На что делится биосфера. Биосфера и человек: основные термины и понятия

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э. Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:

— автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;

— гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;

— миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

· Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:

— тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем состредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

— стратосфера;

— ноносфера – там “живое вещество” отсутствует. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

· Гидросфера – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

· Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.

Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

v Живое вещество – совокупность всех живых организмов

v Косное вещество –совокупность всех неживых тел, образующихся в процессах без участия живого

v Биогенное вещество – совокупность неживых тел, образованных в результате жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, известняки, углеводороды, углеводы и т.п.)

v Биокосное вещество – совокупность биокосных тел, представляющих собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (вода, почва, нефть)

v Радиоактивное вещество – атомы радиоактивных элементов (радиоактивные изотопы)

v Рассеянные атомы – атомы, относящиеся к диффузной материи (создаются из земных веществ под действием космических излучений)

v Вещество космического происхождения – (метеориты, космическая пыль)

Классификация вещества биосферы, предложенная Вернадским, с логической точки зрения не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга, а «биокосное вещество» – это фактически динамическая система, состоящая из двух веществ – живого и косного, что подчеркивал и сам Вернадский.

Существуют в связи с этим видоизмененные классификации веществ биосферы. Так, например, А. В.

Понятие биосферы

Лано в 1979 г. ввёл всего два типа веществ: живое и неживое, внутри данных типов веществ выделил две градации по исходному материалу: биогенное и абиогенное.

Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества, которые сгруппированы в схеме 66.

Дата публикования: 2014-11-18; Прочитано: 202 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Биосфера (состав, структура, части)

Определение и терминология бисферы

Биосфера (от греческого слова — Bios — жизнь и sphaira — шар) — сфера распространения жизни, живая оболочка Земли, в которую входят верхняя часть литосферы (суша, почва, подгрунтные горные породы), практически вся гидросфера и нижняя часть атмосферы (тропосфера). Биосфера является крупнейшей экологической системой нашей планеты, элементами которой являются системы низших уровней (природные комплексы, биогеоценозы, популяция, группировки, живые существа и т.д.). Термин биосфера является одним из главных понятий экологии.

Термин биосфера

Впервые термин биосфера употреблен геологом Е.Ф. Зюссом.

Состав биосферы

Основателем современного учения о биосферы является В.И. Вернадский. В состав биосферы, по Вернадскому, входят все живые существа (живое вещество) и компоненты неживой природы (косное вещество) — среда их существования.

Все компоненты биосферы находятся между собой в непрерывном взаимодействии. Влияние абиотических экологических факторов определяет условия жизни живых организмов. В свою очередь, живое вещество постепенно изменяет свойства неживой природы.

Так, развитие жизни (на первых этапах лишь в океанических водах, которые защищали живые существа от губительного действия коротковолнового — менее 280 нм — УФ-излучения Солнца) привел к кардинальным изменениям состава веществ, растворенных в водах Мирового океана, а впоследствии — и атмосферы (уменьшение содержания аммиака, сероводорода, метана, углекислого газа, увеличение кислорода, азота, водяного пара). Вследствие этого образовался защитный озоновый слой, который, поглощая большую долю энергии коротковолнового УФ-излучения, позволил живым организмом заселить сушу и, таким образом, расширить границы биосферы.

Части биосферы

Через биосферные процессы изменяется состав литосферы — часть ее вещества привлекается к структуре бисферы (например при почвообразовании), зато в литосфере из остатков живых организмов образовались некоторые горные породы (например, известняк) и залежи горючих ископаемых (торф, уголь, нефть, природный газ).

Структура биосферы

В структурном смысле биосфера является открытой системой, которая непрерывно обменивается энергией с космическим пространством и земными недрами. Главным источником энергии для биосферного процессов является солнечное излучение. Определенное значение имеет тепловая энергия, поступающая из земных недр. Вследствие этого возникают энергетические потоки и круговорот вещества не только в отдельных частях бисферы, но и в земных недрах и ближайшем космосе.

Круговорот веществ осуществляется по двум взаимосвязанным механизмами:

в результате относительно быстрых биологических процессов (ассимиляции из окружающей среды, передачи по пищевым цепям, дисимиляция в окружающую среду)
относительно медленные геохимические процессы, вызванные внутренними (теплота земных недр, горообразование, тектоническая, сейсмическая, вулканическая деятельность) и внешними (выветривание, выщелачивание) силами Земли

Значительная часть энергии солнечного излучения возвращается из биосферы в ближайший космос главным образом в виде ИК теплового излучения. Возникновение и развитие человеческой цивилизации существенно изменило характер биосферных процессов. Появился принципиально новый механизм этих процессов — социальный, который отличается наличием волевого организирующего начала, то есть дает возможность осуществлять процессы, которые произвольно в природе не происходят:

добыча полезных ископаемых
их переработка
использование других природных ресурсов
удаления отходов

Среди последних есть вещества, которые, попадая в биосферу, не участвуют в процессах обмена веществ или существенно нарушают их (ксенобиотики). Поэтому состав бисферы под влиянием человеческой деятельности постепенно меняется. Изменения эти оказываются в нарушении естественных биогеоценозов и образовании новых, антропогенных, характеризуемых обедненной видовой структурой и низкой устойчивостью. Образуется техносфера – часть биосферы, измененная человеческой деятельностью. Она подвержена деградации из-за несбалансированности процессов, которые происходят в ней.

Полезно знать

Пособие к разделам «Биосфера»

Основные черты структурно – функциональной организации биосферы.

Вопрос — Назовите важнейшие черты учения о биосфере?

Ответ – В настоящее время учение о биосфере приобрело не только большое научное, но и практическое значение. Вместе с тем многие положения В.И. Вернадского до сих пор продолжают оставаться сложными для интерпретации. В.И. Вернадский не только наполнил концепцию биосферы биогеохимическим смыслом, но и разработал основы ее структурно- функциональной организации. За прошедшие годы система взглядов на учение о биосфере претерпела концептуальную и структурную перестройку, включая периоды интегрирования и дифференцирования. Учение о биосфере послужило становлению биогеохимии в основе, которой по определению В.В. Ковальского(1985), лежит системная организованность биосферы. Одной из важнейших тенденций в изучении биосферы является исключительно повышенный интерес к составу и роли живых организмов в процессах аккумуляции, трансформации и перераспределения космической энергии. Наиболее актуальным в развитии концепции биосферы продолжает оставаться ее исследование как единой системы на планетарном уровне, а в будущем и определение ее роли и места в вещественном и энергетическом поле космического пространства. Несомненно, что проблема биосферы примыкает вообще к вопросам изучения земных оболочек. К настоящему времени кроме биосферы Существует много других терминов, обозначающих земную оболочку, населенную живыми организмами: фитогеосфера (Е.М.

Вопрос 1. Кто впервые ввел в научную литературу термин биосфера.

Лавренко), эпигенеза (Р.И. Аболин), экосфера (Cole), биогеосфера (И.М. Забелин), витасфера (А.Н. Тюрюканов и В.Д. Александрова); В.А. Ковда ввел понятие гумусферы.

Вопрос – Дайте определение биосферы.

Ответ — Фундаментальная концепция биосферы заключается, прежде всего, в том, что априори признается ее самостоятельность в системе земных оболочек, включая специфические законы ее формирования, при которых ведущее значение принадлежит живым организмам. Если Зюсс, профессор Венского университета, еще в1875 году понимал под биосферой область, пронизанную жизнью и, по словам В.И.Вернадского закончил медленно проникавшее в сознание людей представление о всюдности жизни, то уже Н.М. Сибирцев, почти за четверть века (до 1900 года), еще до основных работ В.И. Вернадского, определил биосферу как особую оболочку. Так, при определении выветривания он писал, что "оно совершается под влиянием внешних, периферических, сил и притом в обстановке, соответствующей сочетанию и напряженности этих сил у границы литосферы с атмосферой и биосферой" (Сибирцев, 1951, с.90). С.Н. Кравков (1937, с.17) отмечал, что "процессы превращения той или иной горной породы в почву подразумевают непременное участие в этой работе элементов биосферы", относя к ним не только живые организмы, но и продукты их разложения и минерализации. В рамках концепции биосферы это означает, что речь идет о биогенных и биокосных образованиях. Однако только работами В.И.Вернадского было заложено научное представление о структурно-функциональной организации биосферы, включая ее компонентный состав и специфику функционирования. В.И Вернадский сложился как исследователь под влиянием глубоких идей В.В.Докучаева. По его словам влияние В.В. Докучаева определила весь ход его мыслей и ход работы биогеохимической лаборатории. Кроме того, В.И.Верндаский подчеркивал влияние Бюффона, что вероятно, объясняется эволюционными идеями последнего. В центре пристального внимания В.И.Вернадского при изложении концепции биосферы всегда лежит учение о живом веществе. В.И.Вернадский обращал внимание на то, что при изучении биосферы важным представляется значение трех групп произведений – натуралистов мыслителей, летописцев, а также мастеров художественной литературы. В последнем случае он имел ввиду произведения, в которых дается описание тех или иных природных ландшафтов.

Многие исследователи вслед за В.И. Вернадским давали определение биосферы. Одно из удачных определений принадлежит В.А. Ковде (1972): биосфера – это сложная многокомпонентная общепланетарная термодинамически открытая саморегулирующаяся система живого вещества и неживой материи, аккумулирующая и перераспределяющая огромные ресурсы энергии и определяющая состав и динамику земной коры, атмосферы и гидросферы. В его определении важным является несколько аспектов. Основной аспект в определении – это системный подход и саморегулируемость биосферы, что определяет ее устойчивость. В зарубежных работах биосфера часто понимается в более упрощенном виде, например, только как область («Биосфера», 1972), на которую падает лучистая энергия и которая богата водой.

Вопрос: Назовите компоненты биосферы?

Ответ: В рамках концепции В.И.Вернадского в биосфере представлено три группы компонентов, генетически взаимно связанных между собой. Первая и важнейшая групп – это живое вещество – совокупность живых организмов. Вторая группа – это биогенное вещество (продукты, созданные живым веществом, например: угли, сапропели, гумус). Третья важнейшая группа включает в себя биокосные образования — продукты, образовавшиеся в результате взаимодействия живых организмов и неживой материи – почвы, или, осадочные породы, некоторые газы).

Studepedia.org — это Лекции, Методички, и много других полезных для учебы материалов

Появляются вещества-загрязнители, что приводит к нарушению сапрофитного (поддерживающего равновесие в экосистеме) взаимодействия в природной среде. Это часто сопровождается гибелью животных, растений, приводит к нарушению функций, гибели всего живого и опустыниванию земли. Преобладающими видами в микробиоте становятся патогенные микроорганизмы, которые можно отнести к биологическим загрязнителям. Негативно изменяется состав атмосферы, повышается агрессивность подземных и грунтовых вод. На планете наблюдаются потепление, нарушение озонового слоя, учащаются кислотные дожди.

Все перечисленные факторы оказывают влияние не только на живые организмы (в том числе и человека), но и на памятники, и неучет даже одного из них может сказаться на качестве реставрации и даже привести к гибели памятника.
2. Закон толерантности.

Закон толерантности (от лат. толерантиа - терпение) Шелфорда - принцип экологии, согласно которому лимитирующим фактором, определяющим процветание организма, может быть как минимум, так и максимум экологического влияния; диапазон между крайними значениями и определяет степень выносливости, толерантности организма к данному фактору. Этот закон в 1913 году сформулировал американский эколог Виктор Эрнест Шелфорд (1877-1968). Логика закона очевидна: любой организм, в том числе и человек, одинаково некомфортно чувствует себя, например, при крайне низких или крайне высоких температурных границах.

Для успешного применения этого закона следует учитывать ряд вспомогательных принципов.

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого фактора.

Организмы с широкими пределами толерантности практически ко всем факторам обычно наиболее широко распространены и образуют экотипы, отличающиеся по положению зоны оптимума в пределах толерантности.

Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам. Например, при лимитирующем содержании азота в почве снижается засухоустойчивость у злаков.

В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному диапазону того или иного фактора. Пользоваться оптимальными условиями среды организмам часто мешают межпопуляционные и внутрипопуляционные взаимоотношения, т.е. межвидовые и внутривидовые биотические факторы. Например, при большом количестве сорняков культурные растения не могут в полной мере использовать солнечную энергию, воду и элементы питания, аналогично как и при слишком густом посеве культурных растений.

Начальные этапы развития организмов обычно являются критическими, т.к. многие факторы среды в этот период часто становятся лимитирующими в силу того, что пределы толерантности для развивающихся особей обычно уже, чем для взрослых организмов. Например, взрослое растение кипариса может расти на сухом нагорье и «по колено в воде», тогда как прорастание семян и развитие проростков возможно только в умеренно увлажненной почве.

Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций в природе. Основное внимание следует уделять тем факторам, которые функционально важны для организма на каких-то этапах его жизненного цикла. Тогда удастся довольно точно предсказать результат изменений среды. Для этого нужно:

1) Путем наблюдений, анализа, эксперимента обнаружить функционально важные для организма факторы.

2) Определить, как эти факторы влияют на особей, популяции, сообщества.

Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном регионе, нужно выяснить, не выходят ли какие-либо лимитирующие факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в период размножения и развития.

Выявление лимитирующих факторов очень важно в практике сельского хозяйства, т.к., направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений или продуктивность животных. Таким образом, знание законов о лимитирующих факторах является ключом к управлению жизнедеятельностью организмов в природе и хозяйстве.

Из закона толерантности следует, что факторы среды благоприятны при оптимальном для данного вида организмов уровне влияния, которое обычно близко к среднему действию фактора (рисунок 2). В этом случае организм как бы не замечает действия этого фактора. Причём, чем шире пределы действия фактора, при котором организм сохраняет жизнеспособность, тем выше его толерантность к действию этого фактора. Поэтому организмы, имеющие широкий диапазон толерантности ко многим экологическим факторам, обычно являются самыми распространёнными.

Рисунок 2 — Графическое представление закона толерантности Шелфорда.

12345Следующая ⇒

Поиск на сайте:

б) потенциальная эффективность Флейшмана;

в) иерархическая упорядоченность, характерная для систем управления;

г) отображение наиболее значимых элементов и их свойств;

д) выделение всех связей между элементами и целями системы в виде детерминированных или аналитических зависимостей.

34. Неаддитивность системы – это…

а) принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее компонентов;

б) активное подавление вредных качеств;

в) наличие системообразующих, системосохраняющих факторов;

г) процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы

д) сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования.

Закончите предложение

35. Закономерность самоорганизации проявляется в …..

а) способности системы противостоять энтропийным тенденциям, адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру;

б) стремлении системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) наличии управляющей системы большего информационного потенциала, чем у объекта управления;

г) наличии меньшего разнообразия системы управления по сравнению с разнообразием объекта управления;

д) наличии существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему.

36. Закон «необходимого разнообразия» У.Р. Эшби:

а) «Разнообразие управляющей системы (системы управления) должно быть больше разнообразия управляемого объекта»;

б) «Информационный потенциал системы управления должен быть меньше информационного потенциала объекта управления»;

в) «Способность системы независимо от начальных условий и времени достигать некоторого предельного состояния, зависящего от уровня развития системы»;

г) «Мощность внутренних связей элементов системы должна быть выше мощности связей между элементами системы и элементами среды»;

д) «Целое, созданное из частей и элементов целенаправленной деятельности должно обладать новыми свойствами, отсутствующими у элементов и частей, его образующих».

Выберите правильный вариант ответа

Эквифинальность характеризует…

а) наличие всевозможных связей между системами;

б) предельные возможности системы;

в) пространственную связность элементов систем;

г) образы проявления реальных систем;

д) иерархическую упорядоченность.

38. Коммуникативность – это….

а) совокупность элементов реальной системы;

б) временная согласованность, пространственная связность и эквифинальность системы;

в) наличие связей между системой и ее окружением;

г) наличие целевой функции;

д) причина, движущая сила какого-либо процесса или явления, определяющая его характер или одну из основных черт.

39. Интегративность характеризуется….

а) физической аддитивностью;

б) увеличением самостоятельности элементов системы;

в) тем, что свойство всей системы не является простой суммой свойств составляющих ее элементов;

г) тем, что свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов;

д) утратой элементами некоторых свойств, присущих им вне системы.

40. Прогрессирующая систематизация – это….

в) факторный анализ;

г) единство взаимосвязанных и взаимовлияющих элементов, расположенных в определенной закономерности в пространстве и во времени;

д) способность системы к сохранению своего равновесия.

41. Прогрессирующая факторизация – это…..

а) стремление системы к состоянию с независимыми элементами;

б) стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) наличие системоформирующих факторов;

г) факторный анализ;

д) актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой.

42. Целесообразность общества проявляется в….

а) наличии системы законов;

б) отсутствии идеологии;

в) существовании конституционных принципов построения государства;

г) наличии парламентаризма;

д) отсутствии централизма в управлении.

43. Подсистема ценностей включает в себя:

а) ценности; цели; ценностные принципы; законы эквивалентности;

б) элементы; связи; структуры; законы интерпретации;

в) структуры; процессы; ценности; цели;

г) информацию; цели; ценности; законы трансформации;

д) ценности; цели; сфероценоз; законы движения.

44. Подсистема процессов включает в себя:

а) факторы; процессы; знания; структуры;

б) процессы; факторы; законы изменения (движения); состояния;

в) процессы; знания; состояния; законы интерпретации;

г) факторы; знания; информацию; сфероценоз;

д) факторы, процессы, структуры, законы интерпретации.

Что такое биосфера

Подсистема информации (знаний) состоит из следующих компонентов:

а) информации; законов интерпретации; памяти; языка;

б) информации; законов информации; информационного анализа; языка;

в) процессов; информации; структур; ценностей;

г) структур; языка; процессов; информации;

д) знаний; информации; интеллекта; памяти.

46. Структура …

а) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство;

б) это способность системы переходить из одного состояния в другое;

в) это способность системы независимо от начальных условий и времени достигать некоторого предельного состояния, определяющегося внутренними параметрами системы;

г) это множество элементов;

д) способность системы возвращаться в некоторое равновесное состояние после окончания действия внешних сил или внутренних возмущений.

47. Вход системы….

а) состоит из элементов, классифицируемых по их роли в процессах, протекающих в системе;

б) обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы;

в) внешняя (окружающая) среда, под которой понимается совокупность факторов и явлений, воздействующих на процессы системы и не поддающихся прямому управлению со стороны ее руководителей;

г) обменивается материально-информационными ресурсами или энергией с окружающей средой регулярным и понятным образом;

д) действует с относительно небольшим обменом энергией или материалами с окружающей средой.

48. Связь преобразования – это…

а) связь, реализуемая через определенный объект, обеспечивающий это изменение системы;

б) необходимая связь между экономическими явлениями и объектами, при которой ясно, где причина и где следствие;

в) сложная обратная связь, при которой развитие науки двигает производство, а последнее создает основу для расширения научных исследований;

г) обеспечивает реальную жизнедеятельность объекта или его работу;

д) предназначена для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций – от одного элемента к другому в направлении основного процесса.

49. Детерминированная (жесткая) связь – это…

а) неявная, косвенная зависимость между элементами системы

б) четко обусловленная формула взаимодействия элементов;

в) управляемая система, рассматриваемая как совокупность взаимосвязанных управляемых подсистем, объединенных общей целью функционирования;

г) обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы;

д) однонаправленность (или целенаправленность) действий компонентов усиливает эффективность функционирования системы.

50. Мультипликативность – это…

а) качества элементов, дающие возможность количественного описания системы, выражения ее в определенных величинах;

б) свойство, которое обеспечивает соответствие между выходом системы и требованием к нему, как к входу в последующую систему;

в) операции, процессы или каналы, через которые проходят элементы входа;

г) свойство, при котором и позитивные, и негативные эффекты функционирования компонентов в системе обладают свойством умножения, а не сложения;

д) упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними.

Материал из ЭНЭ

Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые (миграция газов и их превращения); концентрационные (аккумуляция живыми организмами химических элементов из внешней среды); окислительно-восстановительные (химические превращения веществ, содержащих атомы с переменной валентностью, - соединений железа, марганца, микроэлементов и т.д.); биохимические и биогеохимические функции, связанные с деятельностью человека (техногенез, форма созидания и превращения вещества в Б., стимулирующая переход Б. в новое состояние - ноосферу). Совокупность этих функций определяет все химические превращения в Б. Эволюция Б. диалектически связана с эволюцией форм живого вещества (организмы и их сообщества), усложнением его биохимических функций, совершающихся на фоне геологической истории Земли.

В учении о Б. выделяют следующие основные аспекты: энергетический, освещающий связь биосферно-планетарных явлений с космическими излучениями (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах; биогеохимический, отражающий роль живого вещества в распределении и поведении атомов (точнее их изотопов) в Б. и её структурах (см. Биогеохимия); информационный, изучающий принципы организации и управления, осуществляемые в живой природе в связи с исследованием влияния живого вещества на структуру и состав Б.; пространственно-временной, освещающий формирование и эволюцию различных структур Б. в геологическом времени в связи с особенностями пространственно-временной организованности живого вещества в Б. (проблемы симметрии и др.); ноосферный, изучающий глобальные эффекты воздействия человечества на структуру и химию Б.: разработка полезных ископаемых, получение новых, отсутствовавших до того в Б. веществ (например, чистые алюминий, железо и другие металлы), преобразование биогеоценотических структур Б. (сведение лесов, осушение болот, распашка целинных земель, создание водохранилищ, загрязнение вод, почв и атмосферы продуктами хозяйственной деятельности, внесение удобрений, эрозия почв, лесонасаждение, строительство городов, плотин, промысловое хозяйство и т.д.). Выход человека в космос , за пределы Б., будет стимулировать разработку новых сторон учения о биосфере. Существенный момент учения о Б. - представления о взаимосвязях (прямых и обратных связях) и сопряжённой эволюции всех структур Б. Это представление положено в основу разработки многими национальными и международными организациями, научными центрами и лабораториями проблемы «биосфера и человечество». Решению этой проблемы служат мероприятия, в которых участвуют многие страны, например Международное гидрологическое десятилетие, Международная биологическая программа (см. Биологическая программа международная) и т.д. Повышенный интерес к изучению Б. вызван тем, что локальное воздействие человека на Б., характерное для всей предшествовавшей истории, сменилось в 20 в. глобальным его влиянием на состав, структуру и ресурсы Б. На планете нет участка суши или моря, где бы не были обнаружены следы деятельности человека. Один из ярких примеров - глобальные выпадения радиоактивных осадков - продуктов ядерных взрывов. В атмосфере, океане и на суше повсеместно присутствуют (пусть в самых незначительных количествах) продукты сгорания нефти, угля, газов, отходы химической и другой индустрии, ядохимикаты и удобрения, сносимые с полей в процессе водной и ветровой эрозии. Интенсивное и нерациональное использование ресурсов Б. - водных, газовых, биологических и др., усугубляемое гонкой вооружений, испытаниями ядерного оружия и т.д., развеяло миф о бесконечности и неисчерпаемости этих ресурсов. Многочисленные примеры разрушительной деятельности человека и, к сожалению, редкие примеры его созидательной деятельности (в том числе в плане охраны природы) свидетельствуют об актуальности разумного ведения земных дел разумным человечеством, что возможно только при переходе от стихийного капиталистического производства к плановому хозяйству социалистического и коммунистического общества. Естественно-научной основой рационального подхода к проблеме «биосфера и человечество» - одной из грандиознейших проблем нашего времени - служат учение о Б. и биогеоценология - дисциплины, изучающие общие принципы и механизмы функционирования и эволюции сообществ живых организмов в определённых пространственных и временных условиях. Современная структура Б. - продукт длительной эволюции многих систем разной сложности, последовательно стремящихся к состоянию динамического равновесия. Практическое значение учения о Б. огромно. Особенно заинтересованы в развитии этого учения здравоохранение, сельское и промысловое хозяйство и другие отрасли человеческой практики, чаще других сталкивающиеся с «ответными ударами» со стороны Б., вызванными неразумным или неосторожным преобразованием природы человеком.

Литература:

Вернадский В. И., Избр. соч., т. 5, М., 1960;
его же, Химическое строение биосферы Земли и её окружения, М., 1965;
Ковда В. А., Современное учение о биосфере, «Журнал общей биологии», 1969, т. 30, № 1;
Перельман А. И., Геохимия ландшафта, М., 1961;
Тимофеев-Ресовский Н. В. и Тюрюканов А. Н., Об элементарных биохорологических подразделениях биосферы, «Бюллетень Московского общества испытателей природы», 1966, т. 71(1);
Хильми Г. Ф., Основы физики биосферы, Л., 1966;
Дювиньо П. и Танг М., Биосфера и место в ней человека, пер. с франц., М., 1968.

В. А. Ковда, А. Н. Тюрюканов.

Эта статья или раздел использует текст Большой советской энциклопедии .

Биосфе́ра - совокупность частей земной оболочки (лито , гидро и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. Термин «биосфера» был предложен Эдуардом Зюссом в 1875 году. Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс

Биосфера – место обитания живых существ. Зарождение жизни тесно связано с развитием оболочек земли. Она начала свое формирование около 4 миллиардов лет назад, затем появились первые признаки жизни на нашей планете.

Становление биосферы и ее поэтапное формирование обусловлено влиянием ряда факторов: действием на Землю космической энергии, развитием живых организмов и человечества.

Термин биосфера ввел австрийский ученый Зюсс еще в 19 столетии, он выделил все оболочки Земли, но подробное их описание совершил в 20 ст. отечественный ученый В.И. Вернадский (первый президент Украинской Академии Наук). Он описал границы биосферы, разработал единое учение о биосфере.

Свойства биосферы необходимые для возникновения и продолжения жизни

Наличие CO 2 и кислорода;
вода – источник жизни на земле, присутствие, как пресных водоемов, так и соленых;
регуляция температуры: отсутствие резких перепадов, сверхвысоких и низких показателей;
обеспечение всего живого продуктами питания;

До сих пор нет единого определения. Существует три версии, что такое биосфера:

Общая масса всех живых существ, которые обитают в оболочках земли, является биосферой.
Организмы и места их жизнедеятельности вместе составляют биосферу.
Это следствие продолжительной жизни существ, обитавших задолго до наших дней.

Ученые-геологи считают правильной первую точку зрения, так как другие не имеют теоретического подкрепления.

Биосфера простилается по всей поверхности Земли (горы, поля, реки, моря, океаны) и создает условия для жизнедеятельности всех организмов. Человек также является составляющим звеном.

Границы

Границы биосферы в км

Чем определяются границы распространения биосферы?

Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни.

Атмосфера – воздушный слой земного шара, состоит из азота, кислорода, диоксида углерода и др. Она защищает Землю от перегрева, действия космической радиации, ультрафиолета, метеоритов. В составе атмосферы выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера (озоновый слой земли) является верхней границей биосферы, находится на высоте 20 км.

Стратосфера – располагается на высоте 50 км над уровнем моря, воздух разжижается, нагревается, увеличивается концентрация озона, условия становятся непригодными для жизни.

Ионосфера – поверхностный слой атмосферы, поддается воздействию космического излучения, поэтому сильно ионизированный.

Литосфера – земная кора, твердый слой, который уходит на глубину 200км. К биосфере относится верхний шар, населенный живыми организмами. Нижняя граница по литосфере достигает 4км, глубина где были найдены бактерии. Опускаясь ниже, температура возрастает, достигая 100 градусов, что несовместимо с существованием живых организмов, происходит денатурация белка, все живое – гибнет.

Гидросфера – совокупность наземных и подземных вод. Это одна из оболочек нашей планеты, которая окружает материки и острова, составляет 70% поверхности земного шара. Нижняя граница биосферы расположена на глубине около 11 км. (в области Тихого океана).

Слои биосферы

Эубиосфера – основная прослойка биосфера. 99,9% живых существ постоянно населяют данный слой. Ширина эубиосферы 12-17км.

Парабиосфера, метабиосфера – соответственно верхний и нижний слои бисоферы, куда жизнь попадет случайно, заносится из эубиосферы.

Апобиосфера и абиосфера — самый верхний и самый нижний слои, куда жизнь не может попасть даже случайно.

В зависимости от среды обитания живых организмов выделяют:

Аэробиосферу (жизнь осуществляется за счет атмосферной влаги и солнечной энергии, от верхушек деревьев до стратосферы);
геобиосферу (организмы населяют почву, поверхность суши, деревья);
гидробиосферу (все водные структуры заселенные гидробионтами, исключая подземные воды).

Структура биосферы и ее состав

Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.

Основные свойства:

В нем сосредоточено огромное количество энергии;
скорость течения реакций в живом организме быстрее, чем в искусственно созданных условиях;
составляющие живого вещества стабильны только в жизнеспособном организме;
возможность существовать в разных условиях, заполняя все пространство. Это явление Вернадский назвал «всюдностью жизни»;
отдельные особи всегда являются частью экосистемы;
живое вещество эволюционирует, приобретает новые свойства, адаптируется к изменчивости внешней среды.

Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живого. В процессе жизни организмы пропускают через себя многократно все составляющие биосферы, так образуются залежи нефти, газа, угля, торфа и др.

Косное вещество – формируется без участия живой материи (небиогенные горные породы, минералы).

Биокосное вещество – создается при взаимодействии живого и неживого (вода, приземная атмосфера, почва).

Живое вещество распределено не равномерно на просторах земли, ее концентрация увеличивается возле экваториальной плоскости, на полюсах планеты жизни мало.

Скопление живых организмов находятся на границах слоев биосферы: на дне океана – проходит граница между литосферой и гидросферой, в поверхностных водах Мирового океана – рубеж между гидросферой и атмосферой, на границе литосферы и атмосферы находится почва – место обитания микроорганизмов, насекомых, других животных. В этих местах создаются благоприятные условия для существования: высокая концентрация кислорода, доступ к солнечному свету, влага, питательные вещества.

Соотношение видов живых организмов показывает преобладание растительности, она занимает 99% от всего живого, животные – 1%, люди – 0,0002%.

Функции биосферы

Энергетическая – аккумуляция солнечного излучения в процессе фотосинтеза (переход энергии солнечного света с помощью пигментов растений в органические связи) и ее трансформация, с последующим распределением между всеми живыми организмами.

Газообразующая – поддержание стабильного газового состава атмосферы (выделение кислорода, поглощение диоксида углерода).

Концетрационная – сосредотачивают в теле химические вещества, образуя в дальнейшем полезные ископаемые.

Круговорот вещества в биосфере

Растения в процессе роста и развития используют минеральные вещества из почвы, адсорбируют воду с помощью корня, перерабатывают энергию Солнца, образуют органические вещества из неорганических, из атмосферного воздуха листьями поглощается диоксид углерода и выделяется кислород посредством фотосинтеза.

Животные и человек дышат кислородом, используют органические вещества образованные растениями. После смерти, скопление органических веществ растений и животных разлагается под действием микроорганизмов, и переходят в неорганическое состояние.

Процесс преобразования энергии и вещества начинается сначала – это и есть жизненный круговорот.

) и твёрдую (лито-сфера ) оболочки Земли (рис. 74).

Верхняя граница

Верхняя граница биосферы распо-ложена на высоте 15—25 км над уровнем моря (и в разных регионах Земли различна) в нижнем слое атмосферы — тропо-сфере (рис. 75).

В этих пределах био-сферы под влиянием энер-гии солнечных лучей кис-лород превращается в озон и образуется озоновый эк-ран. Он не пропускает ос-новную часть космических и ультрафиолетовых лучей, оказывающих вредное воздействие на живые орга-низмы, поэтому они не достигают земной поверх-ности.

В самых верхних слоях биосферы встречаются споры очень устойчивых к неблагоприятным условиям бактерий, грибов , мхов и папоротников (их называют аэропланктоном ). Некоторые птицы , бабочки и пауки могут подниматься на высоту 6—7 км.

Нижняя граница в гидросфере

Состав биосферы многообразен и подраз-деляется на четыре части.

Живое вещество.
Биогенные вещества.
Твёрдые тела.
Вещества биогенного и абиогенного происхождения.

Живое вещество

Совокупность всех живых организмов, обитающих на нашей планете , составляет живое вещество биосферы. Несмотря на то, что живое вещество по своей массе представляет весьма незначительную часть биосферы, его деятельность в течение геологических эпох оказывала огромное влияние на развитие Земли .

По утверждению В. И. Вернадского, жизнь зародилась на Земле некоторое время спустя после её появления и явилась одним из основных факторов, изменивших облик нашей планеты.

Биогенные вещества

Биогенные вещества есть результат деятельности живых организмов. К ним можно отнести нефть, каменный уголь, известняк и атмосферные газы.

Твёрдые тела

Общая масса живых организмов в биосфере называется био-массой, 93% которой приходится на сушу, а 7% — на водную среду. Живые организмы своей деятельностью оказывают большое влияние на биосферные процессы и обусловливают изменения биосферы.

Биосфера непрерывно развивается. Её развитие обусловливают такие факторы, как геологические и климатические изменения на нашей планете, воздействие живых организмов и человеческая деятельность.

Первый этап эволюции биосферы называется биогенезом, а второй — ноогенезом. В настоящее время в связи с тем, что основное влияние на биосферу оказывает

Биосфера- часть оболочки Земли, населенная живыми организмами. Включает верхнюю часть литосферы, гидросферу, тропосферу и нижнюю часть стратосферы. Учение о биосфере развито акад. В. И. Вернадским.
Ноосфера (от лат. "ноо"-разум, "разумная оболочка" Земли)-часть биосферы, в которой проявляется деятельность человека как положительная, так и отрицательная.
Биомасса Земли - совокупность всех живых организмов (живого вещества) планеты. Выражается в единицах массы или энергии, отнесенной к единице площади или объема. Биомасса Земли составляет 2,423.1012 т, из которых растений 97%, животных 3%.
Биомасса поверхности суши-совокупность всех живых организмов - растений, животных, микроорганизмов, населяющих сушу.
Биомасса почвы-совокупность живых организмов, обитающих в почве и играющих ведущую роль в процессе формирования почвы. Почвенные организмы включают в круговорот веществ биосферы важнейшие химические соединения.
Гумус (от лат. "гумус"-перегной)-органическое вещество почвы, образующееся за счет разложения растительных и животных остатков и продуктов их жизнедеятельности. Количество гумуса служит показателем плодородия почвы, так как в нем находятся все основные элементы питания растений (гумусовый горизонт черноземных почв содержит до 30% гумуса).
Биомасса Мирового океана.- совокупность всех живых организмов, населяющих основную часть гидросферы Земли. Биомасса его в 1000 раз меньше, чем биомасса суши. так как использование солнечной энергии в воде составляет 0,04%, на суше-0<1-0,3%.
Биологическая продуктивность-количество органического вещества, Производимого за определенное время организмами, входящими в состав того или иного биогеоценоза (луга, леса, поля. водоема). Измеряется в единицах массы, времени и площади.
Живое вещество -- совокупность живых организмов (биомассы) биосферы. Представляет собой открытую систему, для которой характерны рост. размножение, распространение, обмен веществ и энергии с внешней средой.
Функции живого вещества: а) газовая- постоянный газообмен с окружающей средой в процессе дыхания растений и животных и фотосинтеза растений; б) концентрационная- биогенная миграция атомов, которые сначала концентрируются
в живых организмах, а затем после их отмирания и минерализации переходят в неживую природу; в) окислительно-восстановительная - обмен веществ и энергии с внешней средой: при диссимиляции окисляются органические вещества, выделяется тепловая энергия и в АТФ аккумулируется энергия химических связей, при ассимиляции образуются химические вещества, необходимые организму, за счет усвоения и превращения питательных веществ у животных н фотосинтеза у зеленых растений, при этом используется энергия АТФ.
Биохимия - наука, изучающая химический состав организмов и химические превращения веществ и энергии, составляющих основу жизнедеятельности организмов.
Геохимия- наука, изучающая химический состав Земли, находящихся в ней химических элементов и их стабильных изотопов, закономерности распространения химических элементов в различных геосферах, законы их поведения, сочетания и миграции (концентрации и рассеяния) в природных процессах.
Биогеохимия - отрасль геохимии, изучающая геохимические процессы, происходящие в биосфере при участии организмов. Она рассматривает роль организмов в процессе миграции, распределения, рассеяния и концентрации химических элементов в земной
коре.
Воздействие человека на биосферу - процесс, при котором в биосфере резко ускоряется миграция атомов по сравнению с естественными биогеохимическими процессами. Количество элементов, включающихся в круговорот, увеличивается и усиливает давление на неорганическую среду: создается искусственная оболочка Земли - ноосфера. Познание закономерностей взаимоотношений человека с биосферой, разумное управление процессами, происходящими в природе, регулирование отношений человека с природой - главная задача экологии в мировом масштабе. Человек - часть биосферы, без которой он существовать не может.
Круговорот веществ - естественные циклические процессы превращения и перемещения химических элементов. В воздушной круговорот включается 98,3% веществ, в водный- 1,7%. Через газообразную фазу проходят О2, Н2, N, С и др., через водную фазу - Na, Mg, F, S, Cl. К и др.
Биологический круговорот - биогенная миграция атомов, круговорот веществ представляет собой два противоположных процесса - аккумуляцию элементов в живых организмах и минерализацию в результате разложения мертвых организмов. Образование живого вещества преобладает на поверхности суши, в верхних слоях морей, минерализация его - в почве и глубинах морей.
Круговорот азота - биогеохимичсский процесс в биосфере, в котором участвуют организмы-редуценты, а также нитрифицирующие и клубеньковые бактерии.
Аммонификация - разложение (гниение) белков с образованием аммиака (минерализация органического вещества). Осуществляется редуцентами.
Нитрификация - процесс окисления солей аммиака в соли азотной кислоты (I этап-превращение аммиака в нитриты, II этап-превращение нитритов в нитраты). Осуществляется почвенными нитрифицирующими бактериями (нитрозомонас, нитрозобактер).
Денитрификация - разложение солей азотной кислоты до об-
разования газообразного азота. Осуществляется почвенными денитрифицнрующими бактериями.
Азотфиксация - образование азотистых соединений путем фиксации атмосферного азота свободноживущими почвенными бактериями (азотобактер) или бактериями, живущими в симбиозе с корнями бобовых растений (клубеньковые бактерии ризобиум).
Превращение энергии - трансформация поступающей на Землю энергии солнечной радиации в энергию химических связей. Осуществляется зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Расходуется на процессы жизнедеятельности всех живых организмов либо выделяется в форме теплоты, либо консервируется в земной коре в виде залежей угля, нефти, торфа.

Портал для школьника. Самоподготовка