Реферат: Биосфера Земли
План реферата:
1.<span Times New Roman"">
Вступление2.<span Times New Roman"">
Понятие«биосфера».3.<span Times New Roman"">
Организациябиосферы.4.<span Times New Roman"">
Биосфера ичеловечество5.<span Times New Roman"">
ЗаключениеОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
М. М. Кашмилов «ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ» 1979 г.
«БИОСФЕРАИ ЕЁ РЕСУРСЫ» ред. А. Н. Тюрюканов 1971 г.
Также использованылекции по экологии 09-10.2001г.
Автор реферата: Павлов В.В.
Вступление
Сегодняшняя экологическая обстановкана нашей планете оставляет желать лучшего, поэтому прежде всего стоит обратитьвнимание на взаимоотношения человечестваи биосферы. Загрязнение биосферы – первопричина болезней и преждевременныхсмертей. Основная задача нашего времени – не допустить необратимых изменений,связанных с загрязнением окружающей среды. Общество постоянно развивается, новместе с прогрессом растёт количественный и качественный характер загрязнениябиосферы. Человечество в целом, а не отдельные страны должны позаботиться осоздании системы охраны окружающей среды иначе просто придется жить вскафандре.
ПавловВ.В.
Понятие «биосфера».
Содержаниепонятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называлигипотетические глобулы (видимо под влиянием идей французских учёных XVIIIвека П. Л . Мопертюи и особенно Ж. Л. Бюффона о бессмертных органических молекулах), якобы составляющие живую основувсех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины века.
Существенноиное представление о биосфере сформулировал в 1875 г. австрийский геолог Э.Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» Он говорит о «самостоятельной биосфере»как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительнойглаве большого трехтомного труда «Лик Земли» (1909) этот автор пишет, чтопонятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина оединстве органического мира.
Сработ Зюсса датируется начало биологического представления о биосфере, как осовокупности организмов, населяющих Землю, как о живой оболочке планеты. Такоговзгляда придерживались многие русские географы, например Н. М. Сибирцев (1899),Д. Н. Анучин (1902), П. И. Броунов (1910), А. А. Григорьев (1948), английскийисследователь и философ Дж. Бернал (1969). Французские учёные Э. Леруа (1927) иП. Тейяр де Шарден (1965, 1969) также взяли за основу определение Зюсса, однакотрактуют его в идеалистическом плане. Согласно Тейяру, биосфера – живой пластпланеты – одна из стадий воплощения Бога.
ПредставлениеЗюсса о биосфере как об особой оболочке земли использовал и В. И. Вернадский(1926), вложив в него, однако, существенно иное, биогеохимическое, содержание.Биосфера, по Вернадскому, — область распространения жизни, включающая наряду сорганизмами и среду их обитания. Тейляр де Шарден в Сборнике статей «Будущеечеловека» (1969) выразил своё несогласие с подобной трактовкой, явно противоречащейего идеалистической концепции эволюции.
Разработкабиогеохимического представления о биосфере была тесно связана с практической деятельностью В. И.Вернадского в Комиссии Академии наук по изучению естественных производственныхсил России (начало 1915 г.).
Зачаткиэтого представления можно обнаружить уже в высказываниях ученых XVIIи XVIIIвв., вкниге «Космос» А. Гумбольдта и Докучаева.
Внастоящее время оба понимания биосферы, по Зюссу и по Вернадскому, существуют.Н. В. Тимофеев-Ресовский предлагает говорить о биосфере в узком и широкомпонимании. Представляется более целесообразным употреблять это понятие,вкладывая в него смысл, приданный Вернадским, — область распространения жизни,используя для биосферы в «узком смысле» выражения: «совокупность организмов»,«пленка жизни», «живой покров Земли», «биота», «биос».
Верхняяграница биосферы, по Вернадскому (1965), проходит на высоте 15-20 км, охватываявсю тропосферу и нижнюю часть стратосферы: озон находится у полюсов в слое 8–30 км., в тропиках 15-35 км. Снизу Биосфера ограниченна отложениями на днеокеанов ( до глубины свыше 10 км.) и глубиной проникновения в недра Землиорганизмов и воды в жидком состоянии. Подстилающая литосфера, верхняястратосфера, ионосфера и космическое пространство служат биосфере средой.Основной энергетический источник, обеспечивающий функционирование биосферы, — лучистая энергия Солнца.
Такимобразом, биосфера – это особая термодинамическая открытая оболочка Земли,вещество, энергетика и организация которой и обуславливаются взаимодействием еёбиотического и абиотического компонентов. Она, следовательно, включаетсовокупность организмов и их остатки, а также части атмосферы, гидросферы илитосферы, населённые организмами и изменяемые их деятельностью.
Важнейшейфункцией биосферы является регулярное, возрастающее во времени воссозданиеживого вещества по численности, весу и количеству аккумулированной иудерживаемой энергии. Человек воспринимает эту функцию как биологическуюпродуктивность биосферы, её частей (океан, почвы, пресные воды) или еёотдельных экосистем и биогеоценозов (дельты, луга, тайга, поля зерновых ит.д.).
Организация биосферы.
Организованностьбиосферы – явление многоплановое. В самом крупном плане биосфера представляет собой единство живого и минеральныхэлементов, вовлечённых в сферу жизни. Существенная составная часть единства –биотический круговорот, основанный на взаимодействии организмов, создающих иразрушающих органическое вещество.
Приболее детальном рассмотрении нетрудно обнаружить гетерогенность биотическогокруговорота, его более древнюю часть, составленную из одноклеточных синтетикови деструкторов, и относительно позднюю надстройку из многоклеточных организмов.
Ещёболее внимательный анализ показывает, что биосфера распределена по поверхностиЗемли неравномерно. В различных природных условиях она сформирована в видеотносительно самостоятельных природных комплексов, получивших названиеэкосистем, или биогеоценозов. Понятие «биогеоценоз» введено в науку советскимботаником Академиком В. Н. Сукачевым и означает сообщество организмов разныхвидов, обитающее в определённых природных условиях.
Каждыйбиогеоценоз, или экосистема, представляет собой своеобразную модель биосферы вминиатюре. Он, как правило, включает фотосинтетиков – хлорофиллоносныерастения, создающие органическое вещество, гетеротрофов, живущих на созданнойавтотрофами органике, деструкторов, разрушающих органическое вещество телрастений и животных до минеральных элементов, а также субстрат с каким-тозапасом минеральных элементов.
Взависимости особенностей субстрата, климата, исторических факторов формированияжизни биогеоценозы могут весьма существенно различаться. Известный американскийэколог Е. Одум (1968), говоря об основных экосистемах мира, называет следующиеэкосистемы: моря, эстуарии и морские побережья, ручьи и реки, озёра и пруды,пресноводные болота, пустыни тундры, травянистые ландшафты, леса.
Каждаяиз перечисленных Одумом крупных экосистем, характеризующаяся некоторымиспецифическими особенностями, в свою очередь распадается на экосистемы, илибиогеоценозы различных лесов — хвойных, лиственных, тропических, каждый изкоторых отличается своими особями чертами и прежде всего характернымкруговоротом вещества. Точно так же экосистема моря включает в свой составбиогеоценозы коралловых островов, весьма богатых жизнью.
Одиниз основателей экологии как самостоятельной науки, известный английский уёныйЧ. Элтон (1960), обращает внимание на то, что разные биогеоценозы насыщеныжизнью в разной степени. Как правило, бедны разнообразием видов организмовбиогеоценозы Крайнего Севера, пустынь, особенно богаты видами биогеоценозыдождевых тропических лесов. Величина первичной продукции органического веществав биогеоценозах, наиболее богатых жизнью, превосходит продукцию биогеоценозовглубин океана более чем в 50 раз!
Живаячасть биогеоценоза – биоценоз – слагается из популяций организмов,принадлежащих к разным видам. В распределении видов в составе биоценозаобнаруживаются интересные закономерности. Чем меньше вес организма, тем большечисленность его особей (Э. Макфельден, 1965).
Изучениечастоты встречаемости представителей разных видов позволяет обнаружить другуюболее важную закономерность: Наибольшим распространением отличаетсясравнительно небольшое число видов. Так, например, по данным Э. Райса (1952),изучившего видовую структуру растительности высокотравной Оклахомы, 84 %травостоя было занято 9 видами, в то время как на долю остальных 20 видовприходилось 16 %.
Всостав биоценозов входят, с одной стороны, высокоспециализированные виды,способные существовать только в условиях данного биоценоза, с другой – виды сболее широким спектром потребностей. При существенных изменениях среды обитанияпервыми вымирают специализированные виды.
Вомногих биоценозах наряду с видами, встречающимися в данном сообществепостоянно, имеются виды, входящие в состав либо на какой-то стадии развития,либо в течение ограниченного сезона. К первым принадлежат многие водныенасекомые, живущие в водоёме на личиночной стадии и покидающие этоместообитание во взрослом состоянии, например комары. Большую роль играютотношения типа паразит – хозяин. В последнее время открыта принципиально новаяформа связей – передача наследственных особенностей от одних видов к другим спомощью бактериофагов и вирусов. Такая форма связи, по-видимому, широкораспространена среди бактерий. Какую она играет роль во взаимодействии междудругими членами биоценоза, пока ещё не достаточно ясно.
Анализструктуры биосферы не заканчивается на биогеоценозах. Они, в свою очередь,состоят из популяций разнообразных видов, т.е. из качественно своеобразных форморганизации живой материи, каждая из которых ведёт своё начало от общегопредка. В биогеоценозе, таким образом, существуютпопуляции видов с разной историей; основа биогеоценозаполифилетчина.
Ворганизации биосферы как системы биогеоценозов снова находит своё выражениеобщий принцип формирования сложного из относительно простого:
1.<span Times New Roman"">
Имеется масса специфических компонентов – популяцииотдельных видов.2.<span Times New Roman"">
Различные виды организмов не только способныобразовывать связи друг с другом, они уже не могут существовать без этихсвязей.3.<span Times New Roman"">
Связи между организмами обеспечиваются в основномодним источником энергии – солнечным излучением. Каждый биогеоценоз –своеобразный трансформатор солнечной энергии в энергию биосинтезов.4.<span Times New Roman"">
Принцип разделения труда, достаточно хорошовыраженный в биогеоценозах, придаёт им черты целостности, относительнойнезависимости существования и, как следствие этого, большей устойчивости.5.<span Times New Roman"">
Относительная независимость биоценозов друг от другапри условии конкуренции между ними за местообитание, вещество и энергию создаётоптимальные условия для эволюций всей биосферы.Биосфера и человечество
Развитиечеловеческого общества ускоряется с каждым десятилетием. Интенсивно растётчисленность населения планеты. Индустриализация сопровождается колоссальнымпотреблением природных ресурсов и глубокими изменениями природной среды.Распашка больших территорий суши, использование под пастбища, вырубка лесов,сооружение плотин и каналов, оросительных систем, обширные горно-геологическиеразработки, эрозия почв, применение удобрений, пестицидов, мелиорации,загрязнение почв, водоёмов и атмосферы индустриальными отходами и многие другиевиды деятельности человека вносят в природу большие изменения, которые нарушаютсложившиеся системы и отношения в биосфере Земли. Часто эти изменения имеютнегативный и, что особенно опасно для будущего человечества, необратимыйхарактер.
Подобныенарушения в биосфере Земли, её контаминация, перерасход её ресурсов губительныдля всего живого, в том числе и для самого человечества.
Наступиловремя, когда государства, используя рекомендации современной науки, должныразрабатывать и планомерно осуществлять мероприятия по охране биосферы Земли ирациональному использованию и расширению воспроизводства её ресурсов.Рекомендация по охране и использованию ресурсов биосферы должны основываться назнании структуры, состава и механизмов поддержания устойчивого состояниябиосферы.
Влияниеприсутствия и деятельности человека на облик планеты Земля на протяженииотносительно краткого периода истории самого человека динамично и разнообразно.Однако для более ясного понимания временных и пространственных факторов стоитпопытаться дать классификацию видов этого влияния. Мир до того, как человекнаучился использовать орудия труда и огонь, был невообразимо богатестественными органическими ресурсами. Но говорить так — всё равно, что ставитьтелегу впереди лошади, поскольку естественные ресурсы не бели ресурсами до техпор, пока не появился человек и пока он не оказался в состоянии использоватьих. Способность человека находить, добывать и использовать естественные ресурсыразвивалась как непрерывный процесс. Мы убеждены, что изобретательностьчеловека опережает его мудрость. И мы не должны впадать в заблуждение и считатьсебя мудрыми сегодня только на том основании, что провозглашаем некоторыехорошие идеи, постоянно грозя при этом пальцем и отрицательно качая головой,как пророк Иеремия. Цивилизация есть цветок эволюции, но он не мог бырасцвести, если бы человек не имел времени думать и возможности гибкодействовать, активно используя богатства окружающей среды для своей пользы.
Современи зарождения цивилизации человек изменял окружающую среду, проникая вприродную кладовую экосистем планеты. Даже разведение огня с помощью сухогодерева является отклонением от естественного процесса разложения и влечет засобой появление неорганического пепла. На протяжении долгого времениспособности человека были ограниченны, и он незначительно изменял окружающуюего среду. Но уже с пришествием великого толчка, революции неолита, человек,охотясь, добывая пищу и используя огонь, начал существенно изменять мир. Обэтом следует помнить, рассматривая влияние человека на биосферу. Этовоздействие человека, как вида, выходит далеко за рамки его непосредственныхконтактов. Огонь распространялся и изменял растительные комплексы, кострыиспользовались для того, чтобы выгонять стада диких животных, происходилрасточительный расход органической материи на переходящие нужды. Этим человекизменял в определённой степени поведение диких животных, что приводило кмедленному изменению и его самого и окружающей среды.
Людейбыло так мало, а мир был настолько велик, что казалось бы странным, если бычеловек философски задумался о судьбе природных ресурсов и своей собственнойсудьбе. Даже в нашем веке мы встречаем людей, гордо говорящих о завоеваниидикой природы как о своём долге. Однако платой за создание цивилизации былаутрата значительной части естественных богатств.
Наступитли критическое время, когда человек осознает необходимость прекращениянеприкрытой эксплуатации природы и необходимость добиваться равновесия между еёэксплуатацией и восстановлением? Возможно, уже сегодня мы достигли этого момента,но планета ещё несет убытки. Сейчас мы опасаемся, сможем ли мы восстановить всёутраченное или последствия уже совершенного оставят свой неизгладимый след?
Вселюди имеют общее происхождение. Различные расы подвергались незначительнымизменениям в исторические и доисторические времена в результате переселений,что было причиной воздействия на них различных окружающих факторов и заставилоих вести различный образ жизни. Но в целом их генетическая природа остаётся взначительной степени такой же, как и сто тысяч лет назад. Более того, нет никаких признаков, что она и изменится в значительной степени в ближайшембудущем, так как обычный процесс генетической эволюции протекает слишкоммедленно, хотя естественный отбор всё еще продолжает действовать. По этойпричине человеческая жизнь может сохраняться только в сравнительно узких рамкахфизических и химических границ, которые анатомической и физиологическимхарактеристикам вида Homosapiens.
Тотфакт, что современный человек постоянно меняет окружающую среду, создаётвпечатление, что он расширяет сферу своей биологической приспособляемости итаким образом освобождается от зависимости от своего эволюционного прошлого. Ноэто только иллюзия. Где бы он ни находился, что бы он ни делал, человек можетфункционировать только в той мере, в какой он поддерживает или создаёт вокругсебя микроокружение, подобное тому, в котором он эволюционировал. Он можетпребывать на дне моря или в космическом пространстве, только если остаётсясвязанным с Землёй или находится в замкнутом пространстве. Он можетсуществовать в среде, загрязнённой химическими веществами, «оглушенный» шумом, в среде излишне эмоциональновозбуждающей, но сохраняет физическое и умственное здоровье только в том случае,если защищает себя с помощью средств, предохраняющих его от этих отравителейокружающей среды.
Несмотря на эти биологические ограничения,остаётся фактом, что человек сегодня обладает той же приспособляемостью, какойон обладал в поздний каменный век, когда он создал поселения почти на всейЗемле.
Принормальных условиях биологическим механизмам приспособляемости оказываютсильную поддержку механизмы, которые не требуют никаких изменений вбиологической природе человека. Во всём мире самые перенаселённые, загрязнённыеи жестокие города обладают наибольшей притягательной силой, население их растётбыстрее всего. Экономическое богатство производится мужчинами и женщинами,работающими в условиях крайнего нервного напряжения, среди адского шума мощногооборудования, пишущих машинок и телефонов, в атмосфере, отравленной химическимииспарениями или табачным дымом.
Посколькучеловек обладает редкой способностью переносить условия, глубочайшим образомотличающиеся от тех, в которых он эволюционировал, родился миф о том, что онможет бесконечно и безопасно менять свой образ жизни и своё окружение с помощьютехнических и социальных нововведений; однако это не так. Наоборот, то, что онбыстро вырабатывает биологическую, социальную и культурную приспособляемость всвязи с разными формами напряжения или неблагоприятными условиями, как это нипарадоксально, чревато опасностью для его личного благосостояния человеческогорода в будущем.
Здесьполезно подчеркнуть, что общепринятые биологические значения слова«приспособляемость» неприменимы без оговорок к процессу приспособляемости,который даёт возможность человеческим существам выжить и функционировать вусловиях современной жизни. Причина состоит в том, что социально-культурныесилы искажают проявление эволюционных адаптивных механизмов, которые действуютв остальной части животного царства.
Длябиолога фраза «дарвиновская приспособляемость» подразумевает состояниеприспособляемости к определённому окружению, что даёт возможность животномувиду размножаться и соответственно распространяться на новые территории. Всоответствии с этим определением человек кажется удивительно приспособленным кусловиям, существующим как в промышленно развитых, так и в слаборазвитыхстранах, ибо население растёт повсюду и распространяется по всему земному шару.Но то, что рассматривалось бы как «биологический» успех для животного вида,представляет собой серьёзную социальную угрозу для вида Homosapiens. Опасности, которые возникают в связи с ростомнаселения Земли, говорят о том, что дарвиновское представление о приспособляемостине может быть применимо, когда благосостояние человеческого родарассматривается как критерий приспособляемости.
С точкизрения физиолога, реакция на напряжение окружающей среды является проявлениемприспособляемости, когда выражается в стремлении ослабить раздражающее влияниенапряжения на тело и мозг. С физиологической и психологической точек зрениятакие приспособительные реакции обычно способствуют благосостоянию организма вмомент их проявления; однако у человека они обычно сопровождаются побочнымиявлениями, которые в конечном итоге вредны. Человек может выработать какую-тоформу выносливости по отношению к загрязнению окружающей среды, чрезвычайномуэмоциональному воздействию, чрезмерным и обострённым социальным контактам,отчуждению жизни от естественных биологических циклов и другим последствиямжизни в условиях городов и развитой техники. Эта выносливость позволяет емупреодолеть воздействия, которые являются неприятными и травматическими, когдаон их впервые испытывает. Однако во многих случаях эта выносливость достигаетсяценой большого физического и психического напряжения, что в конечном итогеможет привести к хроническим и дегенеративным расстройствам, которые обычнопоражают людей среднего и пожилого возраста даже в самых процветающих странах.
Человекможет выработать в себе привычку переносить уродливое окружение, дымное небо изагрязнённые водные потоки. Он может существовать даже полностью, не считаясь скосмическим порядком биологических ритмов. Он может жить без благоуханияцветов, без пения птиц, без вдохновляющего созерцания природы и без другихбиологических стимулов. Лишение его условий и стимулов, которые воздействовалина него в процессе биологической и умственной эволюции, может не оказать явноговредного воздействия на его физическую внешность или его способность работать вкачестве части экономической или технической машины. Однако конечнымрезультатом может быть (и часто бывает) обеднение жизни, постепенная потерякачеств, которые, по нашему мнению, характеризуют человеческую природу, иослабление физического и умственного здоровья.
Воздух,вода, почва, огонь, ритмы природы и многообразие живых существ представляютинтерес не только как сочетания химических веществ, физические силы илибиологические явления; они олицетворяют собой те самые формы воздействия, вкоторых оформилась человеческая жизнь и возникли глубокие человеческиепотребности, которые не изменятся в историческом будущем. Массовый выезд людейза город или на пляжи в выходные дни, камины в перегретых городских квартирах,сентиментальная привязанность к домашним животным или даже к растениямсвидетельствует о том, что у человека продолжают существовать биологические иэмоциональные потребности, которые развились в период его эволюции и которые онне может преодолеть.
Как Антейв греческой легенде, человек теряет свою силу, когда его отрывают от земли.
Природаразвивается по своим законам как единое взаимосвязанное целое. Объективный ходистории человечества привел к тому, что на мировой арене выступают суверенныеполитические образования – государства с различным социально-классовым строем.
Внастоящее время человечество находится на таком критическом этапевзаимоотношений с природой, когда его дальнейший прогресс настоятельно требуетот всех стран внедрения системы охраны природы, то есть научно-плановогорегулирования использования природных ресурсов в целях получения максимальновозможной и устойчивой их продуктивности в настоящем и в будущем при сохранениинаиболее благоприятной для человека естественной среды на благо всего общества.
Этаграндиозная задача не может быть решена за пределами международногоравноправного и взаимовыгодного сотрудничества. Именно об этом свидетельствуютистория и современное состояние позитивного международного права, значимость исфера применения которого неуклонно расширяются, в частности, за счёт принципови норм, регулирующих международные отношения в области «Общество – Природа».
В нашидни, когда происходит бурное становление международно-правовой охраны природы,особо важное значение для её развития в интересах общества приобретает наука международного права. Онапризвана прежде всего выявить круг причин, побуждающих страны сотрудничать другс другом в области охраны естественных богатств мира, а также показатьхарактер, пределы и перспективы международных природоохранительных отношений.
Заключение
Конецвторого тысячелетия завершился глобальным воздействием человечества наструктуру и функции биосферы. Развеян миф о бесконечности и неисчерпаемостиресурсов биосферы – водных, биологических, минеральных и других. На любом участке суши или водоёма можно встретить«следы человечества». Нарушений «равновесий» в природе так много, что люди всёчаще задумываются над проблемой «человек и биосфера». Мощная и разветвленнаяиндустрия, поглощая и перерабатывая много сырья, все сильнее загрязняетпланету, размеры которой конечны. Значение обратных связей нарастает.Человечество уже испытывает на себе «ответный удар» загрязненной им биосферы.Погибли многие виды организмов, значение которых в механизме природы не былововремя оценено, загрязняются пресные водоёмы, загрязнен воздух в городах(смоги), синтетика всё больше вытесняет природные материалы; шумы и различныеизлучения (радиоволны, радиоактивность) существенно влияют на психику и здоровьелюдей.
Человеквышел в Космос, Ступил на Луну. Число проблем общечеловеческого и планетарногозначения резко нарастает, а многие «победы» человека над природой нуждаются впереоценке. На Западе появляются панические прогнозы, созвучные мифу о «концесвета». Проблемой номер один становятся здоровье человечества. Историческаяответственность за это лежит на капиталистическом обществе с характерными длянего войнами, бесплановостью хозяйства, погоней за сверхприбылями.
Разрешениеназревающего конфликта в системе «биосфера и человечество» люди видят в Науке иМире. Только наращивая уровень знаний в естественных и гуманитарных науках иосмотрительно и активно внедряя их, человечество сможет, вопреки паническимпрогнозам, не только приостановить загрязнение биосферы, но и во много разувеличить использование ресурсов биосферы без подрыва производительности силЗемли. Один из путей мелиорации планеты состоит в широком использованиициклических процессов в производстве; создание замкнутых по воде циклов в промышленности– лекарство первой помощи.
Естественно,что без хорошо разработанной теории нельзя успешно решить ни один из вопросовпроблемы «биосфера и человечество». Мы можем гордиться, что в нашей страневпервые в мире было создано фундаментальное учение о биосфере. Его создателембыл выдающийся естествоиспытатель В. И. Вернадский. Опираясь на труды и идеи В.И. Вернадского, необходимо приступить к глубокой количественной разработке всехаспектов учения о биосфере и скорейшему внедрению их в практику.