эпохе мезолита, осели в городах и поселках возле своих полей, радикально изменяя окружающую среду путем культивирования (в том числе ирригации) и хранения собранного урожая в специально возведенных зданиях и сооружениях. Повышение производительности труда вело к увеличению численности населения, созданию сравнительно больших вооруженных отрядов, охраняющих территорию, разделению труда, оживлению товарообмена, появлению права собственности, централизованной администрации, политических структур, идеологии и новых систем знания, которые позволяли передавать его из поколения в поколение не только устно, но и письменно. Появление письменности — атрибут окончаниядоисторического периода, который обычно совпадает с окончанием неолита и вообще каменного века.Целенаправленное выращивание растений создало условия для развития общества, что привело к появлению первых цивилизаций (кIII тыс. до н. э.). Улучшение орудия труда способствует развитию с/х промышленности. Одним из последствий неолитической революции является опустынивание территорий.