heim / Über die Krankheit/ Biosphäre – als globales Ökosystem. Biosphäre ist ein Ökosystem, das

Die Biosphäre ist wie ein globales Ökosystem. Biosphäre ist ein Ökosystem, das

Biosphäre- Dies ist der besiedelte Teil der geologischen Hülle der Erde.

Biosphäre– Dies ist ein Teil der geologischen Hülle der Erde, deren Eigenschaften durch die Aktivität lebender Organismen bestimmt werden.

Die zweite Definition deckt einen größeren Raum ab: Schließlich verteilt sich der bei der Photosynthese entstehende Luftsauerstoff in der Atmosphäre und ist dort vorhanden, wo keine lebenden Organismen leben. Die Biosphäre im ersten Sinne besteht aus Lithosphäre, Hydrosphäre und unteren Schichten Atmosphäre - Troposphäre. Die Grenzen der Biosphäre werden durch den Ozonschirm in einer Höhe von 20 km und die untere Grenze in einer Tiefe von etwa 4 km begrenzt.

Biosphäre - globales Ökosystem, die von lebenden Organismen bewohnte Hülle der Erde, die mit dem Erscheinen von Lebewesen als Ergebnis der evolutionären Entwicklung des Planeten entstand. Es umfasst den oberen Teil der Lithosphäre, die gesamte Hydrosphäre, die Troposphäre und den unteren Teil der Stratosphäre. Die Lehre von der Biosphäre wurde von einem Akademiker geschaffen IN UND. Wernadski ( 1926).

Atmosphäre - die gasförmige Hülle der Erde und einiger anderer Planeten, der Sonne und der Sterne. Die Erdatmosphäre erstreckt sich bis zu 100 km und besteht aus Troposphäre, Stratosphäre und Ionosphäre. An der unteren Grenze der Stratosphäre in einer Höhe von 15–35 km wandelt sich freier Sauerstoff in Ozon (02 -> 03) um und bildet einen Schutzschild für die Erde.

Hydrosphäre - die Wasserhülle der Erde, die sich zwischen Lithosphäre und Atmosphäre befindet. Es nimmt 70,8 % der Erdoberfläche ein und umfasst Ozeane, Meere, Flüsse und Seen.

Lithosphäre - die äußere harte Hülle der Erde, die Erdkruste, bestehend aus Sediment- und magmatischen Gesteinen. Auf seiner Oberfläche bildet sich der Boden – ein besonderer Naturkörper, der durch das Zusammenspiel von Gesteinen, Wasser, Luft und lebenden Organismen entstanden ist. Die Lithosphäre ist der am stärksten mit lebender Materie gesättigte Teil der Biosphäre.

Humus (Humus) - organisches Bodenmaterial, das bei der Zersetzung pflanzlicher und tierischer Rückstände durch Zersetzerorganismen entsteht. Humusmenge- Indikator für die Bodenfruchtbarkeit. Die Dicke des Humushorizonts beträgt bei podzolischen Böden 5–10 cm, bei Schwarzerdeböden 1–1,5 m bei einem Humusgehalt von bis zu 30 %.

Bodensanierung - Verbesserung der Bodeneigenschaften, um ihre Fruchtbarkeit zu erhöhen. Es gibt solche Arten der Rekultivierung als Wasserbau - Entwässerung, Bewässerung, Waschen salzhaltiger Böden; chemisch - Kalken, Gipsen, Oxidation; physikalisch - Schleifen, Tonen; Agroforstwirtschaft – Anpflanzung von Waldgürteln usw.

Landschaft - Gesamtansicht der Gegend. Landschaften können natürlich (See, Berg, Wald) und von Menschenhand geschaffen (Felder, Gärten, Parks, Stauseen, Fabriken, Städte) sein. In künstlichen Landschaften ist die Landschaftsgestaltung von großer Bedeutung, da sie die Zusammensetzung von Luft, Wasser und den Lärmpegel beeinflusst. Von großer Bedeutung ist der Erhalt der Naturlandschaft bei der Entwicklung von Städten und der Gewinnung von Baustoffen (Kiesel, Schotter, Sand), insbesondere an den Ufern von Flüssen und Meeren.

Natürliche Ressourcen - Mineralien, Energiequellen, Boden, Wasserstraßen und Stauseen, Mineralien, Wälder, Wildpflanzen, Fauna von Land und Gewässern, Genpool Kulturpflanzen und Haustiere, malerische Landschaften, Wellnessbereiche usw.:

Erschöpfbare Ressourcen :

nicht erneuerbar - Öl, Kohle, andere Mineralien;

verlängerbar - Boden, Vegetation, Fauna, Sedimentgesteine (Salze), deren Verbrauchsrate der Rate ihrer Wiederherstellung entsprechen muss, sonst verschwinden sie.

Unerschöpflich - Dies sind Raum-, Klima- und Wasserressourcen (sie hängen aber auch weitgehend vom Zustand der Atmosphäre, der Hydrosphäre und der Biosphäre insgesamt ab).

Lehren von V.I. Wernadski über Biosphäre und Noosphäre ist eine Verallgemeinerung naturwissenschaftlichen Wissens, das die Bestandteile der Biosphäre, ihre Grenzen, die Funktionen lebender Materie und die Entwicklung der Biosphäre untersucht. Akademiker V.I. Wernadskij zeigte als erster die enorme biogeochemische Rolle von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen bei der Entstehung der Biosphäre. In der Struktur der Biosphäre identifizierte er Folgendes Komponenten :

lebende Materie (die Gesamtheit der lebenden Organismen auf dem Planeten); In allen geologischen Epochen beeinflusste lebende Materie, die Sonnenenergie umwandelte und ansammelte, die chemische Zusammensetzung Erdkruste war eine mächtige geochemische Kraft, die das Antlitz der Erde formte;

träge (nicht lebende) Materie (Atmosphäre, Hydro-, Lithosphäre und ihre Bestandteile – Gase, feste Partikel und Wasserdampf, emittiert von Vulkanen, Geysiren);

unbelebter Nährstoff , entstanden im Prozess der Lebensaktivität von Organismen moderner und vergangener geologischer Epochen (fossile Überreste von Organismen, Öl, Kohle, atmosphärische Gase, Seeschlamm - Sapropel, Sedimentgesteine, zum Beispiel Kalksteine);

bioinerte Substanz - das Ergebnis der lebenswichtigen Aktivität von Organismen und nichtbiologischen Prozessen (Boden, Wasser bewohnter Stauseen, Tonmineralien).

Die Biosphäre hat bestimmte Grenzen, die mit den Grenzen der Verteilung lebender Organismen in den Erdschalen zusammenfallen, die durch das Vorhandensein von Bedingungen für die Existenz von Leben bestimmt werden (günstige Temperaturbedingungen, Strahlungsniveaus, ausreichende Mengen an Wasser, Mineralien, Sauerstoff, Kohlendioxid). ). Obergrenze der Biosphäre befindet sich in einer Höhe von 15 bis 20 km von der Erdoberfläche entfernt, durchquert die Stratosphäre und wird durch einen Ozonschirm bestimmt, der die für Lebewesen schädlichen ultravioletten Strahlen des Sonnenlichts blockiert. Der Großteil der lebenden Organismen befindet sich in der unteren Lufthülle – der Troposphäre. Am dichtesten bevölkerten am meisten Unterteil Troposphäre (50-70 m). Untere Grenze des Lebens durchquert die Lithosphäre in einer Tiefe von 3,5-7,5 km. Das Leben konzentriert sich hauptsächlich im oberen Teil der Lithosphäre – im Boden und auf seiner Oberfläche.

In verschiedenen Teilen der Biosphäre ist die Lebensdichte nicht gleich. Größte Menge Organismen befinden sich an der Oberfläche der Lithosphäre und Hydrosphäre. Auch der Biomassegehalt variiert je nach Zone. Tropische Wälder weisen die höchste Dichte auf, während arktisches Eis, Hochgebirgsgebiete und Wüsten die geringste Dichte aufweisen.

Produktivität der Biosphäre - die Gesamtzunahme der Biomasse der Erde über ein Jahr. Jährlich Primärproduktion der Pflanzen beträgt 170.109 t (Trockengewicht) und enthält etwa 300-500.1021 J Energie. Der größte Teil dieser Produktion entfällt auf den Anteil der Pflanzengemeinschaften an Land – 117.109. Die Tierproduktion (sekundär) beträgt 3.934.106 Tonnen, davon etwa 909.106 Tonnen an Land und 3.025.106 Tonnen im Weltmeer.

Biomasse der Erde - die Gesamtheit aller lebenden Organismen (lebende Materie) auf dem Planeten. Ausgedrückt in Massen- oder Energieeinheiten pro Flächen- oder Volumeneinheit. Die Biomasse der Erde erreicht etwa 2,423 1012 Tonnen, wovon 97 % auf die Biomasse grüner Landpflanzen und 3 % auf die Biomasse von Tieren und Mikroorganismen entfallen. Biomasse macht 0,01 % der Erdmasse aus.

Biomasse des Weltozeans - die Gesamtheit aller lebenden Organismen, die in der Hydrosphäre (2/3 der Erdoberfläche) leben. Ihre Biomasse ist 1000-mal geringer als die Biomasse der Landbewohner und beträgt 3,9? 109 Tonnen, da die Nutzung der Sonnenenergie im Wasser 0,04 % und an Land 0,1–2,0 % erreicht.

Lebewesen der Biosphäre - die Gesamtheit der lebenden Organismen (Biomasse) der Erde - ist ein offenes System, das durch Wachstum, Fortpflanzung, Verteilung, Austausch von Stoffen und Energie mit der äußeren Umgebung, Ansammlung von Energie und deren Übertragung in Nahrungsketten gekennzeichnet ist. Lebende Materie in der Biosphäre erfüllt verschiedene biogeochemische Funktionen, die den Stoffkreislauf und die Energieumwandlung und letztendlich die Integrität, Beständigkeit der Biosphäre und ihre nachhaltige Existenz gewährleisten. Das wichtigste Funktionen :

Energie- Akkumulation und Umwandlung von Sonnenenergie durch Pflanzen während der Photosynthese (chemoautotrophe Bakterien wandeln die Energie chemischer Bindungen um) und deren Übertragung durch Nahrungsketten: vom Erzeuger zum Verbraucher und dann zum Zersetzer. In diesem Fall geht die Energie allmählich verloren, aber ein Teil davon geht zusammen mit den Überresten von Organismen in einen fossilen Zustand über und wird in der Erdkruste „konserviert“, wodurch Reserven an Öl, Kohle usw. entstehen.

Gas- ständiger Gasaustausch mit der Umwelt während des Prozesses der Atmung und Photosynthese (grüne Pflanzen absorbieren während des Prozesses der Photosynthese Kohlendioxid und geben Sauerstoff an die Atmosphäre ab, gleichzeitig verbrauchen die meisten lebenden Organismen (einschließlich Pflanzen) Sauerstoff in der Prozess der Atmung, bei dem Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben wird). Durch die Teilnahme an Stoffwechselprozessen hält lebende Materie somit die Gaszusammensetzung der Atmosphäre auf einem bestimmten Niveau.

Redox- Stoffwechsel und Energie, Photosynthese (Mikroorganismen im Lebensprozess oxidieren oder reduzieren verschiedene Verbindungen und gewinnen dadurch Energie für Lebensprozesse, beteiligen sich an der Bildung von Mineralien, zum Beispiel führte die Aktivität von Eisenbakterien bei der Oxidation von Eisen zur Bildung von Sedimentgesteinen - Eisenerze; Schwefelbakterien, reduzierende Sulfate, gebildete Schwefelablagerungen).

Konzentration Funktion - biogene Migration von Atomen, die sich in lebenden Organismen konzentrieren und nach ihrem Tod in die unbelebte Natur übergehen (die Fähigkeit lebender Organismen, verschiedene chemische Elemente anzusammeln, zum Beispiel enthalten Seggen und Schachtelhalme viel Silizium, Algen und Sauerampfer - Jod und Kalzium wird in den Skeletten von Wirbeltieren gehalten große Menge Phosphor, Kalzium, Magnesium). Die Umsetzung dieser Funktion trug zur Bildung von Kalkstein-, Kreide-, Torf-, Kohle- und Ölvorkommen bei.

Evolution der Biosphäre . IN UND. Wernadskij betonte in seinen Werken, dass die Geschichte der Entstehung und Entwicklung der Biosphäre die Geschichte der Entstehung des Lebens auf der Erde ist. Die Entwicklung der Biosphäre geht mit der Evolution einher organische Welt- Die Zusammensetzung seiner Bestandteile ändert sich, die Grenzen erweitern sich usw. Der Wissenschaftler zu Beginn des 20. Jahrhunderts. wies auf den zunehmenden Einfluss des Menschen auf den Evolutionsverlauf der Biosphäre hin, sagte viele Trends im Einfluss des Menschen auf die Natur voraus und führte das Konzept der Noosphäre als „intelligente Hülle“ der Erde ein.

Für den Übergang der Biosphäre in die Noosphäre ist es notwendig, die Gesetze der Struktur und Entwicklung der Biosphäre zu verstehen und neue Prinzipien der Moral und des Verhaltens der Menschen zu entwickeln, um die stabile und fortschreitende Entwicklung unseres Planeten aufrechtzuerhalten.

Globale Veränderungen in der Biosphäre. Schutz von Flora und Fauna

Anthropogener Einfluss auf die Biosphäre . Der Mensch hat die Umwelt seit jeher als Ressourcenquelle genutzt, doch seit dem Ende des letzten Jahrhunderts stellen Veränderungen in der Biosphäre unter dem Einfluss wirtschaftlicher Aktivitäten eine Bedrohung für die Existenz der Biosphäre und des Menschen selbst dar. Die Folgen anthropogener Aktivitäten äußern sich in der Erschöpfung natürliche Ressourcen, Verschmutzung der Biosphäre durch Industrieabfälle, Klimawandel und Struktur der Erdoberfläche, Störung natürlicher biogeochemischer Kreisläufe, Zerstörung natürlicher Ökosysteme.

Verschmutzung - das Vorhandensein von Schadstoffen in der Umwelt, die das Funktionieren von Ökosystemen oder ihrer einzelnen Elemente stören und die Qualität der Umwelt beeinträchtigen. Die ökologische Wirkung von Schadstoffen auf Organismenebene führt zu einer Störung bestimmter physiologischer Funktionen von Organismen, zu Verhaltensänderungen, zu einer Verringerung der Wachstums- und Entwicklungsrate sowie zur Widerstandsfähigkeit gegenüber den Auswirkungen anderer ungünstiger Umweltfaktoren. Auf Bevölkerungsebene kann die Umweltverschmutzung zu Veränderungen ihrer Anzahl und Biomasse, Fruchtbarkeit, Sterblichkeit, Struktur usw. führen. jährliche Zyklen Migrationen und eine Reihe anderer funktionaler Eigenschaften. Auf biozönotischer Ebene beeinträchtigt die Verschmutzung die Struktur und Funktionen von Gemeinschaften und es kommt zu einer Verschlechterung des Ökosystems.

Unterscheiden natürliche und anthropogene Verschmutzung. Natürlich Verschmutzung entsteht durch natürliche Ursachen – Vulkanausbrüche, Erdbeben, katastrophale Überschwemmungen und Brände. Anthropogen Umweltverschmutzung ist das Ergebnis menschlicher Aktivitäten.

Schadstoffe, entstehen durch menschliche Wirtschaftstätigkeit und ihre Auswirkungen auf die Umwelt sind sehr vielfältig. Dabei handelt es sich um Verbindungen aus Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Schwermetallen, verschiedenen organischen Stoffen, künstlich hergestellten Stoffen, radioaktiven Elementen usw. Jeder Schadstoff hat eine gewisse negative Wirkung auf die Natur. Die Gesetzgebung legt für jeden Schadstoff fest maximal zulässiger Abfluss (MPD) Und maximal zulässige Konzentration (MPC) in der natürlichen Umgebung. Maximal zulässiger Abfluss (MPD) - die von einzelnen Quellen pro Zeiteinheit emittierte Schadstoffmasse, deren Überschuss zu schädlichen Folgen für die Umwelt führt oder eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt. Maximal zulässige Konzentration (MPC) - die Menge eines Schadstoffs in der Umwelt, die keinen Einfluss hat negative Auswirkung auf die Gesundheit einer Person oder ihrer Nachkommen durch dauerhaften oder vorübergehenden Kontakt mit ihr. Bei der Bestimmung der maximal zulässigen Konzentration wird nicht nur der Grad des Einflusses von Schadstoffen auf die menschliche Gesundheit berücksichtigt, sondern auch die Auswirkungen auf Tiere, Pflanzen, Pilze, Mikroorganismen und die natürliche Gemeinschaft insgesamt.

Neben der Umweltverschmutzung kommt auch der anthropogene Einfluss zum Ausdruck Erschöpfung der natürlichen Ressourcen der Biosphäre . Der enorme Umfang der Nutzung natürlicher Ressourcen hat in einer Reihe von Regionen zu erheblichen Landschaftsveränderungen geführt. Bis zu einem gewissen Grad ist die Biosphäre zur Selbstregulierung fähig, wodurch die negativen Folgen menschlichen Handelns minimiert werden können. Es gibt jedoch eine Grenze, wenn die Biosphäre nicht mehr in der Lage ist, das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Es kommt zu einer qualitativen und quantitativen Umstrukturierung der gesamten Biosphäre des Planeten und es entstehen irreversible Prozesse, die zu Umweltkatastrophen führen.

Luftverschmutzung. Die moderne Gaszusammensetzung der Atmosphäre ist das Ergebnis der langen historischen Entwicklung des Globus – ein Gasgemisch aus Stickstoff (78,09 %) und Sauerstoff (20,95 %) sowie Argon (0,93 %), Kohlendioxid (0,03 %) , Inertgase (Neon, Helium, Krypton, Xenon), Ammoniak, Methan, Ozon, Schwefeldioxid und andere Gase. Die Freisetzung von Industriegasen in die Atmosphäre, darunter Verbindungen wie Kohlenmonoxid CO (Kohlenmonoxid), Stickoxide, Schwefel, Ammoniak und andere Schadstoffe, führt zu einer Hemmung der lebenswichtigen Aktivität von Pflanzen und Tieren, Stoffwechselstörungen, Vergiftungen und Tod lebender Organismen.

Ein Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, begleitet von einem Anstieg der Aerosolmenge (kleine Staubpartikel, Ruß, Suspensionen einiger Lösungen). Chemische Komponenten) und eine übermäßige Absorption der Wärmestrahlung der Erde durch die Luft führt dazu "Treibhauseffekt"" - ein Anstieg der Durchschnittstemperatur der Planetenatmosphäre um mehrere Grad. Auch die von thermischen Kraftwerken und Kernkraftwerken freigesetzte Wärme spielt eine gewisse Rolle bei der Entstehung des „Treibhauseffekts“. Die Klimaerwärmung kann zu einem intensiven Abschmelzen der Gletscher in den Polarregionen, einem Anstieg des Weltozeanspiegels, Veränderungen seines Salzgehalts und seiner Temperatur sowie zu Überschwemmungen im Küstentiefland führen.

Saurer Regen, hauptsächlich verursacht durch Schwefeldioxid und Stickoxide, verursachen enorme Schäden an Waldbiozönosen. Es wurde festgestellt, dass Nadelbaumarten darunter leiden saurer Regen in größerem Umfang als breitblättrige. Allein in unserem Land hat die Gesamtfläche der von Industrieemissionen betroffenen Wälder 1 Million Hektar erreicht.

Ozonabbau Die Atmosphäre, die einen Schutzschirm vor ultravioletter Strahlung darstellt, die für lebende Organismen schädlich ist, befindet sich über den Polen des Planeten – der Antarktis und der Arktis, wo die sogenannten Ozonlöcher entstanden. Der Hauptgrund für den Abbau der Ozonschicht ist die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (Freonen) durch den Menschen, die in der Produktion und im Alltag häufig als Kältemittel, Schaummittel, Lösungsmittel und Aerosole verwendet werden.

Natürliche Wasserverschmutzung - Verringerung ihrer Biosphärenfunktionen und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung durch den Eintrag schädlicher Stoffe (Erdöl und Erdölprodukte, häusliche (Abwässer) und industrielle Abwässer mit Blei, Quecksilber, Arsen, die eine starke toxische Wirkung haben, verwendete synthetische Stoffe). in der Industrie, im Transportwesen, in kommunalen Dienstleistungen, in landwirtschaftlichen Abfällen erhebliche Mengen Rückstände von Düngemitteln (Stickstoff, Phosphor, Kalium), die auf Feldern ausgebracht wurden, Pestizide usw.) Öl kann durch seine natürliche Freisetzung in den Gebieten, in denen es vorkommt, ins Wasser gelangen. Die Hauptverschmutzungsquellen hängen jedoch mit menschlichen Aktivitäten zusammen: Ölförderung, Transport, Raffinierung und Verwendung von Öl als Kraftstoff und Industrierohstoff. Öl auf Wasser bildet einen dünnen Film, der den Gasaustausch zwischen Wasser und Luft verhindert. Wenn sich Öl am Boden absetzt, gelangt es in die Bodensedimente und stört dort die natürlichen Lebensprozesse von Bodentieren und Mikroorganismen.

Auch die Wasserreserven werden durch die übermäßige Entnahme von Flusswasser zur Bewässerung erschöpft. Eine Art der Wasserverschmutzung ist die thermische Verschmutzung. Kraftwerke und Industriebetriebe leiten häufig erhitztes Wasser in ein Reservoir, was zu einem Anstieg der Wassertemperatur und einer schnellen Vermehrung pathogener Mikroorganismen und Viren führt. Einmal in Wasser trinken Sie können Ausbrüche verschiedener Krankheiten verursachen.

Erdbodenverschmutzung . Als Folge der Entwicklung der menschlichen Wirtschaftstätigkeit kommt es zu Verschmutzung, Veränderungen in der Zusammensetzung des Bodens und sogar zu dessen Zerstörung. Riesige Flächen fruchtbaren Landes werden durch Bergbau- und Industriearbeiten sowie den Bau von Unternehmen und Städten zerstört. Die Zerstörung von Wäldern und natürlichen Grasflächen sowie das wiederholte Pflügen des Landes ohne Einhaltung der Regeln der Agrartechnologie führen zur Bodenerosion – der Zerstörung und Abschwemmung der fruchtbaren Schicht durch Wasser und Wind. Die wichtigsten Bodenschadstoffe sind Metalle (Quecksilber, Blei) und ihre Verbindungen, radioaktive Elemente sowie Düngemittel und Pestizide – langlebige organische Verbindungen, die in der Landwirtschaft verwendet werden. Sie reichern sich im Boden, im Wasser und in den Bodensedimenten von Gewässern an und sind Teil der ökologischen Nahrungsketten, indem sie vom Boden und Wasser zu Pflanzen und dann zu Tieren gelangen und schließlich mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen.

Strahlenverschmutzung einen wesentlichen Unterschied zu anderen haben. Radioaktive Nuklide sind Kerne instabiler chemischer Elemente, die geladene Teilchen und kurzwellige elektromagnetische Strahlung aussenden. Es sind diese Partikel und die Strahlung, die in den menschlichen Körper gelangen und Zellen zerstören, was zur Strahlenkrankheit führt.

Überall in der Biosphäre gibt es natürliche Radioaktivitätsquellen, und der Mensch ist wie alle lebenden Organismen seit jeher natürlicher Strahlung ausgesetzt. Die äußere Belastung entsteht durch Strahlung kosmischen Ursprungs und radioaktive Nuklide in der Umwelt. Innere Strahlung entsteht durch radioaktive Elemente, die über Luft, Wasser und Nahrung in den menschlichen Körper gelangen. Derzeit werden radioaktive Elemente in verschiedenen Bereichen häufig eingesetzt. Nachlässigkeit bei der Lagerung und dem Transport dieser Elemente führt zu schwerer radioaktiver Kontamination. Eine radioaktive Kontamination der Biosphäre wird beispielsweise mit Atomwaffentests und Unfällen in Kernkraftwerken in Verbindung gebracht. Große Gefahr für Umfeld steht für die Lagerung und Aufbewahrung radioaktiver Abfälle aus der Militärindustrie und Kernkraftwerken.

Die Massenvernichtung von Wäldern führt zum Tod der reichsten Flora und Fauna.

Auf diese Weise Aufgrund der zunehmenden anthropogenen Einflüsse (menschliche Wirtschaftstätigkeit), insbesondere im letzten Jahrhundert, wird das Gleichgewicht in der Biosphäre gestört, was zu irreversiblen Prozessen führen und die Frage nach der Möglichkeit von Leben auf dem Planeten aufwerfen kann. Dies ist auf die Entwicklung von Industrie, Energie, Verkehr, Landwirtschaft und anderen Arten menschlicher Aktivitäten zurückzuführen, ohne die Fähigkeiten der Biosphäre der Erde zu berücksichtigen. Schon jetzt steht die Menschheit vor ernsten Umweltproblemen, die sofortige Lösungen erfordern.

Ökologische Prognose - Vorhersage des Verhaltens natürlicher Systeme, bestimmt durch natürliche Prozesse und den menschlichen Einfluss auf sie. Vorhersagen können global (planetenweit) und lokal (für ein kleines Gebiet) sein, für die nahe Zukunft und für 100–120 Jahre im Voraus. Unter Berücksichtigung der Prognosedaten werden Maßnahmen ergriffen, um Gewässer, Böden, Vegetation und Wildtiere vor Verschmutzung und Zerstörung zu schützen und die Artenzusammensetzung zu erhalten.

Schutz der natürlichen Umwelt vor Verschmutzung - ein System von Maßnahmen zur Beseitigung der negativen Auswirkungen auf den Menschen, die sich in der Emission giftiger Gase, der Wasserverschmutzung, dem Einsatz von Herbiziden, Pestiziden, brennbaren Materialien, radioaktiven Stoffen, starkem Lärm und nuklearen Rohstoffen äußern.

Umweltschutz - Schutz der Umwelt, in der die Menschheit lebt, und natürliche Objekte dieser Umgebung. Es gibt ein 1973 von den Vereinten Nationen (UNEP) ins Leben gerufenes internationales Programm, das sich drängenden Problemen widmet aktuellen Zustand Umwelt: Bekämpfung der Wüstenbildung, Schutz der Weltmeere, Bodenbedeckung, Regen Tropenwälder, Süßwasserquellen usw. Umweltmaßnahmen zur Erhaltung der Artenzusammensetzung des Planeten sind mit der Schaffung des Roten Buches und geschützter Naturgebiete verbunden.

Rotes Buch - eine Liste gefährdeter, seltener und gefährdeter Pflanzen- und Tierarten.

Schwarze Liste - Internationale Liste ausgestorbene Tier- und Pflanzenarten, von denen nur noch ausgestopfte Tiere, Skelette und Kadaver, Zeichnungen und Herbarien in Museen übrig sind.

Auf der Erde ist die Rate des Artensterbens mehrere tausend Mal höher als unter Bedingungen unberührter Natur.

Reserven - Land- oder Wasserflächen, die von jeglicher Art völlig ausgenommen sind wirtschaftliche Nutzung, wo natürliche Landschaften ungestört erhalten bleiben.

Naturschutzgebiete - Land- oder Wassergebiete, in denen die Nutzung bestimmter Arten natürlicher Ressourcen vorübergehend verboten ist. Die Gültigkeitsdauer der Rücklagen beträgt 5-10 Jahre.

Nationalparks - Gebiete, die von der wirtschaftlichen Nutzung ausgeschlossen sind, um Naturkomplexe zu erhalten, die einen besonderen ökologischen, historischen und ästhetischen Wert haben und auch für Erholungs- und Kulturzwecke genutzt werden.

Thematische Aufgaben

A1. Das Hauptmerkmal der Biosphäre:

1) das Vorhandensein lebender Organismen darin

2) Präsenz darin unbelebte Bestandteile von lebenden Organismen verarbeitet

3) der Stoffkreislauf, der von lebenden Organismen kontrolliert wird

4) Bindung von Sonnenenergie durch lebende Organismen

A2. Im Verlauf des Kreislaufs entstanden Öl-, Kohle- und Torfvorkommen:

1) Sauerstoff

2) Kohlenstoff

4) Wasserstoff

A3. Finden Sie die falsche Aussage. Nicht erneuerbare natürliche Ressourcen, die während des Kohlenstoffkreislaufs in der Biosphäre entstehen:

2) brennbares Gas

3) Kohle

4) Torf und Holz

A4. Am Kreislauf nehmen Bakterien teil, die Harnstoff in Ammonium- und Kohlendioxidionen abbauen

1) Sauerstoff und Wasserstoff

2) Stickstoff und Kohlenstoff

3) Phosphor und Schwefel

4) Sauerstoff und Kohlenstoff

A5. Der Stoffkreislauf basiert auf Prozessen wie z

1) Verbreitung der Arten

3) Photosynthese und Atmung

2) Mutationen

4) natürliche Selektion

A6. Knötchenbakterien werden in den Kreislauf einbezogen

3) Kohlenstoff

4) Sauerstoff

A7. Sonnenenergie wird eingefangen

1) Produzenten

2) Verbraucher erster Ordnung

3) Verbraucher zweiter Ordnung

4) Zersetzer

A8. Der größte Beitrag zur Verstärkung des Treibhauseffekts ist laut Wissenschaftlern:

1) Kohlendioxid

3) Stickstoffdioxid

A9. Ozon, das den Ozonschild bildet, entsteht in:

1) Hydrosphäre

2) Atmosphäre

3) in der Erdkruste

4) im Erdmantel

A10. Die größte Artenzahl kommt in Ökosystemen vor:

1) immergrüne gemäßigte Wälder

2) tropische Regenwälder

3) Laubwälder gemäßigter Zonen

A11. Am meisten gefährliche Ursache Der Rückgang der biologischen Vielfalt ist der wichtigste Faktor für die Stabilität der Biosphäre

1) direkte Vernichtung

2) chemische Verschmutzung der Umwelt

3) körperliche Verschmutzung Umfeld

4) Lebensraumzerstörung

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Biosphärengleichgewicht ökologisch

1. Natürliche Systeme, aus denen die Biosphäre besteht

1. Ökosystem oder Ökosystem – ein biologisches System, bestehend aus einer Gemeinschaft lebender Organismen (Biozönose), ihrem Lebensraum (Biotop), einem System von Verbindungen, das Materie und Energie zwischen ihnen austauscht. Eines der Grundkonzepte der Ökologie. Ein Ökosystem ist ein komplexes (gemäß der Definition komplexer Systeme von L. Bertalanffy), sich selbst organisierendes, selbstregulierendes und sich selbst entwickelndes System. Das Hauptmerkmal eines Ökosystems ist das Vorhandensein relativ geschlossener, räumlich und zeitlich stabiler Stoff- und Energieflüsse zwischen den biotischen und abiotischen Teilen des Ökosystems. Daraus folgt, dass nicht jedes biologische System als Ökosystem bezeichnet werden kann, beispielsweise ein Aquarium oder ein fauler Baumstumpf. Diese biologischen Systeme (natürlich oder künstlich) sind nicht ausreichend autark und selbstregulierend (Aquarium); wenn man aufhört, die Bedingungen zu regulieren und die Eigenschaften auf dem gleichen Niveau zu halten, wird es schnell genug zusammenbrechen. Solche Gemeinschaften bilden keine eigenständigen geschlossenen Stoff- und Energiekreisläufe (Stumpf), sondern sind lediglich Teil eines größeren Systems. Solche Systeme sollten als niederrangige Gemeinschaften oder Mikrokosmen bezeichnet werden. Manchmal wird für sie der Begriff Fazies verwendet (z. B. in der Geoökologie), aber er ist nicht in der Lage, solche Systeme, insbesondere künstlichen Ursprungs, vollständig zu beschreiben. Im Allgemeinen entspricht der Begriff „Fazies“ in verschiedenen Wissenschaften unterschiedlichen Definitionen: von Systemen auf der Ebene von Subökosystemen (in der Botanik, Landschaftswissenschaft) bis hin zu Konzepten, die nicht mit dem Ökosystem in Zusammenhang stehen (in der Geologie) oder einem Konzept, das homogene Ökosysteme vereint (Sochava V.B.) oder fast identisch (Berg L.S., Ramensky L.G.) mit der Definition eines Ökosystems.

Ein Ökosystem ist ein offenes System und zeichnet sich durch Input- und Outputströme von Materie und Energie aus. Die Grundlage für die Existenz fast aller Ökosysteme ist der Energiefluss des Sonnenlichts, der eine Folge der thermonuklearen Reaktion ist, in direkter (Photosynthese) oder indirekter (Zersetzung organischer Substanz) Form, mit Ausnahme von Tiefseeökosystemen: „Schwarze“ und „weiße“ Raucher, eine Energiequelle, in der die innere Wärme der Erde und die Energie chemischer Reaktionen enthalten sind.

Ein Beispiel für ein Ökosystem ist ein Teich mit darin lebenden Pflanzen, Fischen, Wirbellosen und Mikroorganismen, die den lebenden Bestandteil des Systems, eine Biozönose, bilden. Ein Teich als Ökosystem zeichnet sich durch Bodensedimente einer bestimmten Zusammensetzung, chemischen Zusammensetzung (Ionenzusammensetzung, Konzentration gelöster Gase) und physikalischer Parameter (Wassertransparenz, Trend der jährlichen Temperaturänderungen) sowie bestimmte Indikatoren der biologischen Produktivität und Trophie aus Zustand des Stausees und spezifische Bedingungen dieses Stausees. Ein weiteres Beispiel für ein Ökosystem ist: Laubwald in Zentralrussland mit einer bestimmten Zusammensetzung von Waldstreu, für diesen Waldtyp charakteristischem und stabilem Boden Pflanzengemeinschaft und damit mit streng definierten Mikroklimaindikatoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung) und einem diesen Umweltbedingungen entsprechenden Komplex tierischer Organismen. Ein wichtiger Aspekt, der es uns ermöglicht, die Arten und Grenzen von Ökosystemen zu bestimmen, ist die trophische Struktur der Gemeinschaft und das Verhältnis von Biomasseproduzenten, ihren Konsumenten und biomassezerstörenden Organismen sowie Indikatoren für Produktivität und Stoff- und Energiestoffwechsel.

Das Konzept des „Geosystems“ wurde vom Akademiemitglied Sochava in die sowjetische Wissenschaft eingeführt. Da fast alles Geographische Wissenschaften In gewisser Weise befassen sie sich mit dem Zusammenspiel von Komponenten der natürlichen Umwelt; es gibt eine ganze Reihe von Konzepten, die dem Konzept eines Geosystems nahe kommen.

Ein Geosystem ist eine relativ integrale territoriale Formation, die in der engen Wechselbeziehung und Interaktion von Natur, Bevölkerung und Wirtschaft entsteht und deren Integrität durch direkte, umgekehrte und transformierte Verbindungen bestimmt wird, die sich zwischen den Teilsystemen des Geosystems entwickeln. Jedes System hat eine bestimmte Struktur, die aus Elementen, Beziehungen zwischen ihnen und ihren Verbindungen mit der äußeren Umgebung besteht. Ein Element ist die Grundeinheit eines Systems, die eine bestimmte Funktion ausführt. Je nach Maßstab („Auflösungsebene“) stellt ein Element auf einer bestimmten Ebene eine unteilbare Einheit dar. Mit zunehmender Auflösungsstufe verliert das ursprüngliche Element seine Autonomie und wird zum Quellelement neues System(Subsysteme). Dieser Ansatz ist vor allem in der Geographie wichtig, die mit Territorialsystemen verschiedener Maßstäbe arbeitet.

2. Vielfalt der Systemtypen als Voraussetzung für die Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts

Systemindikatoren sind heute zu den wichtigsten Kriterien für den Zustand der natürlichen Umwelt geworden. Sie sind in Landschaft und Ökologie unterteilt. Landschaftskriterien ergeben sich aus der Methodik der Landschaftsplanung, in deren Rahmen Vorstellungen über die Leistungsfähigkeit der Landschaft, die strukturelle Komplexität und Indikatoren ihrer Störung entwickelt wurden. Unter den Ökosystemkriterien werden Indikatoren für eine Störung des Sukzessionsprozesses hervorgehoben – eine natürliche Veränderung der Artenvielfalt, des Spektrums an Lebensformen, der Biomasse, der Produktivität, der Ansammlung abgestorbener organischer Substanz und des biogenen Kreislaufs als Ganzes. Ein „ungünstiger Zustand“ ist durch eine erhebliche Abweichung der Ökosystemparameter von der normalen Entwicklung gekennzeichnet. Eine „ökologische Katastrophe“ (ökologische Krise) ist durch die irreversible rückläufige Entwicklung eines Ökosystems gekennzeichnet. Das Konzept der „ökologischen Nachhaltigkeit“ impliziert die Fähigkeit eines Ökosystems, seine Struktur und Struktur aufrechtzuerhalten Funktionsmerkmale wenn es äußeren Faktoren ausgesetzt ist. Oft wird „ökologische Nachhaltigkeit“ als Synonym für Umweltstabilität angesehen. Die Stabilität von Ökosystemen kann nicht erhalten und gewährleistet werden, wenn das Gesetz des inneren dynamischen Gleichgewichts verletzt wird. Nicht nur die Qualität der natürlichen Umwelt, sondern auch die Existenz des gesamten Naturkomplexes wird in absehbarer Zeit gefährdet sein.

Das Gesetz des inneren dynamischen Gleichgewichts fungiert als Regulator der Umweltbelastungen, sofern das „Komponentengleichgewicht“ und das „Gleichgewicht großer Territorien“ nicht verletzt werden. Diese „Balancen“ sind die Maßstäbe für ein rationelles Umweltmanagement und sollen die Grundlage für die Entwicklung von Umweltschutzmaßnahmen im Bau- und Sanierungsbereich bilden.

Der Kern dieses Gesetzes besteht darin, dass ein natürliches System über innere Energie, Materie, Information und dynamische Qualität verfügt, die so miteinander verbunden sind, dass jede Änderung eines dieser Indikatoren bei anderen oder im selben, aber an einem anderen Ort oder zu einer anderen Zeit, Folgendes bewirkt: begleitende funktional-quantitative Veränderungen, die die Summe aus materieller Energie, Information und dynamischen Indikatoren des gesamten natürlichen Systems bewahren. Dies verleiht dem System Eigenschaften wie die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts, das Schließen des Kreislaufs im System und seine „Selbstheilung“, „Selbstreinigung“. Das natürliche Gleichgewicht ist eines der wichtigsten charakteristische Eigenschaften lebende Systeme. Es darf nicht durch anthropogene Einflüsse gestört werden und in ein ökologisches Gleichgewicht gelangen. „Ökologisches Gleichgewicht“ ist ein Gleichgewicht natürlicher oder vom Menschen veränderter umweltbildender Komponenten und natürlicher Prozesse, das zur langfristigen (bedingt endlosen) Existenz eines bestimmten Ökosystems führt. Man unterscheidet zwischen dem ökologischen Komponentengleichgewicht, das auf dem Gleichgewicht der ökologischen Komponenten innerhalb eines Ökosystems basiert, und seinem territorialen ökologischen Gleichgewicht. Letzteres tritt bei einem bestimmten Verhältnis von intensiv (Agrozönosen, Stadtkomplexen etc.) oder extensiv (Weiden, Naturwälder etc.) genutzten und ungenutzten (Reservaten) Flächen auf und sorgt so dafür, dass sich das ökologische Gleichgewicht großer Gebiete nicht verschiebt ein ganzes. Typischerweise wird diese Art von Gleichgewicht bei der Berechnung der „ökologischen Kapazität eines Territoriums“ berücksichtigt.

3. Struktur und Eigenschaften von Geo- und Ökosystemen

Struktur und Eigenschaften von Geosystemen.

Jedes Element des Systems und das System als Ganzes zeichnen sich durch bestimmte Eigenschaften aus. Eine ausreichende Kenntnis des Systems hängt vom Zweck einer bestimmten Studie und der Bestimmung vieler wesentlicher Eigenschaften auf dieser Grundlage ab. Es ist unmöglich, ein System nur durch Eigenschaften umfassend zu beschreiben und daher wichtige Aufgabe Bei jeder Systemforschung geht es darum, eine begrenzte, endliche Menge von Eigenschaften zu bestimmen. Gleiches gilt für die Beziehungen zwischen Elementen des Systems.

Geosysteme haben eine Vielzahl von Eigenschaften. Die wichtigsten sind:

a) Integrität (das Vorhandensein eines einzigen Ziels und einer einzigen Funktion);

b) Entstehung (Unreduzierbarkeit der Eigenschaften des Systems auf die Summe der Eigenschaften einzelner Elemente);

c) Strukturalität (das Verhalten des Systems wird durch seine Strukturmerkmale bestimmt);

d) Autonomie (die Fähigkeit, ein hohes Maß an innerer Ordnung, also einen Zustand mit geringer Entropie, zu schaffen und aufrechtzuerhalten);

e) Vernetzung des Systems und der Umwelt (das System bildet und manifestiert seine Eigenschaften erst im Prozess der Interaktion mit der äußeren Umgebung);

f) Hierarchie (Unterordnung von Systemelementen);

g) Kontrollierbarkeit (Vorhandensein eines externen oder internen Kontrollsystems);

h) Nachhaltigkeit (der Wunsch, seine Struktur sowie seine internen und externen Verbindungen zu bewahren);

i) Vielzahl von Beschreibungen (aufgrund der Komplexität von Systemen und einer unbegrenzten Anzahl von Eigenschaften erfordert deren Kenntnis je nach Zweck der Studie die Konstruktion vieler Modelle);

j) Territorialität (die Lage im Raum ist die Haupteigenschaft geographisch betrachteter Systeme);

k) Dynamik (Entwicklung von Systemen im Laufe der Zeit); Komplexität (qualitative und quantitative Unterschiede in seinen Elementen und Attributen).

Struktur und Eigenschaften von Ökosystemen.

In einem Ökosystem lassen sich zwei Komponenten unterscheiden – biotische und abiotische. Das Biotikum ist in autotrophe (Organismen, die Primärenergie für die Existenz aus Photo- und Chemosynthese oder Produzenten erhalten) und heterotrophe (Organismen, die Energie aus der Oxidation organischer Stoffe erhalten – Konsumenten und Zersetzer) Komponenten unterteilt, die die trophische Struktur des Ökosystems bilden.

Die einzige Energiequelle für die Existenz des Ökosystems und die Aufrechterhaltung verschiedener Prozesse darin sind Produzenten, die die Energie der Sonne (Wärme, chemische Bindungen) mit einem Wirkungsgrad von 0,1 – 1 %, selten 3 – 4,5 % aufnehmen ursprünglichen Betrag. Autotrophe stellen die erste trophische Ebene eines Ökosystems dar. Nachfolgende trophische Ebenen des Ökosystems werden auf Kosten der Verbraucher gebildet (2., 3., 4. und nachfolgende Ebenen) und durch Zersetzer geschlossen, die unbelebte organische Stoffe in eine mineralische Form (abiotische Komponente) umwandeln, die von einem Autotrophen assimiliert werden kann Element.

Aus Sicht der Struktur im Ökosystem gibt es:

Klimaregime, das Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Lichtverhältnisse und andere physikalische Eigenschaften der Umgebung bestimmt;

In den Kreislauf einbezogene anorganische Stoffe;

Organische Verbindungen, die den biotischen und abiotischen Teil im Stoff- und Energiekreislauf verbinden;

Produzenten sind Organismen, die Primärprodukte erzeugen;

Makrokonsumenten oder Phagotrophen sind Heterotrophe, die andere Organismen oder große Partikel organischer Substanz fressen;

Mikroverbraucher (Saprotrophe) sind Heterotrophe, hauptsächlich Pilze und Bakterien, die abgestorbene organische Stoffe zerstören, mineralisieren und so in den Kreislauf zurückführen.

Die letzten drei Komponenten bilden die Biomasse des Ökosystems.

Aus Sicht der Funktionsweise des Ökosystems werden (neben Autotrophen) folgende Funktionsblöcke von Organismen unterschieden:

Biophagen sind Organismen, die andere lebende Organismen fressen.

Saprophagen sind Organismen, die tote organische Stoffe fressen.

Diese Unterteilung zeigt die zeitlich-funktionale Beziehung im Ökosystem, wobei der Schwerpunkt auf der zeitlichen Aufteilung der Bildung organischer Substanz und ihrer Umverteilung innerhalb des Ökosystems (Biophagen) und der Verarbeitung durch Saprophagen liegt. Zwischen dem Absterben der organischen Substanz und der Wiedereingliederung ihrer Bestandteile in den Stoffkreislauf des Ökosystems kann eine beträchtliche Zeitspanne vergehen, bei einem Kiefernstamm beispielsweise 100 Jahre und mehr.

Alle diese Komponenten sind räumlich und zeitlich miteinander verbunden und bilden ein einziges strukturelles und funktionales System.

4. Anzeichen eines Ungleichgewichts in der Biosphäre

Im Laufe der Menschheitsgeschichte hat sich der Einfluss der Gesellschaft auf die Natur nicht als einfacher linearer Prozess entwickelt. Die angespannte und teilweise kritische Umweltsituation, die sich in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts entwickelt hat, ist ein Signal für den Beginn einer neuen Phase in der Interaktion zwischen Gesellschaft und natürlicher Umwelt. Die Lithosphäre (die feste Hülle der Erde) und insbesondere ihr oberer Teil sind zum Gegenstand der empfindlichsten anthropogenen Belastungen geworden. Dies ist das Ergebnis des Eindringens des Menschen in das Erdinnere; die Veränderungen, die es am Gelände und an den Naturlandschaften vornimmt; sowohl erzwungene als auch ungerechtfertigte Landentnahmen aus dem landwirtschaftlichen Verkehr; Zerstörung und Verschmutzung der Bodenbedeckung, Wüstenbildung und andere Prozesse.

Der Verlust an Bodenressourcen ist groß. Die Gesamtfläche des für die Weltlandwirtschaft verlorenen Ackerlandes hat in der gesamten Menschheitsgeschichte 20.000.000 Quadratkilometer erreicht mehr Fläche aller derzeit genutzten Ackerflächen (ca. 15.000.000 Quadratkilometer). Verschiedene Formen der Bodendegradation, die mit anthropogenen Faktoren einhergehen, stellen die größte Verlustquelle dar. Zwischen 30 und 80 % der weltweit bewässerten Flächen leiden unter Versalzung, Auswaschung und Staunässe. Auf 35 % der Kulturflächen übersteigen Erosionsprozesse die bodenbildenden Prozesse. Alle 10 Jahre beträgt der globale Verlust an Mutterboden 7 %. Ein großes globales Problem ist der Prozess der Wüstenbildung, also das Vordringen von Wüsten zu kulturellen Agrobiozönosen. Wüstenbildung ist das Ergebnis unsachgemäßer Bewirtschaftung (Zerstörung der Gehölzvegetation, Übernutzung von Land usw.). In 100 Ländern weltweit kommt es zu Wüstenbildung. Jedes Jahr gehen dadurch 6.000.000 Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche verloren. landet. Wenn die derzeitigen Sätze beibehalten werden, wird dieses Phänomen innerhalb von 30 Jahren eine Fläche von Saudi-Arabien. Das Volumen der weltweiten Produktverluste wird auf 26.000.000.000 US-Dollar pro Jahr geschätzt. Dies lässt auf den Übergang der Menschheit in den meisten Teilen der Welt zu einem neuen, verschwenderischen Landwirtschaftssystem schließen, in dem diejenigen aus der landwirtschaftlichen Produktion ausscheiden. Der Flächenumsatz wird weder aufgrund der völligen Verschlechterung und des Verlusts der Wiederherstellungseigenschaften noch aufgrund anderer Formen ihrer irrationalen Nutzung zurückgegeben.

Die potenziell für eine neue Nutzung geeignete Fläche ist nicht groß – etwa 12.000.000 Quadratkilometer. Sie sind sehr ungleich verteilt: hauptsächlich in Lateinamerika, Afrika und der UdSSR. In Nordamerika, Westeuropa, dem Nahen und Fernen Osten sowie Ozeanien ist das Expansionspotenzial ausgeschöpft. In den nächsten 50 Jahren wird diese Ressource nicht dazu dienen, die Anbaufläche zu vergrößern, sondern lediglich dazu dienen, die durch die landwirtschaftliche Produktion verlorene Fläche wieder aufzufüllen. Umsatz Wenn wir die reale Möglichkeit einer Verdoppelung der gesamten Weltbevölkerung in den nächsten 50 Jahren berücksichtigen, wird die Dringlichkeit des Problems der Versorgung der Menschheit mit Nahrungsmitteln deutlich.

Ein relativ neues, immer globaler werdendes Phänomen ist die Verschmutzung der Lithosphäre (insbesondere Böden, Grundwasser) sowie die intensive Nutzung der unterirdischen Umwelt (Müllentsorgung, Öl- und Gasspeicherung, Atomtests, Bau unterirdischer Bauwerke usw.). Dies verursacht alle möglichen negativen Auswirkungen. Die Ausbeutung der Bodenschätze der Lithosphäre hat gigantische Ausmaße angenommen. Für jeden Erdenbewohner werden pro Jahr etwa 20 Tonnen mineralische Rohstoffe gefördert. Der jährliche Abbau von 80 Milliarden Tonnen Erz und Nichterzmaterialien aus dem Untergrund geht mit zahlreichen Formen von Störungen und sogar radikalen Veränderungen im Relief der Erdoberfläche und Landschaft einher. Im Laufe von 150 Jahren entstanden durch den Bergbau Halden mit einem Volumen von 100 Kubikkilometern und Steinbrüche mit einem Volumen von 40–50 Kubikkilometern. Eine der wertvollsten Ressourcen der Lithosphäre ist das Grundwasser. Der größte Teil des Süßwassers auf der Erde, die Gletscher nicht mitgerechnet, stammt aus dem Grundwasser. Das Volumen des relativ leicht zugänglichen Grundwassers (bis zu einer Tiefe von 800 Metern) wird auf 300.000 Kubikkilometer geschätzt.

Im Jahr 1980 verbrauchte die Menschheit 2,6 bis 3.000 Kubikkilometer Süßwasser für ihren Bedarf. IN In letzter Zeit Das Interesse am Grundwasser hat zugenommen: Es ist die wirtschaftlichste Wasserressource (sie erfordert keine teuren Transportmittel) und ermöglicht auch die Entwicklung von Gebieten, in denen die Oberflächenwasserversorgung äußerst begrenzt ist. Gleichzeitig besteht die Gefahr einer qualitativen Erschöpfung des Grundwassers aufgrund der zunehmenden Praxis der unterirdischen Verlagerung (einschließlich sehr tiefer Horizonte) umweltschädlicher Industrieabfälle, einschließlich der giftigsten und radioaktivsten.

Die Atmosphäre unterliegt anthropogenen Veränderungen grundlegender Natur: Ihre Eigenschaften und Gaszusammensetzung verändern sich, die Gefahr der Zerstörung der Ionosphäre und des stratosphärischen Ozons steigt; seine Staubigkeit nimmt zu; Die unteren Schichten der Atmosphäre sind mit Gasen und Stoffen industriellen Ursprungs gesättigt, die für lebende Organismen schädlich sind. Eine Verletzung der Gaszusammensetzung der Atmosphäre entsteht dadurch, dass die Emissionen technogener Gase und Stoffe, die viele Milliarden Tonnen pro Jahr erreichen, mit deren Aufnahme aus vergleichbar sind natürliche Quellen, oder sie sogar übertreffen. Kohlendioxid (Kohlendioxid) ist einer der Hauptbestandteile der Gaszusammensetzung der Atmosphäre, das nicht nur im Leben von Menschen, Pflanzen und Tieren eine wichtige Rolle spielt, sondern auch die atmosphärische Funktion erfüllt, die darunter liegende Oberfläche davor zu schützen Überhitzung und Unterkühlung.

Wirtschaftliche Aktivitäten haben das natürliche Gleichgewicht der CO 2 -Freisetzung und -Assimilation in der Natur gestört, wodurch seine Konzentration in der Atmosphäre zunimmt. In den 26 Jahren von 1959 bis 1985 stieg der Kohlendioxidgehalt um 9 %. Einige wichtige Elemente des CO 2 -Kreislaufs sind von der Wissenschaft noch nicht vollständig verstanden. Der quantitative Zusammenhang zwischen seiner Konzentration in der Atmosphäre und dem Maß seiner Fähigkeit, die Rückstrahlung der von der Sonne empfangenen Wärme in den Weltraum zu verzögern, ist nicht klar. Dennoch deutet der Anstieg der CO 2 -Konzentration auf eine tiefgreifende Störung des globalen Gleichgewichts in der Biosphäre hin, die in Kombination mit anderen Störungen sehr schwerwiegende Folgen haben kann. Das Ausmaß des Sauerstoffungleichgewichts in der Atmosphäre nimmt zu.

Während der Entwicklung der Biosphäre wurde eine riesige Masse an freiem Sauerstoff (1,18 * 1015 Tonnen) gebildet und in ihrer Gashülle angesammelt, die lange Zeit konstant blieb (die jährliche Versorgung der Atmosphäre mit Sauerstoff, die Pflanzen produzieren, wird aufgewendet). natürliche oxidative Prozesse). Die moderne Menschheit greift grob in diesen Kreislauf ein und verbraucht durch die Verbrennung mineralischer und organischer Brennstoffe jährlich 20.000.000.000 Tonnen Luftsauerstoff. Diese Form des „Essens“ einer nicht erneuerbaren natürlichen Ressource ist eine Quelle für Umweltkonflikte, die in Zukunft gefährlich sein werden.

Bei einer jährlichen Steigerung der Produktion fossiler Brennstoffe um 5 % wird der Gehalt an freiem Sauerstoff in 160 Jahren um 25 – 30 % sinken und einen für die Menschheit kritischen Wert erreichen. Viele vom Menschen erzeugte Stoffe, die in die Luft von Städten gelangen, sind gefährliche Schadstoffe. Sie schädigen die menschliche Gesundheit, die Tierwelt und materielle Werte. Einige von ihnen werden aufgrund ihrer langen Existenz in der Atmosphäre über große Entfernungen transportiert, weshalb sich das Verschmutzungsproblem von lokal auf international verlagert. Dabei handelt es sich vor allem um die Belastung mit Schwefel und Stickoxiden. Die schnelle Anreicherung dieser Schadstoffe in der Atmosphäre der nördlichen Hemisphäre (eine jährliche Zunahme von 5 %) hat zum Phänomen saurer und versauerter Niederschläge geführt. Sie unterdrücken die biologische Produktivität von Böden und Gewässern, insbesondere von solchen mit hohem Säuregehalt. In den letzten Jahrzehnten wurde auf das Problem des stratosphärischen Ozons aufmerksam gemacht, das als Schutzschild für alle Lebewesen vor übermäßiger ultravioletter Strahlung der Sonne fungiert. Ozon wird durch die Freisetzung von Stickoxiden in die oberen Schichten (infolge von Überschalldüsenflügen) sowie durch die Produktion von Fluorkohlenstoffen (Freonen) gefährdet.

Eine Untersuchung dieses Problems mittels Modellierung führt zu dem Schluss, dass das Ozon in der Stratosphäre um 10 % reduziert wird. Instrumentelle Messungen weisen lediglich auf periodische multidirektionale Schwankungen hin und erlauben keinen Rückschluss auf deren Erschöpfung. Die Tatsache, dass die Menschheit in der Lage ist, diese wichtige lebenserhaltende Ressource zu untergraben, und die Entdeckung eines periodisch auftretenden „Ozonlochs“ über der Antarktis zeigen jedoch, wie ernst das Problem ist.

Ein äußerst großes Phänomen, das die globalen Eigenschaften der Atmosphäre beeinflusst, ist das Sputtern als Folge anthropogener Faktoren. Die Aufnahme anthropogener luftgetragener Partikel (Aerosole) beträgt jährlich 1 bis 2,6 Milliarden Tonnen und entspricht der Menge an Aerosolen natürlichen Ursprungs. Der Staubgehalt der Atmosphäre hat in 50 Jahren um 70 % zugenommen. Indem sie die Transparenz der Atmosphäre verringern, begrenzen Aerosole den Fluss der Sonnenwärme. Es gibt eine Hypothese über den Einfluss von Staub auf Klimaveränderungen auf der Nordhalbkugel, insbesondere auf die in den 40er Jahren einsetzende Abkühlung und auf die zunehmende Häufigkeit von Klimaanomalien im globalen Maßstab.

Staub in den oberen Schichten der Atmosphäre ist mit irreparablen Schäden an der Ionosphäre behaftet, die als unersetzliche Ressource für die Funkkommunikation über große Entfernungen dient. Die Biota der Erde (die biologische Hülle, in der alle Lebewesen und alle Lebensformen konzentriert sind) erfährt negative Umweltfolgen, die zu einer Störung biochemischer Kreisläufe, Energie- und thermodynamischer Prozesse in der Biosphäre führen. Darüber hinaus ist die Biota spezifischen Belastungen ausgesetzt, die globaler Natur sind. Dies ist zunächst einmal ein Prozess der Artenverarmung der Tier- und Pflanzenwelt, eine zunehmende Abholzung des Planeten.

Trotz aller Bemühungen nahmen die Ausrottung von Tieren und Pflanzen sowie die Zerstörung natürlicher Landschaften katastrophale Ausmaße an. Aufgrund von Umweltanalphabetismus und menschlicher Nachlässigkeit und manchmal auch Barbarei im Umgang mit der lebenden Welt hat die Aussterberate wilder Tiere ihren Höhepunkt erreicht – eine Art pro Jahr. Zum Vergleich: Von 1600 bis 1950 betrug diese Rate 1 Art pro 10 Jahre und vor dem Erscheinen des Menschen auf der Erde nur eine Art pro 100 Jahre. Gleichzeitig gibt es kein vollständiges Verständnis für das Verschwinden niederer Tiere – Insekten, Weichtiere und andere, deren Rolle bei der Aufrechterhaltung des biologischen Gleichgewichts in der Natur sehr wichtig ist.

Noch alarmierender ist das Bild der Vegetationszerstörung. Mitte der 70er Jahre wurde täglich eine Pflanzenart und -unterart (hauptsächlich in den Tropen) zerstört. Bis Ende der 1980er-Jahre wird diese Zahl voraussichtlich bei einer Art pro Stunde liegen. Aber in Umweltfreundlich Das Verschwinden der Pflanzen bringt 10 bis 30 Arten von Insekten, höheren Tieren und anderen Pflanzen „ins Grab“.

Nach Schätzungen der International Union for Conservation of Nature (IUCN) waren Mitte der 1980er Jahre etwa 10 % der Blütenpflanzen (von 20 bis 30.000 Arten und Unterarten) selten und gefährdet. Im Allgemeinen wird die „globale Vielfalt“ in der Natur nach Schätzungen des World Wildlife Fund bis zum Jahr 2000 für Flora und Fauna zusammengenommen um mindestens 1/6 abnehmen, was einem Verschwinden entspricht Naturgeschichte Auf dem Planeten gibt es 500.000 Arten und Unterarten von Tieren und Pflanzen.

Auch im Bereich der Kulturpflanzen und -tiere kommt es zur Erschöpfung des genetischen Potenzials der Erdbiota. Der Grund dafür ist jedoch nicht die Zerstörung ihrer Lebensräume oder ein übermäßiger menschlicher Verzehr, wie es bei wildlebender Flora und Fauna der Fall ist, sondern eine bewusste Reduzierung der Sorten- und Rassenvielfalt der kultivierten biologischen Arten. Einen besonderen Platz in den Problemen der globalen Ökologie nimmt die Abholzung der Wälder auf dem Planeten ein, vor allem der Tropenwälder. Jedes Jahr werden mehr als 11 Millionen Hektar Wald zerstört. Wenn die derzeitige Abholzungsrate anhält, wird dies in den nächsten 30 Jahren mit der Abholzung einer Fläche von der Größe Indiens einhergehen. Die Waldzone wird aufgrund des Zusammentreffens historischer, sozioökonomischer und weltwirtschaftlicher Umstände zu einem Objekt massiver Umweltzerstörung, wodurch nicht nur die Störung des natürlichen Gleichgewichts in den betreffenden Gebieten, sondern auch ein allgemeiner Rückgang des Niveaus droht der Organisation der Biosphäre als Ganzes.

Die schädlichen Folgen der Zerstörung tropischer Wälder werden unter anderem dadurch bestimmt, dass sie die Wiege und den Speicher des größten Teils des Genpools der Erdbiota (ca. 40 % – 50 %) darstellen, darunter 100.000 höhere Arten Pflanzen aus 250.000 Arten. Das Ausmaß der Zerstörung tropischer Wälder ist enorm und die Geschwindigkeit ihres Verschwindens und ihrer Verschlechterung nimmt immer schneller zu. Derzeit beträgt sie 2 % pro Jahr. Von den 16.000.000 Quadratkilometern Erde, die in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts bedeckt wurden Tropenwälder Ende der 70er Jahre waren nur noch 9,3 Millionen Quadratkilometer übrig (ein Rückgang um 42 %). 2/3 der Wälder in Asien, 1/2 in Afrika und bis zu 1/3 in Lateinamerika wurden abgeholzt. Jedes Jahr werden 245.000 Quadratkilometer Tropenwald abgeholzt, radikal verändert und degradiert.

Bei diesem Tempo könnten die Tropenwälder bis zum Jahr 2000 um 25 % reduziert werden und der letzte Baum könnte in 85 Jahren gefällt werden. Gemessen am wachsenden Volumen der Holzexporte aus tropischen Wäldern Nordamerika, Westeuropa und Japan, die Entwicklung der von diesen Wäldern besetzten Gebiete für Ackerland und Weiden (auch in großem Umfang durch transnationale Monopole) sowie die Nutzung von Holz für Energiezwecke (von 30 % bis 95 % der Gesamtenergie). Verbrauch in Entwicklungsländern) kann der Zeitrahmen für ihre Zerstörung erheblich verkürzt werden. Die rein ökologischen und sozioökonomischen negativen Folgen des Prozesses sind zahlreich: kolossale Feuchtigkeitsverluste, Bodendegradation und Wüstenbildung, Veränderungen der lokalen klimatischen Bedingungen, Zerstörung riesiger, nicht quantifizierbarer natürlicher und wirtschaftlicher Ressourcen und so weiter.

Die Abholzung der Tropen wird die Struktur der Erdoberfläche verändern und ihr Reflexionsvermögen (Albedo) erhöhen. Und dies, zusammen mit Veränderungen im globalen Gleichgewicht von Gas, Wasser und Energie, ist bereits mit Konsequenzen behaftet, die zu einer Destabilisierung des Klimas auf dem Planeten führen könnten.

Die Hydrosphäre (die Wasserhülle der Erde) wird durch wirtschaftliche Eingriffe in die Wassersysteme harten Belastungen ausgesetzt. Flüsse, Seen und Meere werden zu Mülldeponien für verschiedene Abfälle und Schadstoffe. Qualitative Veränderung in der Hydrosphäre ( chemische Zusammensetzung und Eigenschaften der aquatischen Umwelt) wird in unserer Zeit zum Hauptfaktor für die quantitative Erschöpfung des Süßwassers auf der Erde sowie für die Zerstörung einer breiten Klasse von Biota - Flüssen, Seen und Meeren.

In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich das Problem der Süßwasserressourcen auf der Erde verschärft plötzlicher Wechsel: In wasserreichen Ländern treten Anzeichen von Wasserknappheit auf. Berücksichtigt man die Länder, in denen aufgrund der natürlichen und geografischen Bedingungen traditionell ein Mangel an dieser lebenswichtigen Ressource herrscht, ergibt sich ein Bild von Spannungen im Wasserhaushalt auf globaler Ebene. Der explosive Charakter dieser „Austrocknung“ des Erdkörpers erklärt sich vor allem durch das lawinenartige Wachstum der anthropogenen Verschmutzung von Gewässern und Abflüssen. In den frühen 1980er Jahren betrug die jährliche Wasserentnahme weltweit 4.600 Kubikkilometer oder etwa 12 % des gesamten Flussabflusses. Der irreversible Verbrauch erreichte 3.400 Kubikkilometer. Bei einem solchen Verbrauchsvolumen scheint es keinen Grund zur Sorge zu geben.

Rücklaufwässer gelangen jedoch so verunreinigt in die Natur, dass zu ihrer Neutralisierung (Verdünnung) um ein Vielfaches größere Mengen an sauberem Wasser erforderlich sind. Der Ausbruch einer Wasserkrise ist nicht unbedingt unvermeidlich, da die Menschheit in der Lage ist, den Trend des verschwenderischen und antiökologischen Wasserverbrauchs umzukehren. Dies erfordert eine radikale Überarbeitung des Konzepts der Süßwassernutzung in der Wirtschaft, die Entwicklung einer grundlegend neuen Strategie und die Neustrukturierung der technischen, organisatorischen und wirtschaftlichen Grundlagen der Wassernutzung. Mehr als 70 % der Erdoberfläche sind von Meeren und Ozeanen eingenommen, was zu dem Mythos geführt hat, dass sie endlos als Neutralisierungsquelle und Senke für alle Arten von Abfällen dienen können. Menschliche Aktivität. Die harte Realität hat diese gefährliche Illusion entlarvt. Die Weltmeere sind trotz ihrer Größe genauso verletzlich wie jedes andere natürliche System.

Die Verschmutzung der Weltmeere hat vor allem das natürliche Gleichgewicht der Meeresumwelt in der Küstenzone des Festlandsockels erschüttert, wo 99 % aller vom Menschen ausgebeuteten biologischen Meeresressourcen konzentriert sind. Anthropogene Verschmutzung In dieser Zone sank die biologische Produktivität um 20 %, und der weltweiten Fischerei gingen 15 bis 20 Millionen Tonnen Fang verloren.

Nach Angaben der Vereinten Nationen gelangen jedes Jahr 50.000 Tonnen Pestizide, 5.000 Tonnen Quecksilber, 10.000.000 Tonnen Öl und viele andere Schadstoffe in die Weltmeere. Die Menge an Eisen, Mangan, Kupfer, Zink, Blei, Zinn, Arsen und Öl, die jährlich aus anthropogenen Quellen mit Flussabflüssen in die Gewässer der Meere und Ozeane gelangt, übersteigt die Menge dieser Stoffe, die dadurch ankommen geologische Prozesse. Der Grund der Weltmeere, einschließlich Tiefseesenken, wird zunehmend für die Versenkung besonders gefährlicher Giftstoffe (darunter „veraltete“ chemische Kampfstoffe) sowie radioaktiver Stoffe genutzt. Also, von 1946 bis 1970 begruben die Vereinigten Staaten Atlantikküste Länder verfügen über etwa 90.000 Container mit Abfällen mit einer Gesamtradioaktivität von etwa 100.000 Curies, und europäische Länder haben Abfälle mit einer Gesamtradioaktivität von 500.000 Curies in den Ozean geworfen. Durch die Versiegelung von Behältern kommt es an den Orten dieser Grabstätten zu gefährlichen Kontaminationen des Wassers und der natürlichen Umwelt.

Mit dem Beginn des Weltraumzeitalters entstand das Problem, die Integrität einer anderen Erdhülle – der Kosmosphäre (erdnaher Raum) – zu bewahren. Das Eindringen des Menschen in den Weltraum ist nicht nur ein Heldenepos, sondern auch eine zielgerichtete langfristige Politik zur Erschließung neuer natürlicher Ressourcen und natürlichen Umgebung. Die Komponenten des von der Menschheit bereits genutzten oder hypothetischen Ressourcenpotenzials des Weltraums sind geografische Lage, Schwerelosigkeit, Vakuum, andere physikalische Eigenschaften dieser Umgebung, starke Sonnenstrahlung, kosmische Strahlung sowie Territorium, spezifische natürliche Bedingungen usw Bodenschätze Himmelskörper

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IN UND. Wernadskij – der Begründer der Biosphärenlehre

IN UND. WERNADSKY – GRÜNDER
LEHREN ÜBER DIE BIOSPHÄRE
Biosphäre V. I. Wernadski
definiert als extern
Bereich des Globus,
an der Grenze zum Weltraum,
in sich konzentriert
Leben in seinen verschiedenen Formen
Manifestationen (latent und
aktiv), durchdringend
die gesamte Hydrosphäre, die obere
Schichten der Lithosphäre und darunter
Schichten der Atmosphäre, in denen
es kommt zu einer Akkumulation
Transformation des Lichts
Energie und ist erfüllt
geochemische Arbeit.
4

Die Entstehung und Entwicklung der Biosphäre (Hypothese)

URSPRUNG UND ENTWICKLUNG
BIOSPHÄREN (HYPOTHESE)
Historische Stadien der Entwicklung der Biosphäre:
1. Die Entstehung und Entwicklung des Lebens im Wasser.
2. Bildung einer neuen Lebensumgebung – Wirtsorganismen.
3. Besiedlung von Land durch Organismen
neue Lebenswelten entstanden:
Boden-Luft und Boden.
4. Die Entstehung des Menschen als biosoziales Wesen.
5. Übergang der Biosphäre unter menschlichem Einfluss in
Noosphäre
5

Welche physikalischen und chemischen Bedingungen sind für die Existenz von Leben am günstigsten?

Welche physikalischen und chemischen Bedingungen sind die besten?
GÜNSTIG FÜR DIE EXISTENZ DES LEBENS?
Im Jahr 1926 wurde V.I. Wernadski
Ausreichende Menge an CO2 und O2.
Ausreichend
Menge
Wasser
(Und
unbedingt - in flüssigem Zustand).
Temperaturregime ohne beides
zu hohe Temperaturen (verursacht
Proteinkoagulation) und zu niedrig
(Hemmung der Arbeit von Enzymen).
Verfügbarkeit von Elementen des „existenzsichernden Lohns“.
mineralische Ernährung.
Ein gewisser Salzgehalt der aquatischen Umwelt.
Modernes Leben ist im Oberland allgegenwärtig
Teile der Erdkruste (Lithosphäre), untere Schichten
Erdatmosphäre (Troposphäre) und in der Wasserhülle
Erde (Hydrosphäre).

Grenzen der Existenz lebender Organismen in der Lithosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre

GRENZEN DER EXISTENZ LEBENDER ORGANISMEN IN
LITHOSPHÄRE, ATMOSPHÄRE, HYDROSPHÄRE
In der Lithosphäre wird das Leben durch die Temperatur von Gesteinen und anderen begrenzt
Grundwasser, das mit der Tiefe und dem Niveau allmählich zunimmt
1,5–15 km über +100 °C. Die größte Tiefe, in der
Bakterien in Gesteinen der Erdkruste entdeckt wurden, beträgt 4 km. IN
Ölfelder in einer Tiefe von 2–2,5 km Bakterien
sind in erheblicher Zahl registriert.
Im Ozean erstreckt sich das Leben in größere Tiefen und
Es kommt sogar am Boden ozeanischer Senken in einer Tiefe von 10–11 km vor.
Die Obergrenze des Lebens in der Atmosphäre wird durch einen Anstieg mit bestimmt
Höhe der ultravioletten Strahlung.
Die Ozonschicht absorbiert den größten Teil des ultravioletten Lichts
Sonneneinstrahlung in einer Höhe von 22–25 km. Alles ist lebendig und erhebt sich
oberhalb der schützenden Ozonschicht stirbt es ab. Sporen von Bakterien und Pilzen
Bis zu einer Höhe von 20–22 km gefunden, aber der Großteil des Aeroplanktons
konzentriert
V
Schicht
Vor
1–1,5 km. In den Bergen verläuft die Grenze der Verbreitung des terrestrischen Lebens
auf einer Höhe von etwa 6 km über dem Meeresspiegel.

Grenzen der Biosphäre.

An der Kreuzung liegt die Biosphäre
oberer Teil der Lithosphäre, unterer
Teile der Atmosphäre und nimmt die gesamte Atmosphäre ein
Hydrosphäre.
Obergrenze (Atmosphäre): 15–20 km.
Untere Grenze (Lithosphäre): 3,5–7,5 km.
Untere Grenze (Hydrosphäre): 10–11 km.
Atmosphäre (aus dem Griechischen ατμός – Dampf und
σφαῖρα - Kugel) - Gashülle
Himmelskörper in der Nähe gehalten
ihn durch die Schwerkraft.
Lithosphäre (aus dem Griechischen λίθος – Stein und
σφαίρα – Kugel) – harte Schale
Erde.
Hydrosphäre (aus dem Griechischen Yδωρ – Wasser und
σφαῖρα – Kugel) – die Gesamtheit von allem
Die Wasserreserven der Erde.

Hauptmerkmale der Geosphären der Erde

Grenzen der Biosphäre

GRENZEN DER BIOSPHÄRE
Obergrenze der Biosphäre
bestimmt durch Ozon
Bildschirmdarstellung
ist eine dünne Schicht (2-4 mm)
Ozongas (03). Rolle
Ozonschicht in der Biosphäre
großartig: es verzögert sich
zerstörerisch für Lebewesen
ultraviolette Strahlung
Sonnenlicht. Diese Schicht
liegt in Höhenlagen von 16–20 km.
Untere Grenze der Biosphäre
ungleichmäßig. Zum Beispiel in
lebende Organismen in der Lithosphäre
oder deren Produkte
Lebensaktivität ist möglich
treffen sich in einer Tiefe von 3,5-7,5
km und im Weltozean 11
Organismen - in einer Tiefe von 10-11 km.

Grenzen der Biosphäre
Die Energie des Sonnenlichts in
Prozess der Photosynthese
in Energie umgewandelt
chemische Bindungen
gebildet
organische Substanz
Pflanzen, die während
teilweise atmen
von uns selbst genutzt
Pflanzen.
Ein weiterer Teil der Gebildeten
Bio ist
Baumaterial und
Energiequelle für
zahlreich
Heterotrophe. Bei
Zerstörung des Unbelebten
organische Energierückstände
als Wärme verloren
Strahlung.

Arten von Substanzen in der Biosphäre

ARTEN VON STOFFEN IN DER BIOSPHÄRE
Biosphäre
Untätig
Substanz
gebildet
Elch ohne
Beteiligung
lebendig
Organismen:
Wasser,
Granit,
Basalt
usw.
Live
Substanz –
Gesamtheit
alle am Leben
Organismen
auf der Erde
Biogen
Substanz –
erstellt in
Verfahren
lebenswichtige Arbeitskräfte
Ebenheit
Organismen
Sauerstoff,
Stein
Kohle,
Kalkstein
Biokosnoe
Substanzgelenk
Ergebnis
Aktivitäten
Organismen
Und
nicht biologisch
Himmel
Prozesse:13
die Erde

Substanz,
befindet sich in radioaktivem Zustand
Verfall.
Verstreute Atome.
Substanz kosmischen Ursprungs
14

Hauptmerkmale lebender Materie

HAUPTMERKMALE DES LEBENS
SUBSTANZEN
Enthält eine riesige Menge
freie Energie.
Hohe Durchflussrate
chemische Reaktionen.
Besteht aus asymmetrischen
Moleküle.
Hat eine Konzentration
Fähigkeit.
Spezifische Bewegungsform
Gasfunktion
15

Planet

FUNKTIONEN DER LEBENDEN MATERIE AUF UNSEREM
ZUM PLANETEN
Energiefunktion
Gasfunktion
Konzentrationsfunktion

Funktion
Zerstörerische Funktion
Umweltbildende Funktion
Transportfunktion

FUNKTIONEN DER LEBENDEN MATERIE AUF UNSEREM
ZUM PLANETEN
Die energetische Funktion besteht darin, zu kommunizieren
Biosphäre-Planetär
Phänomene
Mit
kosmisch
Strahlung,
hauptsächlich mit Sonneneinstrahlung. Diese Funktion basiert auf
photosynthetische Aktivität grüner Pflanzen, währenddessen
es passiert
Akkumulation
(Akkumulation)
Solar-
Energie
Und
ihr
Umverteilung zwischen einzelnen Bestandteilen der Biosphäre. Auf Kosten der
Alle Lebensphänomene auf der Erde gehen auf die angesammelte Sonnenenergie zurück.
Die Gasfunktion bestimmt die Wanderung von Gasen und deren Umwandlungen,
liefert die Gaszusammensetzung der Biosphäre. Die überwiegende Masse besteht aus Gasen
Die Erde ist biogenen Ursprungs. Während der Operation
lebende Materie erzeugt die Hauptgase: Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid,
Schwefelwasserstoff, Methan usw.
Die Konzentrationsfunktion manifestiert sich in Extraktion und Akkumulation
lebende Organismen und biogene Elemente der Umwelt. Inbegriffen
In der lebenden Materie dominieren Atome leichter Elemente: Wasserstoff, Kohlenstoff,
Stickstoff, Sauerstoff, Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Schwefel, Chlor, Kalium,
Kalzium. Die Konzentration dieser Elemente im Körper lebender Organismen beträgt Hunderte und
tausendmal höher als in der äußeren Umgebung. Dies erklärt die Heterogenität
chemische Zusammensetzung der Biosphäre und ihr signifikanter Unterschied zur Zusammensetzung
unbelebte Materie des Planeten.

Funktionen lebender Materie auf unserem Planeten

FUNKTIONEN DER LEBENDEN MATERIE AUF UNSEREM
ZUM PLANETEN
Redox
Funktion
Ist
V
chemische Umwandlung hauptsächlich der Stoffe, die enthalten
Atome mit variablen Oxidationsstufen (Verbindungen von Eisen, Mangan usw.)
Gleichzeitig überwiegen auf der Erdoberfläche biogene Oxidationsprozesse
und Genesung.
Die destruktive Funktion bestimmt die damit verbundenen Prozesse
die Zersetzung von Organismen nach ihrem Tod, die dazu führt
Mineralisierung organischer Materie, d. h. die Umwandlung lebender Materie in
untätig. Dadurch entstehen auch biogene und bioinerte Stoffe
Biosphäre.
Die umweltbildende Funktion besteht darin, die physikalisch-chemischen Parameter der Umwelt als Ergebnis lebenswichtiger Prozesse umzuwandeln. IN.
I. Wernadski schrieb: „Der Organismus beschäftigt sich mit einer Umgebung, mit der er nicht nur
angepasst, das aber an ihn angepasst ist.“
Die Transportfunktion ist die Übertragung eines Stoffes gegen
Schwerkraft und in horizontaler Richtung. Lebende Materie -
der einzige Faktor (neben der Oberflächenspannung), der bestimmt
umgekehrte Bewegung der Materie – von unten nach oben, vom Ozean – zu den Kontinenten,
Dadurch wird der „aufsteigende“ Zweig der biogeochemischen Kreisläufe realisiert.

Funktionen der Biosphäre

1.
Biotischer Zyklus Chemikalien, welche
unter Beteiligung lebender Organismen durchgeführt - das ist
ständige Stoffzirkulation zwischen Boden, Hydrosphäre,
Atmosphäre und lebende Organismen

Funktionen der Biosphäre
2. Gasfunktion. Photosynthese, Atmung, Aktivität
Es sind stickstofffixierende und denitrifizierende Bakterien entstanden
Die Erdatmosphäre enthält 21 % Sauerstoff, 0,03 %
Kohlendioxid, etwa 80 % Stickstoff. Methan, Schwefelwasserstoff -
Auch diese Gase sind biogenen Ursprungs.

Funktionen der Biosphäre

Konzentrationsfunktion lebender Materie
äußert sich in der Aufnahme und Anreicherung durch lebende Organismen
biogene chemische Elemente - Kohlenstoff, Sauerstoff,
Wasserstoff, Stickstoff, Kalium, Natrium usw.

Funktionen der Biosphäre

Redox-Funktion
verknüpft mit chemische Umwandlungen Substanzen.
Diese Reaktionen liegen dem Stoffwechsel zugrunde
basierend auf den Reaktionen von Kunststoff und Energie
Austausch.
Energiefunktion verbunden mit
Sonnenenergie in Energie umwandeln
Chemische Bindungen bildeten sich organisch
Substanzen.

Gesetz der biogenen Migration von Atomen V.I. Wernadski

Gesetz der biogenen Migration von Atomen
IN UND. Wernadski
Die biogene Migration von Materie ist eine der Formen des Universellen
Migration von Elementen in der Natur. Unter der biogenen Geochemie
Unter Migration ist die Migration von organischem und inertem Material zu verstehen
Substanzen, die am Wachstum und der Entwicklung lebender Organismen beteiligt sind und
produziert
zuletzt
V
Ergebnis
Komplex
biochemische und biogeochemische Prozesse. IN UND. Wernadski
formulierte im Folgenden das Gesetz der biogenen Wanderung von Atomen
bilden:
Migration
chemisch
Elemente
V
Biosphäre
durchgeführt oder unter direkter Beteiligung eines Lebensunterhalts
Stoffe (biogene Migration) oder in der Umwelt vorkommen,
geochemische Merkmale davon (O2, CO2, H2 usw.)
verursacht durch lebende Materie (das, was bewohnt).
Biosphäre in der Gegenwart und das, was darauf einwirkt
Erde im Laufe der Erdgeschichte).

Grundlegende Eigenschaften der Biosphäre

GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN DER BIOSPHÄRE
- Zentralisiert
System.
- Offenes System.
- Selbstregulierendes System.
- Gekennzeichnet durch groß
Vielfalt.
- Verfügbarkeit von Mechanismen,
Gewährleistung der Zirkulation
Substanzen.
24

Die Grenzen der Biosphäre fallen mit den Grenzen zusammen
Verteilung lebender Organismen in Muscheln
Erde, die durch das Vorhandensein von Bedingungen bestimmt wird
Existenz von Leben (günstige Temperatur).
Modus, Strahlungsniveau, ausreichende Menge
Wasser, Mineralien, Sauerstoff, Kohlendioxid
Gas).
Die Biosphäre umfasst die gesamte Landoberfläche sowie
Ozeane, Meere und der Teil des Erdinneren, wo es sie gibt
Rassen, die im Laufe des Lebens entstanden sind
lebende Organismen. Mit anderen Worten, die Biosphäre ist
Teil der Lithosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre,
von lebender Materie bewohnt.
Für die Existenz lebender Organismen ist es notwendig
folgende Bedingungen: ausreichend Wasser,
Mineralien, optimale Temperatur
26
Modus, Strahlungsniveau usw.

Somit ist die Biosphäre ein grandioses Gleichgewichtssystem mit einem kontinuierlichen Stoff- und Energiekreislauf, in dem

SO IST DIE BIOSPHÄRE
Ein tolles Gleichgewichtssystem mit
Kontinuierlicher Kreislauf von Materie und Energie, IN
IN DENEN MIKROORGANISMEN EINE AKTIVE ROLLE SPIELEN.
Die Hauptenergiequelle ist
Sonne. Diese Energie wird für körperliche und körperliche Aktivitäten aufgewendet
chemische Prozesse in der Atmosphäre,
Hydrosphäre, Lithosphäre, Luftbewegung
Masse, Verdunstung von Wasser, Auflösung von Stoffen,
Freisetzung und Aufnahme von Gasen. Fährt
Energie sind organische Stoffe.
Die Gesamtmenge der eintretenden Sonnenenergie
Atmosphäre, durchschnittlich 700 Kcad/cm2 Zoll
Tag und erreicht etwa 55 Kcal/cm2 pro Jahr
27
Oberfläche der Erde und wird von Organismen genutzt.

Energiefunktion lebender Materie

ENERGIEFUNKTION LEBENDER DINGE
SUBSTANZEN
Ist
Akkumulation und
Transformation
Pflanzenenergie
Sonnen (Bakterien und Chemoautotrophe
Energie umwandeln
chemische Bindungen) und
seine Übertragung durch Nahrung
Ketten: vom Produzenten zum
Verbraucher und darüber hinaus
Zersetzer. Dabei
Energie allmählich
löst sich auf, aber ein Teil davon
zusammen mit dem Rest
Organismen gehen hinein
fossiler Zustand,
„eingemacht“ im Irdischen
28
Rinde, Bildung von Reserven
Öl, Kohle usw.

Biomasse der Biosphäre
Die Biomasse hängt von verschiedenen Bereichen der Erdoberfläche ab
zu den klimatischen Bedingungen - Temperatur, Menge
Niederschlag. Raue klimatische Bedingungen
Tundra - niedrige Temperaturen, Permafrost, kurz
Im kalten Sommer bildete sich eine eigentümliche Pflanze
Gemeinschaften mit geringer Biomasse und geringer Anzahl
Arten - etwa 500. Die Tundra-Vegetation wird repräsentiert durch
Flechten, Moose, kriechender Zwerg
Baumformen, krautige Vegetation,
hält so etwas aus extreme Bedingungen.

Auf dem Planeten Erde befinden sich alle Stoffe in einem biochemischen Kreislauf.

AUF DEM PLANETEN ERDE BEFINDEN SICH ALLE STOFFE
IM BIOCHEMISCHEN ZYKLUS.
Es sind hauptsächlich zwei bekannt
Wirbel: groß
(geologisch) und klein
(biotisch).
30

Mit großer Auflage

MIT EINEM TOLLEN ZYKLUS
Felsen werden zerstört, verwittert,
von Wasserströmungen in die Ozeane getragen,
wo sich dicke Meeressedimente bilden
Lagen.
Einige Verbindungen sind in Wasser oder löslich
von der Biozönose genutzt.
Tektonische Prozesse über einen langen Zeitraum
Die Zeit führte zur Rückkehr zum Land des Meeres
Es kommt zur Einstreuung und der Prozess beginnt von neuem.
Der Große Zyklus dauert Millionen von Jahren.
31

Es kommt zu einem kleinen Wirbel

ES PASSIERT EIN KLEINER ZYKLUS
auf der Ebene der Biogeozänose und ist ein integraler Bestandteil
großer Zyklus. Gleichzeitig nahrhaft
Es reichern sich Stoffe aus Luft, Wasser und Boden an
Pflanzen und werden für die Schaffung ihrer Masse und verwendet
Lebensprozesse.
Zersetzungsprodukte organischer Stoffe unter
Einwirkung von Bakterien zersetzt sich wieder
pflanzenverfügbare mineralische Bestandteile,
und werden in den Fluss der Materie hineingezogen.
Rückführung von Chemikalien aus anorganischen
Umwelt durch lebende Organismen und Pflanzen zurück
in eine anorganische Umgebung mit
Sonnenenergie und chemische Reaktionen
sogenannte biochemische Kreisläufe.
32

Am Stoffkreislauf sind drei Gruppen von Organismen beteiligt:

SIE TEILNEHMEN AM STOFFKREISLAUF
DREI ORGANISMENGRUPPEN:
Produzenten
Verbraucher
Zersetzer
33

STICKSTOFFKREISLAUF IN DER BIOSPHÄRE
34

Kohlenstoffkreislauf in der Biosphäre

Kohlenstoffkreislauf in der Biosphäre
36

5. Wasserkreislauf in der Biosphäre

5. WASSERZYKLUS IN DER BIOSPHÄRE
Der Wasserkreislauf erfolgt durch Verdunstung
es von der Oberfläche von Stauseen in die Atmosphäre und dann
Dampf wird in Massen von Karren transportiert und fällt hinein
Form des Niederschlags.
Durchschnittliche Dauer des gesamten Zyklus
Austausch von Kohlenstoff, Stickstoff, Wasser in biologischen
Auflage - 300-400
Die angegebene Geschwindigkeit fördert die Freigabe
Mineralverbindungen verbunden mit
Biomasse.
39

Der Stoffkreislauf in der Natur ist konsistent
Ort, Zeit und Geschwindigkeit von Prozessen
Bevölkerungsniveaus zur Biosphäre. Das
Konsistenz nennt man ökologisch
Gleichgewicht.
Es zeichnet sich durch Mobilität aus und
Dynamik.
Heute gibt es kein solches Ökosystem mehr
die keinem menschlichen Einfluss unterliegen würden.
40

6. Anthropogener Stoffwechsel

6. ANTHROPOGEN
AUSTAUSCH
SUBSTANZEN
Als Ergebnis der Produktionsaktivitäten
ein neuer Stoffwechselprozess ist entstanden und
Energie zwischen Natur und Gesellschaft,
das nennt man sozialen Austausch
Materie und Energie oder anthropogen.
Der anthropogene Austausch ist erheblich
verändert den Planetenzyklus
Substanzen, die es stark beschleunigen, sind unterschiedlich
durch seine Offenheit.
41

Vor der Entstehung des Menschen wurde das Gleichgewicht der Biosphäre durch fünf Energiefaktoren bestimmt:

VOR DEM ERSCHEINEN DES MENSCHEN DAS GLEICHGEWICHT DER BIOSPHÄRE
Es wurden fünf Energiefaktoren ermittelt:
Sonnenstrahlung,
Schwere,
technische Kräfte,
chemische Energie,
biogene Energie.
Sie haben sich über 3,5 Milliarden Jahre entwickelt und gebildet
natürlichen Umgebung.
42

Es kommt zu anthropogener Verschmutzung
staubig,
Gas,
chemisch,
aromatisch,
Thermal,
radioaktiv.
Die Quelle der Verschmutzung ist wirtschaftlicher Natur
menschliche Aktivitäten (Industrie,
Verkehr, öffentliche Versorgung und Landwirtschaft).
43

Natürliche Kreislauffonds

NATÜRLICHE ZYKLUSFONDS
Die Prozesse, die in verschiedenen Hüllen der Erde ablaufen, sind
in einem Zustand des dynamischen Gleichgewichts und einer Veränderung im Verlauf von irgendetwas
Sie beinhalten endlose Ketten manchmal irreversibler Phänomene.
In jedem natürlichen Zyklus ist es ratsam, zwei Teile zu unterscheiden, bzw
zwei „Fonds“:
Reservefonds - eine große Masse sich langsam bewegender Substanzen, in
hauptsächlich anorganischer Natur;
Ein Umzugs- oder Tauschfonds ist ein kleinerer, aber aktiverer Fonds für
die durch einen schnellen Austausch zwischen Organismen und der Umwelt gekennzeichnet ist
Umfeld.
Der Austauschfonds wird aus zurückgegebenen Stoffen gebildet
in den Kreislauf oder durch primäre Ausscheidung (vom lateinischen excretum -
(ausgeschieden) durch Tiere oder bei der Zersetzung von Detritus durch Mikroorganismen.

Entwicklung der Biosphäre zur Noosphäre

ENTWICKLUNG DER BIOSPHÄRE ZUR NOOSPHÄRE
Noosphäre – vom griechischen Wort „noos“
(Intelligenz).
Das Konzept wurde 1927 von den Wissenschaftlern Leroy und eingeführt
Thayer de Chardin.
Noosphäre (griechisch νόος – „Geist“ und
σφαῖρα – „Kugel“) – Kugel
Interaktion zwischen Gesellschaft und Natur, in
die Grenzen dessen vernünftiger Mensch
Aktivität wird entscheidend
Entwicklungsfaktor (dieser Bereich
auch mit den Begriffen bezeichnet
„Anthroposphäre“, „Biotechnosphäre“)
46

Zeichen der Noosphäre

ZEICHEN DER NOOSPHÄRE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Steigerung der Mineralentwicklung.
Massenhafter Lebensmittelkonsum
Photosynthese vergangener geologischer
Epochen.
Dissipation der Erdenergie.
Die Entstehung und Anhäufung von Neuem
Substanzen.
Entwicklung nuklearer Technologien.
Die Entstehung der Astronautik. Darüber hinausgehen
Grenzen der Biosphäre.
Noosphäre - Kugel Sonnensystem. 47

Noosphäre

„Die Biosphäre ist mehr als einmal in eine neue übergegangen
Evolutionszustand... Wir erleben das
und jetzt, in den letzten 10.000 bis 20.000 Jahren, wann
eine Person, die sich in einem sozialen Umfeld entwickelt hat
wissenschaftliches Denken schafft ein Neues in der Biosphäre
eine geologische Kraft, die noch nie zuvor erlebt wurde.
Die Biosphäre ist vergangen, oder besser gesagt, sie bewegt sich hinein
neuer evolutionärer Zustand - in
Noosphäre – verarbeitet durch wissenschaftliches Denken
soziale Person"
IN UND. Wernadski

Ökologische Gesetze von B. Commoner.

Alles ist mit allem verbunden
Die Natur weiß es am besten
Man muss alles bezahlen
Alles muss irgendwohin

Die Natur weiß es am besten.

Menschlich
muss
halten
Regulierungsmechanismen
Ökologisches Gleichgewicht
Biosphäre
natürlich

Man muss alles bezahlen.

International
Gemeinschaft
Finanzen
wissenschaftliche Projekte, die den Naturschutz ermöglichen
Artenvielfalt und Klima

Alles muss irgendwohin.

Die internationale Gemeinschaft hat Sonderregelungen verabschiedet
Gesetze, die den Export giftiger und giftiger Stoffe verbieten
radioaktive Abfälle und deren Entsorgung in Armen
Länder.
Die Weltmeere sind kein Ort für
Abfall.
Jedes Land muss Abfälle dort entsorgen
eigenes Territorium.

Alles ist mit allem verbunden.

Menschlich
Die Natur
Erde

Kümmern wir uns um die Natur,
Sonst kommt es

Die Biosphäre ist wie ein globales Ökosystem. Biosphäre ist ein Ökosystem, das

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Die Natur weiß es am besten.

Man muss alles bezahlen.

Alles muss irgendwohin.

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