Угруповання та екосистеми
Структури біоценозів, біогеоценозів (просторова, видова, трофічна). Формування угруповань з певної сукупності різних популяцій. Продуценти, консументи та редуценти, ланцюги та мережі живлення. Ноосфера за В.І. Вернадським, колообіги речовин у біосфері.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | лекция |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 01.07.2009 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2
Міністерство праці та соціальної політики України
Кам'янець-Подільський планово-економічний технікум-інтернат
Лекція
з предмету "Основи екології"
на тему
"Угруповання та екосистеми"
Підготувала:
викладач основ екології
Гапоненко Н.П.
План
- Вступ
- Біоценоз, біогеоценоз та екосистеми
- Структури біоценозів, біогеоценозів (просторова, видова, трофічна). Продуценти, консументи та редуценти
- Ланцюги та мережі живлення.
- Біосфера. В.І. Вернадський про живу речовину. Ноосфера. Глобальні процеси в біосфері. Колообіги речовин у біосфері
- Колообіги речовин у біосфері. (вуглецю, води, кисню, азоту, фосфору, сірки)
- Еволюція біосфери. Роль людини в біосфері
- Відновні й невідновні ресурси біосфери та їх використання
- Література
Вступ
Популяції різних видів існують у природі не відокремлено, а пов'язані між собою різноманітними взаємозв'язками. Завдяки цьому формуються угруповання - певні сукупності популяцій різних видів, які тісно взаємопов'язані між собою. Кожний вид може існувати у формі популяцій лише завдяки зв'язкам із популяціями інших видів. Унаслідок цих взаємозв'язків між видами, які населяють ділянки місцевості з однорідними умовами існування, формуються біоценози.
Біоценоз, біогеоценоз та екосистеми
Що таке біоценоз? Біоценоз (від грецького біос - життя і койнос - спільний) - угруповання взаємопов'язаних між собою популяцій організмів різних видів, які населяють ділянку місцевості з однорідними умовами існування.
Основу біоценозів складають фотосинтезуючі організми (переважно зелені рослини). Рослинні угруповання - фітоценози визначають межі біоценозів (наприклад, біоценоз соснового лісу, ковилового степу). Водні біоценози розташовані в однорідних ділянках водойм (наприклад, біоценози припливно-відпливної зони). Кожний біоценоз характеризується певним видовим різноманіттям, біомасою, продуктивністю, густотою видових популяцій, площею або об'ємом, які він займає.
Що таке біогеоценоз та екосистеми?
Що спільного та відмінного між біогеоценозом і екосистемою? Популяції видів, які входять до складу певного біоценозу, тісно пов'язані не лише між собою, а й з умовами фізичного середовища життя (тобто неживою природою). Зокрема, вони дістають з довкілля речовини, необхідні для забезпечення їхньої життєдіяльності та виділяють туди продукти обміну речовин. Так угруповання організмів утворюють із фізичним середовищем життя єдину функціональну систему - екосистему.
Поняття "екосистема" запропонував у 1935 році англійський еколог Артур Джордж Тенслі (1871-1955). Він розглядав екосистеми як функціональні одиниці природи нашої планети, що можуть охоплювати будь-які ділянки біосфери.
Екосистема (від грец. ойкос - і система - сполучення) - сукупність популяцій організмів різних видів, які взаємодіють між собою і з неживою природою таким чином, що всередині такої системи виникають потоки енергії і колообіг речовин.
Це, у свою чергу, зумовлює функціонування екосистеми як єдиної цілісної багатокомпонентної системи. Нагадаємо, що колообіг речовин - це обмін речовинами між абіотичною (неживою) та біотичною (живою) частинами екосистем.
Згодом російський еколог Володимир Миколайович Сукачов (1880-1967) запропонував поняття "біогеоценоз".
Біогеоценоз (від грец. біос - життя, гео - Земля) - певна територія з відносно однорідними умовами існування, населена взаємопов'язаними популяціями, що складаються з різних видів, об'єднаних між собою фізичним середовищем життя, колообігом речовин і потоками енергії.
Основою будь-якого біогеоценозу є фотосинтезуючі організми.
Отже, поняття "екосистема" і "біогеоценоз" досить близькі, але не тотожні. Біогеоценоз, на відміну від екосистеми, конкретніше поняття, оскільки він займає ділянку місцевості з однорідними умовами існування та певним рослинним угрупованням.
Структури біоценозів, біогеоценозів (просторова, видова, трофічна). Продуценти, консументи та редуценти
Видове різноманіття біоценозу визначається кількістю видів, популяції яких входять до його складу. Існують біоценози з незначним (пустелі, тундра) і багатим (тропічні ліси, коралові рифи) видовим різноманіттям. Види, які входять до складу і біоценозу, мають різну чисельність. Найчисленніші види називають домінантними. Вони визначають характер біоценозу в цілому (наприклад, види ковили в ковиловому степу, дуб і граб у дубово-грабовому лісі). Є види, які створюють необхідні умови для і існування інших і відіграють провідну роль у структурі та функціонуванні біоценозу. Наприклад, сосна і звичайна, оселяючись на пісках, створює умови для оселення там й інших видів рослин.
Біомаса біоценозу - сумарна маса особин різних видів у перерахунку на одиницю площі або об'єму. Кожний біоценоз характеризується і певною продуктивністю - біомасою, створеною особинами всіх видів за одиницю часу. Розрізняють продуктивність первинну і вторинну. Первинна продуктивність - це біомаса, створена за одиницю часу автотрофними організмами, вторинна - гетеротрофними.
Яка структура біоценозу? Кожен біоценоз має певну структуру: видову, просторову, екологічну.
Видова структура зумовлена видовим різноманіттям і співвідношенням чисельності та густоти популяцій окремих видів.
Просторова структура визначається, насамперед, розташуванням різних видів рослин у просторі - ярусністю. Розрізняють ярусність надземну і підземну. Завдяки ярусності у біоценозі знижується конкуренція рослин за світло: верхні яруси займають, як правило, світлолюбні види, а нижні - тіньовитривалі та тіньолюбні. Ярусне розташування рослин впливає також і на просторове розташування популяцій тварин, які трофічно або просторово пов'язані з рослинами.
Екологічна структура біоценозу визначається певним співвідношенням популяцій різних екологічних груп організмів (їхніх життєвих форм). Як ви пам'ятаєте, за типом живлення всі організми ділять на автотрофів, гетеротрофів і міксотрофів.
Міксотрофи - організми, здатні синтезувати органічні сполуки з неорганічних і споживати готові органічні речовини.
Серед гетеротрофів виділяють сапротрофів, хижаків, паразитів, фітофагів тощо.
Сапротрофи - організми, які живляться залишками інших організмів чи продуктами їхньої життєдіяльності.
Хижаки - тварини (іноді рослини), які ловлять, убивають і з'їдають тварин інших видів.
Паразити, на відміну від хижаків, тривалий час використовують організм хазяїна як середовище життя і джерело живлення. Організми, які живляться рослинами, називають фітофагами.
Гетеротрофні організми, здатні споживати різну за походженням їжу, називають поліфагами. Наприклад, бурий ведмідь споживає і тваринну, і рослинну їжу. Широке коло кормових об'єктів у свині дикої, сірого пацюка, рудого таргана тощо.
Які взаємозв'язки існують між організмами в біоценозах? Усі популяції організмів, які входять до складу певного біоценозу, пов'язані між собою. Зв'язки між популяціями різних видів у біогеоценозі можна поділити на антагоністичні, мутуалістичні й нейтральні. За антагоністичних взаємозв'язків (наприклад, конкуренції, паразитизмі, хижацтві) кожна з взаємодіючих популяцій різних видів відчуває негативний вплив іншої.
Взаємозв'язки популяцій хижака і здобичі, паразита і хазяїна можуть спричинити періодичні коливання їхньої чисельності (популяційні хвилі).
Наприклад, хижаки, що активно виїдають здобич, знижують густоту її популяції. Але тим самим хижак підриває і власну кормову базу і з часом густота його популяції знижуватиметься. А це, у свою чергу, зменшує тиск на популяцію здобичі, що створює умови для активного її розмноження і зростання чисельності її популяції. Отже, дані взаємозв'язки зумовлюють взаємопов'язані коливання чисельності популяцій хижака і здобичі.
Періоди коливань чисельності популяцій хижака і здобичі відносно постійні, але їхній розмах під впливом різних екологічних факторів може змінюватись у широких межах. У процесі спряженої еволюції хижаків і здобичі відбувається їхнє взаємне пристосування: перші вдосконалюють способи полювання, а другі - захисту й уникнення хижаків. Подібні взаємні пристосування виробляються і в процесі спільної еволюції рослиноїдних тварин і рослин.
Конкуренція (від лат. конкурентів - стикатись) - взаємозв'язки між популяціями одного (внутрішньовидова) або різних (міжвидова) видів, за яких використання певного ресурсу довкілля одними з них зменшує його доступність для інших. Форми конкуренції можуть бути різноманітними - від прямої боротьби до опосередкованого впливу (наприклад, полювання хижаків, які належать до різних видів, на популяцію спільної здобичі).
Найгостріша конкуренція відбувається між представниками одного виду або різних видів із подібними екологічними вимогами.
За законом конкурентного виключення, популяції двох видів з однаковими екологічними вимогами не можуть тривалий час існувати в одному біоценозі. Внаслідок такої конкуренції один, конкурентоспроможніший, вид витискатиме інший, або ж їхні екологічні ніші розійдуться.
Наприклад, протягом XX століття на території України спостерігали витіснення з певних водойм широкопалого річкового рака довгопалим. Перший з цих видів переважав у водоймах нашої країни на початку століття (а тепер трапляється лише на півночі й занесений до Червоної книги України). Після масової загибелі широкопалого рака внаслідок вірусного захворювання (чума раків) у прісних водоймах його місце зайняв близький вид - довгопалий рак. Він виявився стійкішим до зростаючого антропогенного впливу (менш вибагливий до чистоти води, вмісту в ній кисню тощо) і плодючішим.
За нейтральних взаємозв'язків існування на спільній території популяцій двох видів жодний із них не відчуває на собі безпосереднього негативного чи позитивного впливу іншого. Наприклад, популяції хижаків різних видів, які живляться різними видами здобичі, не конкурують між собою. Але стан їхніх популяцій опосередковано залежить від густоти популяцій рослин, які слугують кормовою базою для популяцій здобичі - рослиноїдних видів.
За мутуалістичних (взаємовигідних) взаємозв'язків кожен із взаємодіючих видів має певну користь (взаємозв'язки бульбочкових бактерій і бобових рослин, найпростіших джгутикових і комах, у кишечнику яких вони мешкають тощо).
Отже, між популяціями різних видів, що входять до складу певного біоценозу, виникають складні й різноманітні взаємозв'язки, які можуть бути більш-менш тісними. Загалом вони забезпечують функціонування біоценозу як єдиної цілісної системи і його саморегуляцію.
Яка структура біогеоценозу?
Оскільки біогеоценоз - це сукупність популяцій організмів, які взаємодіють між собою і з фізичним середовищем, у ньому виділяють біотичну (сукупність популяцій організмів - біоценоз) та абіотичну (умови фізичного середовища існування) частини.
До складу абіотичної частини входять такі компоненти:
неорганічні речовини (вуглекислий газ, кисень, вода тощо), які завдяки діяльності живих організмів вводяться у колообіг;
органічні речовини (залишки живих організмів або продукти їхньої життєдіяльності), які зв'язують між собою абіотичну і біотичну частини біогеоценозу;
кліматичний режим, або мікроклімат (середньорічні температура, кількість опадів тощо), який визначає умови існування організмів.
Біотичну частину біогеоценозу складають різні екологічні групи організмів, об'єднані між собою просторовими і трофічними зв'язками:
продуценти - популяції автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних (фототрофні або хемотрофні організми);
консументи - популяції гетеротрофних організмів, які живляться іншими організмами чи мертвою органікою (фітофаги, хижаки, паразити, сапротрофи);
редуценти - популяції організмів, які, споживаючи мертву органіку, розкладають її до неорганічних сполук (різноманітні бактерії, гриби).
Які властивості біогеоценозів? Становлення певного біогеоценозу - це тривалий історичний процес, під час якого популяції організмів різних видів пристосовуються до спільного існування, а також до факторів фізичного середовища життя. Внаслідок цього процесу ускладнюється його структура і формуються такі властивості, як цілісність, стійкість, здатність до саморегуляції та самовідтворення.
Цілісність біогеоценозів забезпечують тісні взаємозв'язки популяцій організмів між собою і фізичним середовищем життя: фактори неживої природи впливають на життєдіяльність організмів, а останні - на мікроклімат біогеоценозу. Внаслідок цих взаємодій виникають потоки енергії і колообіг речовин, які зв'язують усі компоненти біогеоценозу в єдину цілісну систему.
Здатність біогеоценозів до самовідтворення насамперед зумовлена здатністю популяцій організмів, які входять до їхнього складу, відтворювати свою чисельність. Крім того, взаємодіючи між собою і з компонентами фізичного середовища, вони беруть участь у регуляції чисельності популяцій інших видів. Завдяки цим взаємодіям живі організми відтворюють і необхідні умови фізичного середовища існування. Наприклад, рослини вбирають з ґрунту сполуки нітрогену, внаслідок чого його вміст зменшується. Ґрунтові бактерії, гриби і тварини, розкладаючи органічні рештки, повертають ці сполуки в ґрунт у формі, доступній для засвоєння рослинами.
Стійкість біогеоценозів склалася внаслідок взаємного пристосування популяцій організмів різних видів, а також їхніх адаптацій до умов фізичного середовища життя. Вона проявляється в здатності протистояти несприятливим зовнішнім впливам без помітних порушень власної структури. При цьому, чим більше видове різноманіття певного біогеоценозу і чим різноманітніші взаємозв'язки між популяціями різних видів, тим вищою буде його стійкість (наприклад, за достатнього видового різноманіття кілька рослиноїдних видів регулюють густоту популяцій певного виду рослин ефективніше, ніж один).
Саморегуляція біогеоценозів полягає в коливаннях кількісних і якісних показників його продуктивності, швидкості біогенної (тобто за участю живих організмів) міграції атомів і потоків енергії навколо певних середніх (оптимальних) значень. При цьому регулюючими чинниками є внутрішньовидові та міжвидові зв'язки, які згладжують коливання чисельності окремих видів.
Як тільки густота певної популяції перевищить деякий середній рівень, у біогеоценозі починають діяти регуляторні механізми (наприклад, вплив популяцій хижаків на популяції їхньої здобичі, популяцій паразитів - на популяції хазяїна тощо), що приводять її у відповідність до умов середовища існування.
Порушення взаємозв'язків між популяціями організмів у біогеоценозах, спричинені діяльністю людини, можуть призводити до різкого скорочення чисельності одних видів (наприклад, промислових) і масового розмноження інших (зокрема, шкідників сільського і лісового господарств).
Ланцюги та мережі живлення.
Які перетворення енергії відбуваються в біогеоценозах? Функціонування будь-якого біогеоценозу, як і окремого організму, пов'язане з перетворенням енергії. Енергія потрібна всім організмам для забезпечення процесів життєдіяльності: росту, розмноження, рухової активності тощо. Так само, як і окремі організми, біогеоценози - відкриті системи, тому вони потребують постійного надходження енергії ззовні. Простежимо, які саме перетворення енергії відбуваються в біогеоценозах.
Основним джерелом енергії, що надходить до біогеоценозу ззовні, є сонячне світло. Як вам відомо, її вловлюють фотосинтезуючі організми. Гетеротрофні організми дістають необхідну їм енергію внаслідок розщеплення органічних речовин, які надійшли до них з їжею.
Лише незначну частину сонячної енергії, що досягає поверхні Землі (приблизно 1%), вловлюють зелені рослини, інша ж її частина відбивається в космос або розсіюється у вигляді тепла. Частину засвоєної енергії вони використовують на забезпечення власних процесів життєдіяльності, а частину - запасають у вигляді синтезованих ними органічних сполук.
Організми, які споживають зелені рослини, також запасають лише частину енергії, одержану з їжею (близько 10-20%), іншу - розсіюють у вигляді тепла, витрачають на забезпечення процесів життєдіяльності. Те саме відбувається і при поїданні рослиноїдних видів хижаками тощо. Отже, на кожному з етапів передачі енергії від одних організмів до інших, більша її частина розсіюється у вигляді тепла і лише незначна частка (10-20%) запасається у вигляді енергії хімічних зв'язків синтезованих органічних сполук.
Що таке ланцюги живлення? Ми можемо створити уявний ряд організмів, у якому особини одного виду, їхні рештки або продукти життєдіяльності слугують об'єктом живлення для представників іншого виду. Такі ряди організмів називають ланцюгами живлення. Кожен ланцюг живлення складається з певної кількості видів, тобто окремих ланок. При цьому кожен з цих видів займатиме в ланцюзі живлення певне положення, або трофічний рівень. На початку ланцюгів живлення, як правило, перебувають продуценти, тобто автотрофні організми. А трофічний рівень консументів (гетеротрофних організмів) визначають тією кількістю ланок, через яку вони дістають енергію від продуцентів.
Так, рослиноїдні тварини займають трофічний рівень, наступний за продуцентами. Тому їх називають консументами І порядку. Далі йде рівень хижаків, які живляться рослиноїдними видами (консументи II порядку) тощо.
Якщо консументи споживають різні види їжі, то в різних ланцюгах живлення вони можуть займати різні трофічні рівні. Наприклад, сіра ворона може поїдати зерно (консумент І порядку), пташенят зерноїдних (консумент II порядку) чи комахоїдних (консумент III порядку) птахів.
Частина біомаси відмерлих продуцентів (наприклад, листяний опад), яка до цього не була спожита консументами, а також рештки чи продукти життєдіяльності самих консументів (наприклад, трупи, екскременти тварин), складають кормову базу редуцентів. Редуценти дістають необхідну їм енергію, розкладаючи органічні сполуки до неорганічних.
Отже, в біогеоценозі енергія накопичується у вигляді хімічних зв'язків органічних сполук, синтезованих продуцентами з неорганічних речовин.
Далі вона проходить через організми консументів і редуцентів, але при цьому на кожному з трофічних рівнів частково розсіюється у вигляді тепла.
Наприкінці ланцюга живлення, енергія, яка зберігається в мертвій органіці, остаточно розсіюється у вигляді тепла при руйнуванні її редуцентами.
Оскільки під час передачі енергії з одного трофічного рівня на наступний, вищий, більша її частина втрачається для організмів, то кількість можливих ланок ланцюга живлення обмежена. Як правило, вона не перевищує чотирьох-п'яти. Можна також зробити висновок, що оскільки при передачі енергії від нижчого трофічного рівня на вищий більша її частина розсіюється у вигляді тепла, колообіг енергії в біогеоценозі, на відміну від колообігу речовин, неможливий. Для нормального функціонування біогеоценозу необхідне постійне надходження певної кількості енергії ззовні, яка компенсує її втрати живими організмами.
Отже, основу будь-якого біогеоценозу складають зелені рослини, здатні вловлювати енергію сонячного світла і переводити її в енергію хімічних зв'язків синтезованих ними органічних сполук.
Тому мешканці дна морів і печер, тобто місцеіснувань, куди не доходить сонячне світло, не формують окремих біогеоценозів. Вони - лише компоненти більших біогеоценозів і функціонують за рахунок надходження органічної речовини з тих їхніх частин, де є продуценти.
З чого формується трофічна сітка? Чи всі лан цюги живлення беруть початок від продуцентів? Звичайно, енергія в біогеоценозах ніби поділяється на два потоки: один починається з живих організмів - продуцентів, другий - від мертвої органіки. Внаслідок цього в біогеоценозах формуються два типи ланцюгів живлення: пасовищного (ланцюги виїдання) і детритного (ланцюги розкладання).
Ланцюги живлення пасовищного типу починаються з продуцентів і включають послідовно ланки консументів І, II та ін. порядків і завершуються редуцентами. Ланцюги живлення детритного типу починаються зі споживачів мертвої органіки, далі ведуть до видів, які ними живляться, і завершуються також редуцентами.
У будь-якому біогеоценозі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а переплітаються між собою. Це відбувається тому, що організми певного виду можуть бути ланками різних ланцюгів живлення. Наприклад, особини одного виду птахів можуть споживати як рослиноїдні (консументи II порядку), так і хижі види комах (консументи III порядку) тощо. Отже, переплітаючись, різні ланцюги живлення формують трофічну сітку біогеоценозу. Розгалужені трофічні сітки забезпечують стійкість біогеоценозів, оскільки при зменшенні чисельності певних видів (чи, навіть, за умови їхнього зникнення з даного біогеоценозу), види, які ними живляться можуть переключатись на інші об'єкти живлення. Внаслідок цього сумарна продуктивність біогеоценозу залишається стабільною.
Що таке правило екологічної піраміди? Різні біогеоценози відрізняються за своєю продуктивністю. Ви вже знаєте, що є різні ланцюги живлення. Але всім їм властиві певні співвідношення продукції (тобто біомаси з енергією, що витрачаються і запасаються на кожному з трофічних рівнів). Ці закономірності дістали назву правила екологічної піраміди: на кожному попередньому трофічному рівні кількість біомаси і енергії, які запасаються організмами за одиницю часу, значно більші, ніж: на наступному (в середньому в 5-10 разів).
Графічно це правило можна зобразити у вигляді піраміди, складеної з окремих блоків. Кожен блок такої піраміди відповідає продуктивності організмів на кожному з трофічних рівнів певного ланцюга живлення. Отже, екологічна піраміда є графічним зображенням трофічної структури ланцюга живлення.
Розрізняють різні типи екологічних пірамід, залежно від того, який показник покладено в її основу. Так, піраміда біомаси відображає кількісні закономірності передачі ланцюгом живлення маси органічної речовини; піраміда енергії - відповідні закономірності передачі енергії від однієї ланки ланцюга живлення до наступного. Розроблена і піраміда чисел, яка відображає кількість особин на кожному з трофічних рівнів ланцюга живлення.
Біосфера. В.І. Вернадський про живу речовину. Ноосфера. Глобальні процеси в біосфері. Колообіги речовин у біосфері
Які оболонки оточують планету Земля? Розвиток Землі, як й інших планет Сонячної системи, має свою тривалу геологічну історію. За цей час сформувалися її зовнішні оболонки: тверда (літосфера), рідка (гідросфера) і газоподібна (атмосфера).
Літосфера (від грец. літос - камінь і сфера - куля) - зовнішня тверда оболонка планети завтовшки 50-200 км. Вона складається з поверхневого шару осадочних порід (крейда, вапняк, кремнезем тощо), сформованого за участі живих істот, а також граніту (середній шар) і базальту (нижній шар).
Сукупність усіх водойм (океанів, морів, річок тощо) утворює водну оболонку Землі - гідросферу, яка займає майже 71% поверхні планети. Ця оболонка може бути завтовшки понад 11 км.
Газову оболонку, розташовану над поверхнею літосфери і гідросфери, називають атмосферою (від грец. атмос - пара). її нижню частину заввишки до 15-18 км (у помірних широтах - до 8-12 км) називають тропосферою (від грец. тропос - зміна). Тут міститься зважена в повітрі водяна пара. Внаслідок нерівномірного нагрівання поверхні Землі вона формує хмари, здатні пересуватись на значні відстані. Температура тропосфери, особливо її нижніх шарів, непостійна.
Над тропосферою розташована стратосфера (від лат. стратус - шар) заввишки 80 км. Біля верхньої межі цього шару виникає північне сяйво (свічення газів, спричинене потоком електрично заряджених частинок, які випромінює Сонце).
В атмосфері на висотах між 7-8 км (над полюсами), 17 - 18 км (над екватором) і 50 км сформувався особливий озоновий екран (від грец. озон - пахучий). До його складу входить озон (03), який утворився під дією сонячної радіації з кисню (02). Озоновий екран має виняткове значення для існування наземних біогеоценозів і біосфери в цілому, оскільки відбиває короткохвильове ультрафіолетове сонячне випромінювання, яке згубно діє на живу матерію.
Що таке біосфера? Поняття "біосфера" (від грец. біос - життя) запропонував 1875 року австрійський учений Едуард Зюсс. Вчення про біосферу створив видатний український учений В.І. Вернадський. На його думку, біосфера не є окремою єдиною оболонкою Землі, це лише частина її геологічних оболонок, населених живими організмами. Живі організми поширені у верхніх шарах літосфери, нижніх атмосфери і по всій глибині гідросфери. У глиб літосфери живі організми можуть проникати на відносно незначні відстані (наприклад, на глибині 2-4 км переважно в нафтоносних пластах можуть мешкати лише деякі групи бактерій). Проникнення живих істот у глиб літосфери обмежене високою температурою (понад +100° С) гірських порід і підземних вод на глибинах 1,5-15 км. Поширення організмів в атмосфері (переважно спор і цист мікроорганізмів) обмежене озоновим екраном, оскільки вище нього майже все живе гине під дією космічного випромінювання.
Тож найбільшу концентрацію живих організмів спостерігають там, де умови їхнього існування найсприятливіші: на межі окремих геологічних оболонок Землі: літосфери і атмосфери, атмосфери і гідросфери, літосфери і гідросфери.
Отже, біосфера - це сукупність усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна екосистема вищого порядку.
В.І. Вернадський заклав основи нової науки - біогеохімії - вчення про геохімічну діяльність живих організмів. Біогеохімія вивчає роль живих організмів у перетворенні зовнішніх оболонок нашої планети: руйнуванні гірських порід, процесах ґрунтоутворення, формуванні осадочних порід, колообігу, перерозподілі та концентрації хімічних елементів у біосфері.
Що таке ноосфера? Ще в першій половині XX століття В.І. Вернадський передбачав, що біосфера поступово розвиватиметься у ноосферу. Спочатку він розглядав ноосферу як особливу оболонку Землі, яка розвивається поза біосферою. Але згодом він дійшов висновку, що ноосфера (від грец. ноос - розум) - це новий стан біосфери, за якого визначальним фактором стає розумова діяльність людини.
За В.І. Вернадським, під впливом наукової думки і людської праці біосфера поступово переходить у свій новий стан - ноосферу. Людство все більше відрізняється від інших компонентів біосфери як нова надпотужна геологічна сила. Завдяки науковій думці, втіленій у технічних досягненнях, людина опановує ті частини біосфери, куди раніше не проникала.
Ноосфері як якісно новому етапу в розвитку біосфери властивий тісний зв'язок законів природи і факторів, які визначають розвиток людського суспільства. Цей зв'язок опирається на науково обґрунтоване раціональне використання природних ресурсів, яке передбачає відновлюваність колообігу речовин і потоків енергії в окремих біогеоценозах і біосфері загалом. Характерною особливістю розвитку ноосфери є екологізація всіх сфер життя людини. Тому до розв'язання будь-яких проблем людина має підходити з позицій екологічного мислення.
Отже, ноосфера - це якісно нова форма організації біосфери, яка формується внаслідок її взаємодії із людським суспільством і передбачає гармонійне співіснування природи і людини.
Колообіги речовин у біосфері. (вуглецю, води, кисню, азоту, фосфору, сірки)
Що таке колообіг речовин? Як відбувається процес фотосинтезу? Що таке реакції гідролізу?
Здійснення живою речовиною нашої планети своїх функцій пов'язане з міграцією атомів у процесі колообігу речовин у біосфері. В ній постійно відбувається колообіг усіх хімічних елементів, які входять до складу живих істот.
Міграцію хімічних елементів з участю організмів називають біогенною (від грец. біос - життя), а ту, що відбувається поза ними - абіогенною (від грец. а - частинка, що означає заперечення, та біос).
Як відбувається колообіг води в біосфері? Вода - найпоширеніша хімічна сполука в біосфері. Сумарні запаси води нашої планети становлять приблизно 1,5 млрд км3. Ви пам'ятаєте, що вода може перебувати не лише в рідкому, а й у твердому (лід) чи газоподібному станах. Водяна пара надходить в атмосферу внаслідок випаровування з поверхні водойм, живими організмами тощо. З атмосфери вода випадає у вигляді дощу або снігу. Це може відбуватись поблизу місця випаровування або ж за тисячі кілометрів від нього. Перебування молекул води в атмосфері триває від кількох годин до тижнів.
У морях і океанах запас води поповнюється завдяки стокам річок, які в них впадають, і опадам. Морські течії переносять теплу або холодну воду на значні відстані, впливаючи на клімат певних ділянок суходолу; вода переміщується і завдяки течії річок. З нею пов'язані такі геологічні явища, як вимивання певних сполук, їхнє перенесення і відкладення.
Вода поглинається живими організмами і включається в їхній обмін речовин: реакції синтезу, гідролізу тощо. Організми виділяють воду в довкілля з продуктами обміну речовин, у процесі дихання, випаровування.
Як відбувається колообіг Оксигену в біосфері? Ви вже знаєте, що Оксиген відіграє в біосфері виняткову роль. Споживаючи кисень у процесі дихання, організми забезпечують свої енергетичні потреби. Але молекулярний кисень у надлишковій кількості небезпечний для живої матерії, оскільки здатний окиснювати органічні сполуки клітини. Тому живі організми мають захисні системи, здатні зв'язувати вільний кисень. Атмосферний і розчинений у воді кисень здатний окиснювати і неорганічні сполуки Землі.
Слід зазначити, що майже весь атмосферний кисень біогенного походження: він утворився внаслідок фотосинтезу, який здійснюють зелені рослини і ціанобактерії. Вміст кисню в нижніх шарах атмосфери становить приблизно 21% і знижується зі збільшенням висоти над рівнем моря. Частина молекулярного кисню атмосфери під дією ультрафіолетових сонячних променів і електричних розрядів перетворилася на озон, з якого сформувався озоновий екран.
Що характерно для колообігу Карбону?
Карбон, як відомо, входить до складу органічних сполук, що постійно синтезуються, перетворюються і розщеплюються всіма організмами. Автотрофи здатні засвоювати вуглекислий газ з атмосфери і синтезувати різноманітні органічні речовини, які згодом ланцюгами живлення передаються гетеротрофним організмам.
Карбон накопичується в живих організмах у вигляді синтезованих органічних сполук, а також солей карбонатної кислоти (переважно в скелетах або черепашках), а поза живими організмами - в органічних речовинах ґрунту, вуглекислому газі та різноманітних осадочних породах (мармур, вапняк, крейда тощо). На певний час Карбон, який міститься в цих сполуках, вилучається з біогенної міграції. Але внаслідок процесів життєдіяльності організмів (дихання, виділення тощо), біогенного розкладання мертвої органіки (процеси мінералізації, бродіння), хімічних перетворень осадочних порід (розчинення, вивітрювання) він знову включається в біогеохімічні процеси.
На колообіг Карбону впливає господарська діяльність людини. Розвиток промисловості, інтенсивне споживання енергоносіїв зумовлюють зростання концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Масове вирубування лісів призводить до того, що рослинність Землі зв'язує меншу кількість атмосферного вуглекислого газу. Це порушує рівновагу в обміні сполуками карбону між живою речовиною нашої планети і оболонками Землі.
Як відбувається колообіг Нітрогену? Вміст вільного газоподібного азоту в атмосфері становить приблизно 79%. З атмосфери азот надходить у ґрунт і водойми у вигляді оксидів і у складі інших сполук (аміаку тощо), які утворюються під впливом космічних променів, грозових розрядів та ін. Проте основна частина сполук нітрогену надходить у воду і ґрунт завдяки фіксації атмосферного азоту прокаріотами (азотфіксуючі бактерії, деякі ціанобактерії).
Нітроген у складі хімічних сполук, які можуть бути використані живими організмами, називають фіксованим. Фіксований нітроген з ґрунту зелені рослини можуть засвоювати або безпосередньо, або завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями. Зі сполук нітрогену рослини синтезують амінокислоти, з яких складаються білки. Далі нітрогенвмісні органічні сполуки передаються ланцюгами живлення. В організмах складні сполуки нітрогену розщеплюються до простих (аміак, сечовина, сечова кислота, гуанін тощо) і виділяються в довкілля з видихуваними газами, потом, сечею, екскрементами.
Складні органічні сполуки нітрогену (білки, нуклеїнові кислоти) надходять у навколишнє середовище із рештками організмів. Вони розкладаються редуцентами, які здійснюють денітрифікацію - процес відновлення нітритів або нітратів до газоподібних сполук - молекулярного азоту (И2) чи двооксиду нітрогену (N0^). Інші мікроорганізми забезпечують процеси нітрифікації, завдяки яким іони амонію (гШ4) окиснюються до нітритів (гТО2~), а останні - до нітратів (гТО3~~). Так, завдяки діяльності редуцентів нітрогенвмісні органічні сполуки розкладаються до простих, і колообіг Нітрогену в біосфері поновлюється.
Еволюція біосфери. Роль людини в біосфері
У процесі свого історичного розвитку вид Людина розумна поступово втрачав свою залежність від природи. На певному етапі розвитку цивілізації людина почала активно перетворювати природу і її вплив на довкілля зростав з кожним століттям, доки не став провідним екологічним фактором.
Але діяльність людини, яка визначає нині обличчя нашої планети, поставила її перед складним вибором: або і далі жити за принципом "після нас хоч потоп", нехтуючи законами природи, або ж розвивати те, що американський еколог Ольдо Леопольд називав "екологічною совістю", тобто відповідальність перед наступними поколіннями людей за стан нашої планети.
Перелік екологічних проблем, породжених діяльністю людини, чималий. Невирішеність цих проблем поставила людство на межу біосферної кризи, яка загрожує самому його існуванню. Розглянемо ці проблеми докладніше.
Які проблеми породжує зростання населення Землі? Причиною багатьох проблем, які стоять нині перед людством, є швидке збільшення населення нашої планети. За підрахунками вчених, у VII тис. до н. є. населення Землі не перевищувало 10 млн. осіб (порівняйте: тепер лише в столиці Японії - Токіо - людей живе більше), на початку н. є. - 300, в середині XVII століття - майже 700 млн, у 1970 році - 3,6 млрд, а в 1990 - 5,3 млрд осіб. Якщо ця тенденція зростання народонаселення зберігатиметься, то за прогнозами фахівців уже в 2030 році воно сягне 9 млрд.
Лише за останні 50 років населення Землі збільшилося вдвічі, що дає підстави стверджувати про справжній демографічний вибух, наслідки якого неможливо передбачити. Зокрема, зростання народонаселення загострює проблему забезпечення його продовольчими ресурсами. При цьому регіони з найбільшою густотою населення часто не збігаються з місцями найрозвиненішого сільського господарства. Наприклад, у країнах Європи, Північної Америки, Австралії, де виробляють до 60% харчових продуктів, мешкає всього 30% населення Землі, тоді як для Східної Азії це співвідношення становить відповідно 28 і 53%.
Отже, проблема перенаселеності певних регіонів визначається співвідношенням густоти населення з наявними на цій території ресурсами, необхідними для існування людини.
Наприклад, густота населення Нідерландів, країни з високим рівнем розвитку сільського господарства, становить понад 1 000 особин на 1 км2, тоді як для багатьох країн Африки, які перебувають на межі голоду, цей показник не перевищує 100.
Який сучасний стан ґрунтів нашої планети? Забезпечення населення Землі продуктами харчування зумовлює щорічне збільшення площі орних земель. Але розорювання ділянок, зайнятих природними екосистемами, і вирубування лісів, які забезпечують оптимальний рівень ґрунтових вод і захищають ґрунти від впливу вітрів, спричинюють їхню ерозію. Ерозія ґрунтів - це зменшення товщі їхнього верхнього родючого шару внаслідок розмивання водою або видування вітром.
Ще одна причина скорочення площ орних ґрунтів - це їх засолювання, яке відбувається внаслідок нераціонального зрошування. Надмірне зрошування спричинює підвищення рівня ґрунтових вод, а разом з ними і солей, що відкладаються на поверхні ґрунту.
Негативно впливає на родючість ґрунтів і їхніх мешканців застосування пестицидів (від лат. пес-тис - зараза і цидо - вбиваю) - хімічних сполук, які використовують для захисту рослин, продуктів харчування від шкідників. Надмірна кількість пестицидів забруднює природні екосистеми, а також продукти харчування, питну воду, з якими вони можуть потрапити в організм людини. Регулярне їхнє застосування спричинює появу шкідників, нечутливих до дії певних отрутохімікатів, та зникнення корисних видів.
Наприклад, у деяких районах Коста-Ріки вирощування бавовнику було припинено через те, що кошти, вкладені в боротьбу зі шкідниками, стійкими до дії пестицидів, почали перевищувати прибуток, який одержували від вирощування цієї культури. На згадку залишилися лише забруднені пестицидами ґрунти, непридатні для подальшого сільськогосподарського використання.
Внаслідок ерозії та інших процесів запаси гумусу нашої планети щорічно зменшуються приблизно на 24 млн тонн, а площа пустель лише за останні 25 років збільшилася на 120 млн га. Якщо ці процеси своєчасно не зупинити, то вже наприкінці XXI століття майже третина всіх орних ґрунтів може стати непридатною для сільськогосподарського використання.
Які проблеми пов'язані із появою великих міст? Зростання населення Землі та стрімкий розвиток промисловості супроводжується інтенсивним розвитком міст, зокрема появою велетенських міст - мегаполісів (від грец. мегас - великий і поліс - місто). Нині в містах проживає понад 40% населення нашої планети, хоча вони займають не більше 0,5% її площі. Великі міста та їхні околиці є прикладом природного середовища, найспотворенішого діяльністю людини: руйнування природних екосистем, забруднення промисловими та побутовими відходами, інтенсивний рух транспорту тощо.
Як знищення лісів впливає на стан нашої планети? За підрахунками вчених, протягом останніх
10 тис. років унаслідок діяльності людини площа лісів на нашій планеті скоротилася не менш ніж на У3. І навіть тепер, коли людина починає усвідомлювати катастрофічні наслідки цього процесу, площа лісів щорічно скорочується майже на 17 млн га. Насамперед винищуються тропічні ліси, які відіграють провідну роль у підтриманні екологічної рівноваги на нашій планеті. Ми вже згадували, що вирубування лісів спричинює накопичення в атмосфері вуглекислого газу, призводить до масового зникнення видів тварин і рослин (а в тропічних лісах мешкає майже половина всіх видів організмів). Майже повністю знищені первинні ліси Європи, а вторинні ліси, які їх заступили, мають збіднений видовий склад тварин, рослин і грибів.
Які проблеми пов'язані з використанням енергоресурсів? Зростання населення Землі та інтенсивний розвиток промисловості загострюють проблему енергоресурсів. Ця проблема тісно пов'язана з екологічним станом нашої планети, оскільки ефективне використання енергоресурсів не лише знижує собівартість промислового виробництва, а й рівень видобутку корисних копалин, що, у свою чергу, значно знижує забрудненість довкілля.
В останні роки загострилися проблеми використання атомних електростанцій (АЕС), які діють у понад 30 країнах світу. Це і розв'язання проблем безаварійної роботи АЕС, і забруднення радіонуклідами територій, які їх оточують, і захоронення відпрацьованого ядерного палива тощо.
Так, ще й досі не розроблені надійні способи зберігання радіоактивних відходів: термін експлуатації контейнерів, в яких вони зберігаються, важко зіставити з періодом напіврозпаду радіоактивних сполук (у деяких ізотопів він може перевищувати 24 тис. років).
Як діяльність людини впливає на стан атмосфери? Атмосферу забруднюють шкідливі для здоров'я людини та інших організмів викиди промисловості, вихлопні гази автотранспорту (сполуки сульфуру, аміак, метан, важкі метали тощо). Підприємства будівельної і вугледобувної промисловостей є джерелами забруднення атмосфери пилом.
Особливу небезпеку для довкілля становлять кислотні дощі, спричинені забрудненням атмосфери сірчистим газом (щорічно в атмосферу надходить близько 160 млн. тонн двооксиду сульфуру і оксиду натрію). Ці дощі спричинюють тяжкі наслідки: стають мертвими прісні водойми, гинуть ліси, спостерігаються значні втрати врожаю.
Ще одна небезпека для живих організмів - руйнування озонового екрана внаслідок надходження в атмосферу хлорфторвуглецевих сполук. Ці сполуки використовують у холодильних агрегатах, кондиціонерах, аерозольних балончиках (розпилювачі лаків, фарб, парфумерії тощо). За підрахунками вчених, вже зруйновано до 5% озонового екрана, що може спричинити появу так званих озонових дірок, через які шкідливі ультрафіолетові промені можуть сягати поверхні Землі.
Як людина впливає на гідросферу? Діяльність людини негативно впливає і на стан водойм. Виникають проблеми забруднення промисловими і побутовими стоками, пестицидами та добривами, які вимиваються з агроценозів, осушення тощо. Погіршення санітарного стану водойм, а також нераціональне використання водних ресурсів загострюють проблему питної води. Незважаючи на застосування сучасних методів очищення промислових і побутових стічних вод, до 10% найстійкіших забруднювачів все ж таки можуть залишатися у воді. Тому вони, навіть очищені, для побутових потреб можуть використовуватись лише обмежено.
Надходження неочищених чи недостатньо очищених стічних вод у природні водойми унеможливлює їхнє використання для відпочинку людей або рибалки. Потрапляння у водойми сполук фосфору й нітрогену сприяє масовому розмноженню ціанобактерій (явище, яке називають "цвітіння води"), що спричинює масову загибель інших гідробіонтів (через нестачу кисню і впливу токсичних сполук, які виділяють ціанобактерії).
Масову загибель гідробіонтів спричиняють і аварії танкерів, нафтодобувних платформ, унаслідок чого нафтова плівка вкриває значні площі водойм.
До зміни гідрологічного режим водойм (глибини, швидкості течії, солоності тощо) призводить створення штучних морів (наприклад, сумнозвісний каскад водосховищ на Дніпрі). Такі зміни згубно впливають на екосистеми водойм. Так, у Дніпрі майже зникли прохідні осетрові риби через перекриття доступу до нерестилищ із Чорного моря.
Чим зумовлені зміни клімату нашої планети? Діяльність людини є однією з причин зміни клімату Землі. Зокрема, інтенсивний розвиток промисловості та енергетичного комплексу збільшують концентрацію в атмосфері вуглекислого газу. Як ви пам'ятаєте, це явище має назву "тепличний ефект", унаслідок якого підвищується температура біля поверхні Землі. Так, за останні 200 років вміст вуглекислого газу в атмосфері збільшився на 25%, а середньорічна температура біля поверхні Землі - на 0,5° С. Якщо цей процес триватиме і далі, то вже до середини XXI століття температура довкілля може зрости ще на 5° С. Це, у свою чергу, спричинить танення льодовиків і підйом рівня води у Світовому океані на 1-2 м, затоплення понижених місцевостей, а урагани і суховії перетворять на мертві пустелі значні території.
Чим зумовлене зникнення видів? Інтенсивний вплив людини на природні біогеоценози (безпосереднє винищення організмів, руйнування їхніх місце існувань, забруднення довкілля) спричинив вимирання багатьох видів тварин, рослин і грибів. За підрахунками вчених, починаючи з 1600 року тільки птахів зникло 94 види і 164 підвиди, ссавців - 63 види і понад 70 підвидів, серед яких дикий бик (тур), дикий кінь (тарпан), морська, або стеллерова корова, сумчастий вовк, нелітаючий голуб дронт тощо. А кількість зниклих видів безхребетних тварин і грибів взагалі важко підрахувати.
Тепер на межі зникнення понад 25 000 видів рослин, 200 - ссавців, 250 - птахів, десятки тисяч видів безхребетних тварин. Звичайно, багато видів організмів зникло з нашої планети і до появи на ній людини, тобто цей процес природний, і кожний біологічний вид існує лише певний історичний відрізок часу.
Як вам відомо, до появи людини зникли риніофіти, трилобіти, динозаври, птерозаври тощо. Основними причинами їхнього вимирання є руйнування тих біогеоценозів, до складу яких вони входили. Проте поява людини і її вплив на природу (полювання, рибалка, перетворення довкілля) прискорили ці процеси. Вважають, що лише 25% видів після 1600 року вимерло через природні причини, тоді як за зникнення інших відповідальність несе саме людина.
Вимирання будь-якого виду організмів збіднює генофонд нашої планети, оскільки він має унікальний набір генів. Ви вже знаєте, що всі види пов'язані різноманітними зв'язками, тому зникнення деяких з них безперечно знижує стійкість і біогеоценозів у цілому. Навіть зникнення певних видів-шкідників може мати негативні наслідки і для самої людини: екологічну нішу такого виду обов'язково займе інший, екологічно близький. Тому людині доведеться вкладати значні кошти у вивчення цих видів, розроблення нових заходів боротьби з ними тощо.
Взагалі слід знати, що в природі не існує "шкідливих" чи "корисних" видів. Ці поняття лише визначають роль того чи іншого виду стосовно людини та її господарської діяльності. У природних біогеоценозах усі види є необхідними їхніми складовими.
Відновні й невідновні ресурси біосфери та їх використання
Людина в своєму житті й діяльності користується природними ресурсами. До них належать: біологічні (повітря, вода, харчові продукти), мінеральні й енергетичні (руди металів, нафта, вугілля тощо), кліматичні, простір для життя, генетичний фонд.
Ці природні ресурси поділяються на невичерпні (енергія Сонця, океану, вітру, а також умовно повітря й вода) та вичерпні, куди входять відновлювані (рослинний і тваринний світ і родючість грунтів) і невідновлювані (життєвий простір, корисні копалини й енергія рік).
Біологічні ресурси необхідні для життя людини, задоволення її фізіологічних потреб. Такі з них, як повітря й вода, могли б вважатися невичерпними, настільки вони великі за масою. Проте людині потрібні повітря й вода певної якості, а сьогодні в зв'язку з антропогенним забрудненням і повітря, і вода в багатьох ділянках Землі вже втратили свою первісну чистоту, а то й стали малопридатними чи й зовсім непридатними для життя. Харчових продуктів для надміру зростаючого населення Землі вже стало не вистачати, до того ж вони в багатьох районах Землі теж стають все більш забрудненими пестицидами, хімічними сполуками, шкідливими для життя, радіонуклідами. Крім усього, як вже вказувалось вище, існує певна межа використання продукції біот, певна "норма" для людства, яку воно сьогодні все більше порушує.
Мінеральні й енергетичні ресурси - головне джерело матеріального виробництва людського суспільства. Основою енергетики сьогодні є спалювання викопного вуглеводневого палива (вугілля, нафти, газу). Це - хибний шлях розвитку, який приводить до швидкого розтрачування багатств, що їх природа накопичувала протягом тривалого часу, до інтенсивного забруднення біосфери і, крім того, ставить перепону розвитку людства, бо ці ресурси на Землі обмежені і значною мірою вичерпані. Те ж саме стосується й багатьох родовищ металічних руд. Це одна з причин глобальної екологічної кризи, що загрожує сьогодні людству.
Що ж до кліматичних ресурсів, то слід зазначити, що люди живуть у всіх кліматичних зонах Землі - від полярних широт до тропіків. Проте в екстремальних кліматичних умовах людина змушена витрачати багато сил і ресурсів для забезпечення свого життя. Згадаймо, як живуть ескімоси Гренландії чи бушмени в пустелі Калахарі. Все їхнє життя - це безперервна виснажлива боротьба за існування. Набагато сприятливіші для життя людини середні широти Землі з помірним кліматом, чергуванням зими з її бадьорими морозами та теплого літа. Але під впливом антропогенної діяльності клімат на Землі теж змінюється, причому в несприятливому для людини напрямі.
Життєвий простір людина використовує для спорудження жител для себе, промислових підприємств, використовує його для вирощування сільськогосподарських продуктів тощо. Освоюється простір і у вертикальному напрямі: збільшується висота будинків у містах, використовується підземний простір (шахти метро, трубопроводи). Як встановлено вченими-екологами, для збереження біосфери частина поверхні суші (3 - 5%) має бути абсолютно недоторканою людиною, "дикою" (заповідники). Близько ЗО% площі суші має бути в стані, наближеному до первісного природного (ліси, заказники, національні парки). Із тих 65%, що залишається, половина має відводитись під виробництво продуктів харчування і лише близько ЗО% людина може використовувати для спорудження міст, сіл, промислових підприємств тощо. Треба сказати, що в деяких районах Землі, зокрема й в Україні, такі науково обгрунтовані пропорції використання життєвого простору порушено - надто багато земель зайнято кар'єрами, містами, промисловими спорудами.
Генетичний фонд - це сукупність видів рослин і тварин Землі. Як вже було показано, видовий склад живих організмів Землі сформувався протягом її тривалої геологічної історії. Серед мільйонів видів організмів немає "непотрібних" чи "шкідливих" - кожен із них виконує свою роль у біосфері, кожен - унікальне творіння природи. Зникнення будь-якого виду живих істот - це непоправна втрата для генетичного фонду Землі, оскільки вид, який щез, вже ніколи не зможе відродитись. А між тим, організми, непотрібні нам сьогодні, чи навіть "шкідливі", мають невідомі нам потенційні можливості, про які ми можемо навіть не здогадуватися. Згадаймо, наприклад, отруйних змій. Хто з хлопчаків (а то й дорослих), вгледівши гадюку, не хапається за камінь чи палицю, щоб неодмінно вбити "цього гада"? Але ті ж гадюки, наприклад, винищують безліч мишей, пацюків, ховрахів та інших шкідників, що псують, поїдають дуже багато зерна та інших продуктів харчування. А отрута змій - безцінна сировина для виробництва ліків, і сьогодні суха отрута деяких змій на міжнародному ринку цінується дорожче золота!
Рідкісні й вимираючі види рослин і тварин повинні особливо ретельно охоронятися. Для цього в місцях їхнього проживання організують заповідники, де середовище має залишатися в недоторканому людиною вигляді. Ці види заносяться в Червону книгу, а насіння рослин і статеві клітини тварин зберігають у спеціальних генетичних сховищах або банках. Один з найвідоміших таких банків - Насіннєвий фонд, було створено в 20-30-ті роки в Ленінграді видатним російським генетиком М.І. Вавіловим. Цей учений та його послідовники зібрали по всьому світу тисячі зразків насіння дикоростучих злаків, у тому числі предків пшениці, жита, ячменю та інших цінних рослин. Сам Вавілов трагічно загинув у сталінських таборах, але його учні в умовах блокадного Ленінграда, пухнучи й помираючи від голоду, зробили неможливе - зберегли це безцінне зібрання генетичного матеріалу.
Подобные документы
Способи та особливості живлення організмів: автотрофне та гетеротрофне живлення, продукційний процес - продуценти, консументи і редуценти. Генетичні фактори продуктивності та її контроль. Ценотичний контроль продуктивності, біопродукція в різних біомах.
курсовая работа [243,6 K], добавлен 21.09.2010Біосфера як область існування живих організмів на Землі. Здійснення в ній кругообігу води, азоту, кисню та інших хімічних елементів. Продуценти, консументи, редуценти як головні компоненти біологічного кругообігу. Вчення В.І. Вернадського про ноосферу.
презентация [701,3 K], добавлен 03.04.2014Загальна структура і біотичні компоненти екосистем. Харчові ланцюги і трофічні рівні. Екологічні піраміди. Абіотичний компонент екосистеми. Кругообіг важливих хімічних елементів у біосфері. Антропогенний вплив на природні цикли біогенних елементів.
реферат [40,3 K], добавлен 28.01.2011Пристосування популяцій до змінних умов середовища. Вплив переміщення масивів суші та змін клімату на розселення організмів по материках. Подібність між угрупованнями й відмінність форм усередині угруповань. Кількісна оцінка видової структури популяцій.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 18.02.2014Класифікація основних природних екосистем світу за об’ємом створюваної продукції. Біоми суші. Флора, фауна та спрощена трофічна мережа екосистеми тундри. Лісові екосистеми помірного поясу. Флора та фауна тайги, змішаних лісів, джунглів, степів та прерій.
презентация [12,4 M], добавлен 28.12.2012Підходи у визначенні взаємин людини й природи. Поняття екосистеми. Зв'язки організмів в екосистемах. Склад і функціональна структура екосистеми. Харчові ланцюги. Фактори середовища. Основні закони, правила й принципи екології. Поняття, границі біосфери.
курсовая работа [53,6 K], добавлен 21.08.2008Розробка заходів щодо збереження, відтворення та використання природних рослинних угруповань на основі Зеленої книги України. Шляхи забезпечення охорони рослинних угруповань. Правове регулювання збереження біологічного різноманіття на території країни.
реферат [15,4 K], добавлен 20.10.2011Значення біоценотичних угруповань рослин в житті міських біоценозів. Етапи розбудови та формування ландшафтно-архітектурних систем Києва, ландшафтна структура територій. Характеристика комплексних зелених зон міста і ландшафтно-архітектурних рис покриву.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 21.09.2010Класифікація основних екосистем світу та їх характеристика. Тундри, лісові екосистеми помірного поясу. Змішані й листяні ліси помірної зони. Вічнозелений тропічний дощовий ліс. Степи, пустелі, болота. Прісноводні екосистеми та екосистеми світового океану.
курсовая работа [32,5 K], добавлен 17.11.2010Біоценоз як єдність рослинності і тваринного населення. Склад і структура біоценозу. Формування видової насиченості. Поняття сталості фітоценозу. Зв'язки в біоценозі. Основні закономірності розподілу біоценозів. Внутрішні і зовнішні причини сукцесій.
реферат [31,2 K], добавлен 18.10.2011
