Organizmlar jamoalarining turlari (ekotizim, biogeotsenoz, biosfera). Asosiy biologik tizimlarning maqsadi: organizm, populyatsiya, jamoa va biosfera Biosferaning rivojlanishida inson omilining roli

Litosferaning yuqori qatlami va tuproq qoplamida. Boshqacha aytganda, biosfera Yer yuzasida hayot tomonidan yaratilgan va tartibga solinadigan yagona dinamik tizimdir. Biosfera tirik organizmlarning yashash joyidir.

Biosfera yerning o'ziga xos qobig'i sifatida havo qobig'ining (atmosferaning) pastki qismini - troposfera deb ataladigan qismini birlashtiradi, bu erda faol hayot 10-15 km balandlikda mavjud bo'lishi mumkin; hayot 11 km dan ortiq chuqurlikka kirib boradigan butun suv qobig'i (gidrosfera); qattiq qobiqning yuqori qismi (litosfera) nurash qobig'i bo'lib, odatda qalinligi 30 - 60 m, ba'zan esa 100 - 200 m va undan ko'p bo'ladi. (Ovoz qobig'i - har xil tarkibdagi tog' jinslarining parchalanishi va yuvilishi natijasida hosil bo'lgan, o'z kelib chiqqan joyida qoladigan yoki qisqa masofaga siljiydigan, lekin "ota" jins bilan aloqani yo'qotmaydigan geologik konlar to'plami.) Ob-havo qobig'idan tashqarida hayot faqat ba'zi hollarda aniqlanishi mumkin. Shunday qilib, 4500 m dan ortiq chuqurlikdagi neftli suvlarda mikroorganizmlar topilgan. Agar biz biosferaga va organizmlarning dam oluvchi rudimentlari mavjudligi mumkin bo'lgan joyni kiritsak, vertikal ravishda u 25-40 km ga etadi. Raketalarga o'rnatilgan maxsus tuzoqlar 85 km gacha balandlikda mikroorganizmlar mavjudligini aniqladi.

Hayotiy jarayonlar nafaqat faol hayot sodir bo'lgan hududlarga, balki litosferaning yuqori qatlamlari - mineralogik va elementar tarkibi geologik o'tmishda shakllangan stratosferaga ham ta'sir qiladi. Stratosferaning qalinligi, V.I.Vernadskiyning fikricha, 5 - 6 km. Stratosfera asosan organizmlar, suv va cho'kindi jinslarni suv ustida ko'tarilgandan keyin qayta ishlovchi va harakatga keltiradigan organizmlar tomonidan yaratilgan.

Biosferada faol hayot mumkin bo'lmagan hududlar mavjud. Shunday qilib, troposferaning yuqori qatlamlarida, shuningdek, yer sharining eng sovuq va eng issiq mintaqalarida organizmlar faqat dam olish holatida bo'lishi mumkin. Biosferaning ushbu mintaqalarining yig'indisi parabiosfera deb ataladi. Ammo biosferaning organizmlar faol holatda bo'lishi mumkin bo'lgan hududlarida ham hayot notekis taqsimlangan.
"Tirik materiyaning uzluksiz qatlami", V.I.Vernadskiy ta'kidlaganidek, suv ustunini egallaydi va troposfera o'rtasida tor chiziq bo'ylab cho'ziladi, shu jumladan o'simlik ildizlari, zamburug'lar, mikroorganizmlar va ularda joylashgan tuproq hayvonlari bo'lgan tuproq va er osti qatlamlari. o'simliklarning yer usti qismlari joylashgan va ularning gulchanglari, sporalari va urug'larining asosiy qismi o'tkaziladigan troposferaning yer osti qismi. Ushbu "tirik materiyaning uzluksiz qatlami" fitosfera (yoki fitogeosfera) deb ataladi, chunki o'simliklar undagi asosiy energiya saqlash birliklari hisoblanadi. Fitosferaning qalinligi faqat okeanlarda katta bo'lib, u 11 km dan biroz balandroq, quruqlikda esa metr yoki o'nlab metrlarda o'lchanadi va faqat ma'lum, kichik hududlarda 100 - 150 m gacha ko'tariladi. litosfera va gidrosferada, shuningdek, troposfera bilan chegarada organizmlar butun rivojlanish tsiklini amalga oshiradilar, troposferaning o'zida esa tirik mavjudotlar faqat vaqtincha qolishi mumkin, chunki ular bu erda ko'paya olmaydi.

Yer qobig'i sifatida biosferaning asosiy xususiyatlari nimada?

Birinchi belgi: tirik organizmlarning hayotiy faoliyati natijasida hosil bo'lgan kimyoviy tarkib.

Ikkinchi belgi: sezilarli miqdorda suyuq suv mavjudligi.

Uchinchi belgi: Quyoshdan kuchli energiya oqimi.

To'rtinchi belgi: suyuq, qattiq va gazsimon holatdagi moddalar o'rtasida interfeys mavjudligi. Erkin kislorodning mavjudligi ham zamonaviy biosfera uchun juda muhimdir.

V.I.Vernadskiy hayotni, Yerdagi barcha organizmlarning umumiy faolligini Yer yuzasini o'zgartiruvchi eng kuchli geokimyoviy omil, sayyora miqyosi va ahamiyatiga ega energiya omili deb hisoblab, u haqida shunday yozgan edi: "Hayot hodisalari nimadan iborat bo'lishidan qat'i nazar. , u erda organizmlar tomonidan chiqarilgan energiya uning asosiy qismida va balki butunlay Quyoshning nurlanish energiyasidir. Organizmlar orqali u yer qobig'ining kimyoviy ko'rinishlarini tartibga soladi." V.I.Vernadskiy biosferani butun geologik tarix davomida organizmlar faoliyati ta'sirida bo'lgan er qobig'ining barcha qatlamlari deb tushundi. Va V.I.Vernadskiy o'zining "Geokimyo ocherklari" (1934) asarini "XX asr fani" bobi bilan ochishi bejiz emas: faqat 20-asrda. yerning geosferalari, kimyoviy elementlar atomlarining tuzilishi, siklik yoki organogen elementlar, geokimyoviy oʻzgarishlar mexanizmlari toʻgʻrisidagi tasavvurlar shakllandi. Bu olimga: "Tirik organizmga kiruvchi va undan chiqadigan atomlarning girdobi yashash muhitining ma'lum bir tashkiloti, sayyoramizning geologik jihatdan aniqlangan mexanizmi - biosfera tomonidan o'rnatiladi" deb ta'kidlashga imkon berdi.

BOB HAQIDA

1.Kirish

2. Analitik qism

2.1. Biosferaning tuzilishi................................................. ............ ................................ 4

2.2. Biosferaning evolyutsiyasi.............................................. ...... ........................... 6

2.3. Tabiiy resurslar va ulardan foydalanish................................................. ................... 8

2.4. Biosferaning barqarorligi................................................. ...... ................... 10

2.5. Ekotizimlarning biomahsuldorligi ...................................... .... ............. 12

2.6. Biosfera va inson. Noosfera................................................. ....... ............ 15

2.7. Biosfera rivojida inson omilining roli................................. 16

2.8. Biosferaning ekologik muammolari................................................. ...................... ....

2.9. Tabiatni muhofaza qilish va atrof-muhitni oqilona boshqarish istiqbollari...................................... ........ ................................................ ................................................................ 17

3. Xulosa

KIRISH

So'zma-so'z tarjima qilinganda "biosfera" atamasi hayot sohasini anglatadi va shu ma'noda uni fanga birinchi marta 1875 yilda avstriyalik geolog va paleontolog Eduard Suess (1831 - 1914) kiritgan. Biroq, bundan ancha oldin, boshqa nomlar ostida, xususan, "hayot maydoni", "tabiat surati", "Yerning tirik qobig'i" va boshqalar, uning mazmuni boshqa ko'plab tabiatshunoslar tomonidan ko'rib chiqilgan.

Dastlab, bu atamalarning barchasi faqat sayyoramizda yashovchi tirik organizmlarning yig'indisini anglatardi, garchi ba'zida ularning geografik, geologik va kosmik jarayonlar bilan aloqasi ko'rsatilgan bo'lsa-da, lekin ayni paytda tirik tabiatning kuchlarga bog'liqligiga e'tibor qaratildi. va noorganik tabiatli moddalar. Hatto "biosfera" atamasining muallifi E. Suess o'zining "Yer yuzi" nomli kitobida ushbu atama kiritilgandan keyin deyarli o'ttiz yil o'tgach nashr etilgan (1909), biosferaning teskari ta'sirini sezmagan va. uni "makon va vaqt bilan cheklangan va Yer yuzasida yashovchi organizmlar to'plami" deb ta'riflagan.

Er qobig'ining shakllanishida tirik organizmlarning ulkan rolini aniq ko'rsatgan birinchi biolog J.B.Lamark (1744 - 1829) edi. U yer shari yuzasida joylashgan va uning qobig'ini tashkil etuvchi barcha moddalar tirik organizmlarning faoliyati tufayli hosil bo'lganligini ta'kidladi.

Biosfera (zamonaviy ma'noda) - bu tirik organizmlarning butun yig'indisini va ushbu organizmlar bilan doimiy almashinuvda bo'lgan sayyora moddalarining bir qismini o'z ichiga olgan Yer qobig'ining bir turi.

Biosfera atmosferaning quyi qismini, gidrosferani va litosferaning yuqori qismini qoplaydi.

Sayyoramizda yashovchi barcha tirik organizmlar o'z-o'zidan mavjud emas, ular atrof-muhitga bog'liq va uning ta'sirini boshdan kechiradilar. Bu ko'plab atrof-muhit omillarining aniq muvofiqlashtirilgan majmuasi bo'lib, tirik organizmlarning ularga moslashishi organizmlarning barcha turlarining mavjudligi va ularning hayotining eng xilma-xil shakllanishi imkoniyatini belgilaydi.

Tirik tabiat murakkab tashkil etilgan, ierarxik tizimdir. Tirik materiyani tashkil etishning bir necha darajalari mavjud.

1.Molekulyar. Har qanday tirik tizim biologik makromolekulalar: nuklein kislotalar, polisaxaridlar va boshqa muhim organik moddalarning o'zaro ta'siri darajasida o'zini namoyon qiladi.

2. Uyali. Hujayra Yerda yashovchi barcha tirik organizmlarning ko'payishi va rivojlanishining tarkibiy va funktsional birligidir. Hayotning hujayrali bo'lmagan shakllari mavjud emas va viruslarning mavjudligi faqat bu qoidani tasdiqlaydi, chunki ular tirik tizimlarning xossalarini faqat hujayralardagina namoyon qila oladilar.

3. Organik. Organizm mustaqil yashashga qodir bo'lgan yaxlit bir hujayrali yoki ko'p hujayrali tirik tizimdir. Ko'p hujayrali organizm turli funktsiyalarni bajarishga ixtisoslashgan to'qimalar va organlar to'plamidan hosil bo'ladi.

4. Populyatsiya-turlar. Tur deganda tuzilmaviy va funktsional tashkil etilishi jihatidan o'xshash, bir xil karyotip va yagona kelib chiqishi bo'lgan va ma'lum bir yashash joyini egallagan, bir-biri bilan erkin chatishadigan va o'xshash xatti-harakatlar va ma'lum munosabatlar bilan ajralib turadigan unumdor nasl beradigan shaxslar to'plami tushuniladi. jonsiz tabiatning boshqa turlari va omillari.

Umumiy yashash muhiti bilan birlashgan bir xil turdagi organizmlar to'plami organizmdan yuqori tartib tizimi sifatida populyatsiyani yaratadi. Bu tizimda eng oddiy, elementar evolyutsion transformatsiyalar amalga oshiriladi.

5. Biogeotsenotik. Biogeotsenoz - bu jamiyat, har xil turdagi va turli xil murakkablikdagi organizmlarning o'ziga xos yashash muhitining barcha omillari - atmosfera, gidrosfera va litosfera komponentlari bilan birlashtirilgan.

6.Biosfera. Biosfera sayyoramizdagi hayotni tashkil etishning eng yuqori darajasidir. U tirik materiyani o'z ichiga oladi - barcha tirik organizmlar, tirik bo'lmagan yoki inert moddalar va bioinert moddalar (tuproq).

ANALİTİK QISM.

1. Biosferaning tuzilishi.

Biosfera tarkibiga quyidagilar kiradi: tirik materiya, organizmlar to'plamidan hosil bo'lgan; ozuqa moddasi, organizmlarning hayotiy faoliyati jarayonida yaratilgan (atmosfera gazlari, ko'mir, neft, torf, ohaktosh va boshqalar); inert modda, tirik organizmlar ishtirokisiz hosil bo'lgan; bioinert modda, bu organizmlarning hayotiy faoliyati va biologik bo'lmagan jarayonlarning (masalan, tuproq) birgalikdagi natijasidir.

Biosferaning inert moddasi.

Biosferaning chegaralari tirik organizmlarning mavjudligini imkonsiz qiladigan ekologik omillar bilan belgilanadi. Yuqori chegara sayyora yuzasidan taxminan 20 km balandlikda o'tadi va ozon qatlami bilan chegaralangan bo'lib, u Quyoshning hayotni buzuvchi qisqa to'lqinli ultrabinafsha nurlanishini to'sib qo'yadi. Shunday qilib, tirik organizmlar troposfera va quyi stratosferada mavjud bo'lishi mumkin. Yer qobig'ining gidrosferasida organizmlar Jahon okeanining butun chuqurligiga - 10-11 km gacha kiradi. Litosferada hayot 3,5-7,5 km chuqurlikda joylashgan bo'lib, u yerning ichki qismidagi harorat va suyuq suvning kirib borishi holati bilan belgilanadi.

Atmosfera.

Atmosfera kimyoviy tarkibining asosiy elementlari: N 2 (78%), O 2 (21%), CO 2 (0,03%). Atmosferaning holati Yer yuzasida va suv muhitida fizik, kimyoviy va biologik jarayonlarga katta ta'sir ko'rsatadi. Biologik jarayonlar uchun eng muhimlari quyidagilardir: nafas olish va o'lik organik moddalarning mineralizatsiyasi uchun ishlatiladigan kislorod, fotosintezda ishtirok etadigan karbonat angidrid va er yuzasini qattiq ultrabinafsha nurlanishdan himoya qiluvchi ozon. Azot, karbonat angidrid va suv bugʻlari asosan vulqon faolligi, kislorod esa fotosintez natijasida hosil boʻlgan.

Gidrosfera.

Gidrosferaning kimyoviy tarkibining ustun elementlari: Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, S, S. Suv biosferaning eng muhim tarkibiy qismi va tirik organizmlar mavjudligi uchun zarur omillardan biridir. . Uning asosiy qismi (95%) Yer shari yuzasining qariyb 70% ni egallagan va 1300 mln km3 ni tashkil etadigan Jahon okeanida joylashgan. Er usti suvlari (ko'llar, daryolar) atigi 0,182 million km 3 ni, tirik organizmlardagi suv miqdori esa atigi 0,001 million km 3 ni tashkil qiladi. Muzliklar katta miqdorda suv zahirasiga ega (24 mln km3). Suvda erigan gazlar katta ahamiyatga ega: kislorod va karbonat angidrid. Ularning miqdori harorat va tirik organizmlarning mavjudligiga qarab juda katta farq qiladi. Suvda karbonat angidrid atmosferaga qaraganda 60 baravar ko'p. Gidrosfera litosferaning rivojlanishi bilan bog'liq holda shakllangan bo'lib, u Yerning geologik tarixi davomida ko'p miqdorda suv bug'ini chiqargan.

Litosfera.

Gidrosferaning kimyoviy tarkibining asosiy elementlari: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Litosferada yashovchi organizmlarning asosiy qismi tuproq qatlamida joylashgan bo'lib, uning chuqurligi bir necha qatlamlardan oshmaydi. metr. Tuproq tarkibiga tog` jinslarining parchalanishi natijasida hosil bo`lgan minerallar, organik moddalar esa organizmlarning chiqindilari kiradi.

Tirik organizmlar (tirik materiya).

Biosferaning chegaralari ancha tor bo'lsa-da, ular ichidagi tirik organizmlar juda notekis taqsimlangan. Yuqori balandliklarda va gidrosfera va litosferaning chuqurliklarida organizmlar nisbatan kam uchraydi. Hayot asosan Yer yuzasida, tuproqda va okeanning yer yuzasiga yaqin qatlamida jamlangan. Tirik organizmlarning umumiy massasi 2,43x10 12 t deb baholanadi.Quruqlikda yashovchi organizmlarning biomassasi 99,2% yashil o'simliklar, 0,8% hayvonlar va mikroorganizmlardir. Aksincha, okeanda o'simliklar 6,3% ni, hayvonlar va mikroorganizmlar esa umumiy biomassaning 93,7% ni tashkil qiladi. Hayot asosan quruqlikka qaratilgan. Okeanning umumiy biomassasi atigi 0,03x10 12 tonna yoki Yerda yashovchi barcha mavjudotlar biomassasining 0,13% ni tashkil qiladi.

Tirik organizmlarning tur tarkibi bo'yicha taqsimlanishida muhim qonuniyat kuzatiladi. Turlarning umumiy sonidan 21% o'simliklar, ammo ularning umumiy biomassaga qo'shgan hissasi 99% ni tashkil qiladi. Hayvonlar orasida turlarning 96% umurtqasizlar va faqat 4% umurtqalilar, ulardan oʻndan bir qismi sutemizuvchilardir. Tirik materiyaning massasi biosferaning inert moddasining atigi 0,01-0,02% ni tashkil qiladi, lekin u geokimyoviy jarayonlarda etakchi rol o'ynaydi. Organizmlar metabolizm uchun zarur bo'lgan moddalar va energiyani atrof-muhitdan oladi. Cheklangan miqdordagi tirik materiya qayta tiklanadi, o'zgaradi va parchalanadi. Har yili o'simliklar va hayvonlarning hayotiy faoliyati tufayli biomassaning taxminan 10% qayta ishlab chiqariladi.

2. Biosferaning evolyutsiyasi.

Biosferaning barcha tarkibiy qismlari bir-biri bilan chambarchas bog'liq bo'lib, yaxlit, murakkab tashkil etilgan tizimni tashkil qiladi, o'zining ichki qonunlariga muvofiq va tashqi kuchlar, shu jumladan kosmik kuchlar (quyosh radiatsiyasi, tortishish kuchlari, Quyoshning magnit maydonlari) ta'siri ostida rivojlanadi. Oy va boshqa samoviy jismlar)

Zamonaviy g'oyalarga ko'ra, jonsiz geosferaning rivojlanishi, ya'ni. Yer moddasidan hosil bo'lgan qobiq sayyoramiz mavjudligining dastlabki bosqichlarida, milliardlab yillar oldin sodir bo'lgan. Yerning tashqi ko'rinishidagi o'zgarishlar er qobig'ida, yuzasida va sayyoraning chuqur qatlamlarida sodir bo'ladigan geologik jarayonlar bilan bog'liq bo'lib, vulqon otilishi, zilzilalar, qobiq harakati va tog'larning qurilishida namoyon bo'ldi. Quyosh tizimining jonsiz sayyoralari va ularning sun'iy yo'ldoshlari - Mars, Venera va Oyda ham bunday jarayonlar davom etmoqda.

Hayotning paydo bo'lishi bilan (o'z-o'zidan rivojlanayotgan barqaror shakllar) dastlab sekin va zaif, keyin esa tobora tez va sezilarli darajada tirik materiyaning Yerdagi geologik jarayonlarga ta'siri o'zini namoyon qila boshladi.

Sayyoramizning barcha burchaklariga kirib borgan tirik materiyaning faoliyati geologik va biologik jismlar va energiya va moddalarning o'zgarishi jarayonlarining bir-biri bilan chambarchas bog'langan birlashgan tizimi - biosferaning yangi shakllanishiga olib keldi. Tirik materiya tomonidan amalga oshirilgan o'zgarishlar darajasi sayyoraviy nisbatlarga etib, Yerning ko'rinishi va evolyutsiyasini sezilarli darajada o'zgartirdi.

Shunday qilib, masalan, fotosintez jarayoni - yashil o'simliklarning faolligi natijasida atmosferaning zamonaviy gaz tarkibi shakllangan, unda kislorod paydo bo'lgan. O'z navbatida, fotosintez faolligiga atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasi, namlik va issiqlikning mavjudligi sezilarli darajada ta'sir qiladi.

Tuproq butunlay inert (jonsiz) muhitda tirik materiya faoliyatining natijasidir. Bu jarayonda hal qiluvchi rol iqlim, topografiya, mikroorganizmlar va o'simliklarning faolligi, ona jinslarga tegishli. Biosfera 1-2 milliard yil avval paydo bo'lgan va shakllangan (tirik organizmlarning birinchi topilgan qoldiqlari shu davrga to'g'ri keladi) doimiy dinamik muvozanat va rivojlanishda.

Biosferada, har qanday ekotizimda bo'lgani kabi, suv aylanishi, havo massalarining sayyoraviy harakati, shuningdek, biologik tsikl mavjud bo'lib, ular sig'im bilan tavsiflanadi - bir vaqtning o'zida ma'lum bir ekotizimda tirik materiyaning bir qismi bo'lgan kimyoviy elementlar soni va. tezlik - vaqt birligida hosil bo'lgan va parchalanadigan tirik materiya miqdori. Natijada, Yerda moddalarning katta geologik aylanishi saqlanib qoladi, bu erda har bir element katta va kichik tsikllarda o'ziga xos migratsiya tezligi bilan tavsiflanadi. Biosferadagi alohida elementlarning barcha sikllarining tezligi bir-biri bilan chambarchas bog'liq.

Biosferada ko'p million yillar davomida o'rnatilgan energiya va materiya aylanishlari global miqyosda o'z-o'zidan ta'minlanadi, ammo biosferani tashkil etuvchi alohida ekotizimlarning (biogeotsenozlarning) tuzilishi va xususiyatlarida mahalliy o'zgarishlar sezilarli bo'lishi mumkin.

Evolyutsiyaning dastlabki bosqichlarida ham tirik materiya sayyoramizning jonsiz bo'shliqlari bo'ylab tarqalib, hayot uchun mumkin bo'lgan barcha joylarni egallab, ularni o'zgartirib, yashash joylariga aylantirdi. Qadim zamonlarda ham turli xil hayot shakllari va o'simliklar, hayvonlar, mikroorganizmlar va zamburug'lar butun sayyorani egallagan. Tirik organik moddalarni okean tubida va eng baland tog'larning cho'qqilarida, qutb mintaqasining abadiy qorlarida, vulqon mintaqalaridagi buloqlarning issiq suvlarida topish mumkin.

V.I.Vernadskiy tirik materiyani tarqatish qobiliyatini "hayotning hamma joyda mavjudligi" deb atagan.

Biosferaning evolyutsiyasi biologik jamoalar tuzilishini murakkablashtirish, turlar sonini ko'paytirish va ularning moslashish qobiliyatini yaxshilash yo'lidan bordi. Evolyutsiya jarayoni energiya va moddalarni biologik tizimlar: organizmlar, populyatsiyalar, jamoalar tomonidan aylantirish samaradorligini oshirish bilan birga keldi.

Erdagi hayot evolyutsiyasining cho'qqisi inson bo'lib, u biologik tur sifatida ko'plab o'zgarishlarga asoslanib, nafaqat ongni (atrofdagi dunyoni ko'rsatishning mukammal shakli), balki o'z hayotida asboblar yasash va ishlatish qobiliyatini ham egalladi. hayot.

Mehnat qurollari orqali insoniyat o'z yashash muhiti uchun deyarli sun'iy muhit yarata boshladi (joylar, uylar, kiyim-kechak, oziq-ovqat, mashinalar va boshqalar). Shu vaqtdan boshlab biosfera evolyutsiyasi yangi bosqichga kirdi, bunda inson omili kuchli tabiiy harakatlantiruvchi kuchga aylandi.

Tabiiy resurslar va ulardan foydalanish.

Sayyoramizning biologik, shu jumladan oziq-ovqat resurslari Yerda inson hayotining imkoniyatlarini belgilaydi, mineral va energiya resurslari esa insoniyat jamiyatining moddiy ishlab chiqarishining asosi bo'lib xizmat qiladi. Sayyoramizning tabiiy resurslari orasida bor tugaydigan Va bitmas-tuganmas resurslar.

Tuganmas resurslar.

Tuganmas resurslar fazo, iqlim va suvga bo'linadi. Bu quyosh radiatsiyasi, dengiz to'lqinlari va shamol energiyasidir. Sayyoradagi havo va suvning ulkan massasini hisobga olgan holda, atmosfera havosi va suvlari tuganmas hisoblanadi. Tanlash nisbiydir. Masalan, chuchuk suvni allaqachon cheklangan resurs deb hisoblash mumkin, chunki dunyoning ko'plab mintaqalarida o'tkir suv tanqisligi yuzaga kelgan. Biz uni taqsimlashning notekisligi va ifloslanish tufayli foydalanishning mumkin emasligi haqida gapirishimiz mumkin. Atmosfera kislorodi ham an'anaviy ravishda tuganmas resurs hisoblanadi.

Zamonaviy ekolog olimlarning fikricha, atmosfera havosi va suvidan foydalanish texnologiyasining hozirgi darajasi bilan ushbu resurslarni faqat ularning sifatini tiklashga qaratilgan keng ko'lamli dasturlarni ishlab chiqish va amalga oshirishda tuganmas deb hisoblash mumkin.

Tugallanadigan resurslar.

Tugallanadigan resurslar qayta tiklanadigan va tiklanmaydigan manbalarga bo'linadi.

Qayta tiklanadigan resurslarga oʻsimlik va hayvonot dunyosi hamda tuproq unumdorligi kiradi. Qayta tiklanadigan tabiiy resurslar orasida o'rmonlar inson hayotida katta o'rin tutadi. O'rmon geografik va ekologik omil sifatida kichik ahamiyatga ega emas. O'rmonlar tuproq eroziyasini oldini oladi va er usti suvlarini saqlaydi, ya'ni. namlik akkumulyatori sifatida xizmat qiladi va er osti suvlari darajasini saqlab turishga yordam beradi. Oʻrmonlarda inson uchun moddiy va estetik ahamiyatga ega boʻlgan hayvonlar: tuyoqlilar, moʻynali hayvonlar va ovlar yashaydi. Mamlakatimizda o'rmonlar uning umumiy quruqligining 30% ga yaqinini egallaydi va tabiiy resurslardan biridir.

Qayta tiklanmaydigan resurslarga foydali qazilmalar kiradi. Ulardan odamlar tomonidan foydalanish neolit ​​davrida boshlangan. Foydalanish uchun topilgan birinchi metallar mahalliy oltin va mis edi. Miloddan avvalgi 4000 yilda ular mis, qalay, kumush va qo'rg'oshin bo'lgan rudalarni qazib olishga muvaffaq bo'lishdi. Hozirgi vaqtda inson o'zining sanoat faoliyati sohasiga ma'lum mineral resurslarning asosiy qismini olib keldi. Agar tsivilizatsiya boshida inson o'z ehtiyojlari uchun atigi 20 ga yaqin kimyoviy elementlardan foydalangan bo'lsa, 20-asrning boshlarida - taxminan 60, hozir esa 100 dan ortiq - deyarli butun davriy jadval. Har yili 100 milliard tonna ruda, yoqilg'i va mineral o'g'itlar qazib olinadi (geosferadan olinadi), bu esa ushbu resurslarning tugashiga olib keladi. Yer ostidan tobora ko'proq turli xil rudalar, ko'mir, neft va gaz qazib olinmoqda. Zamonaviy sharoitda er yuzasining muhim qismi haydalgan yoki uy hayvonlari uchun to'liq yoki qisman o'stirilgan yaylovlarni ifodalaydi. Sanoat va qishloq xoʻjaligining rivojlanishi shaharlar, sanoat korxonalari qurilishi, yer osti boyliklarini oʻzlashtirish, aloqa tarmoqlarini qurish uchun katta maydonlarni talab qildi. Shunday qilib, hozirgi kunga qadar erning taxminan 20% odamlar tomonidan o'zgartirilgan.

Yer yuzasining muhim hududlari unda ishlab chiqarish chiqindilari to‘planishi hamda tog‘-kon va mineral resurslar qazib olinadigan maydonlardan foydalanishning mumkin emasligi sababli inson xo‘jalik faoliyatidan chetlashtiriladi.

Inson doimo atrof-muhitdan asosan resurslar manbai sifatida foydalangan, ammo juda uzoq vaqt davomida uning faoliyati biosferaga sezilarli ta'sir ko'rsatmagan. Faqat o'tgan asrning oxirida iqtisodiy faoliyat ta'sirida biosferadagi o'zgarishlar olimlarning e'tiborini tortdi. Bu o'zgarishlar kuchayib bordi va hozirda insoniyat sivilizatsiyasiga ta'sir ko'rsatmoqda. Insoniyat o'z turmush sharoitini yaxshilashga intilib, uning oqibatlari haqida o'ylamasdan, moddiy ishlab chiqarish sur'atlarini doimiy ravishda oshirmoqda. Bunday yondashuv bilan tabiatdan olingan resurslarning katta qismi unga ko'pincha zaharli yoki utilizatsiya qilish uchun yaroqsiz bo'lgan chiqindilar shaklida qaytariladi. Bu biosferaning mavjudligiga ham, insonning o'ziga ham tahdid soladi.

4. Biosferaning barqarorligi.

Biosferaning barqarorligi, ya'ni har qanday bezovta qiluvchi ta'sirlardan so'ng uning dastlabki holatiga qaytish qobiliyati qanday? Bu juda katta. Biosfera taxminan 3,8 milliard yil davomida mavjud (Quyosh va sayyoralar taxminan 4,6 milliard yil) va bu vaqt davomida uning evolyutsiyasi to'xtamagan: bu viruslardan tortib to odamgacha bo'lgan barcha tirik organizmlar bir xil genetik xususiyatga ega ekanligidan kelib chiqadi. kod DNK molekulasida yozilgan va ularning oqsillari barcha organizmlarda bir xil bo'lgan 20 ta aminokislotadan tuzilgan. Va bezovta qiluvchi ta'sirlar qanchalik katta bo'lmasin va ularning ba'zilarini ko'plab turlarning yo'q bo'lib ketishiga olib kelgan global falokatlar deb tasniflash mumkin bo'lsa ham, biosferada har doim tiklanish va rivojlanish uchun ichki zaxiralar mavjud edi.

Faqat oxirgi 570 million yil ichida oltita yirik falokat yuz berdi. Ulardan biri natijasida dengiz hayvonlari oilalari soni 40% dan ortiq kamaydi. Perm va Trias davrlari chegarasidagi eng yirik falokat (240 million yil oldin) turlarning taxminan 70% ning yo'q bo'lib ketishiga olib keldi va bo'r va uchlamchi davrlar chegarasidagi falokat (67 million yil oldin) . turlarning deyarli yarmining yo'q bo'lib ketishi (keyin dinozavrlar ham yo'q bo'lib ketgan).

Bunday kataklizmlarning sabablari boshqacha bo'lishi mumkin: iqlimning sovishi, lavaning ko'p miqdorda quyilishi bilan katta vulqon otilishi, okeanlarning chekinishi, yirik meteoritlarning ta'siri - biota hali ham rivojlanib, atrof-muhitga moslashib, bir vaqtning o'zida kuchli transformatsion ta'sir ko'rsatadi. ikkinchisi. Aytgancha, atmosfera kislorodining shakllanishi va uning kontsentratsiyasining oshishi ham ba'zi turlar uchun halokatli bo'lib chiqdi - ular yo'q bo'lib ketishdi, shu bilan birga boshqalarning rivojlanishi tezlashdi. Atmosferadagi karbonat angidrid miqdori shunga mos ravishda kamaydi. Uglerod biota va detritlarda (oʻlik organik moddalar: barg axlati, quritilgan daraxtlar, torf, koʻmir, moy) toʻplana boshladi va koʻmir, neft va gazga aylana boshladi. Okeanlarda dengiz organizmlarining chig'anoqlari va skeletlaridan karbonatlar (ohaktosh, bo'r, marmar) va silikatlarning qalin dengiz konlari hosil bo'lgan. Temirning asosiy sanoat zahiralarini, shu jumladan Kursk magnit anomaliyasining zahiralarini tashkil etuvchi tarmoqli temir rudalari taxminan 2 milliard yil oldin fotosintetik bakteriyalar tomonidan chiqarilgan kislorod ta'sirida hosil bo'lgan (faqat shundan keyingina atmosferada kislorod to'plana boshlagan). ). Boshqa foydali qazilmalar konlarini yaratishda ma'lum elementlarni to'playdigan bir qator organizmlar ishtirok etgan.

Biota eng oddiy organizmlardan hayvonlar va o'simliklargacha bo'lgan ulkan evolyutsion yo'lni bosib o'tdi va turlar xilma-xilligiga erishdi, tadqiqotchilar buni 2-10 million turdagi hayvonlar, o'simliklar va mikroorganizmlar deb hisoblashadi, ularning har biri o'ziga xos ekologik joyni egallagan.

Biotaning holati asosan atrof-muhitning fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan belgilanadi. Atmosfera, gidrosfera va quruqlik iqlimining o'rtacha uzoq muddatli xususiyatlari to'plami deb ataladi. Asosiy iqlim xarakteristikasi - Yer yuzasidagi harorat - biota evolyutsiyasi jarayonida nisbatan kam o'zgargan (o'rtacha global haroratning hozirgi qiymati bilan 288 0 K (Kelvin shkalasi mutlaq noldan darajalarni sanaydi, 288 0 = 15 0) o'zgaradi). , muzlik davrlarini hisobga olgan holda, 10-20 0 dan oshmadi).

Atrof-muhitdagi fizik-kimyoviy jarayonlar ekotizimlar va umuman biosfera holatiga ma'lum darajada ta'sir ko'rsatsa ham, biotaning atrof-muhitga teskari ta'siri ham kuchli. Bundan tashqari, u ijobiy va salbiy fikrlarga ta'sir qiladi, shuning uchun uning rivojlanishi ba'zan tezlashadi va ba'zan sekinlashadi.

Ammo bu tsikl yopiq emas, statsionar emas, geologik ma'lumotlar va atmosferada CO 2 ni o'z ichiga olgan nazariy modellarda ko'rsatilgandek (va u bilan bog'liq O 2 tarkibi) so'nggi 570 million yil ichida bir necha marta o'zgargan va har birida CO 2 miqdori vaqt bir necha marta kamaygan yoki ko'paygan. Ba'zi hollarda bu biota rivojlanishiga hissa qo'shgan bo'lsa, boshqalarida bu aralashdi.

Sekin geokimyoviy aylanish ham yopiq emas: CO 2 atmosferaga vulqonlar orqali kiradi, lekin tog 'jinslarining parchalanishiga va biota hosil bo'lishiga sarflanadi. Atmosferadagi uglerodning bir qismi uzoq vaqt davomida to'planib, ko'milib, qazib olinadigan yoqilg'i zahiralarini yaratadi va chiqarilgan kislorod atmosferaga kiradi. Natijada, 4 milliard yil davomida atmosferadagi CO 2 kontsentratsiyasi 100-1000 baravar kamaydi (vulkanizmning zaiflashishi, Yerning ichaklarida radioaktiv elementlarning iste'mol qilinishi natijasida), bu salbiy ta'sirlangan o'simliklarning oziqlanishi. Shu bilan birga, atmosferada kislorodning to'planishi biota rivojlanishini keskin tezlashtirdi, lekin hayotiy faoliyati natijasida kislorod paydo bo'lgan eng anaerob (kislorodsiz) organizmlar uchun foydali emas edi. Ular deyarli butunlay yangi paydo bo'lgan aerob organizmlar bilan almashtirildi.

Biotaning atrof-muhitga katta ta'siri ba'zi tadqiqotchilarni biota muhitda uning hayoti uchun qulay sharoitlarni saqlab turishi mumkin degan xulosaga keldi. Ammo bu gipoteza bir qator omillarga (ommaviy yo'q bo'lib ketish, milliardlab turlarning yo'q bo'lib ketishi), shuningdek, Darvinning evolyutsiya nazariyasiga zid keladi. Biota tirik organizmlar uchun maqbul muhit sharoitlarini saqlab qolmadi, shuning uchun ko'plab organizmlar va turlar geografik va iqlim sharoitidagi o'zgarishlarga bardosh bera olmadilar. Hisob-kitoblarga ko'ra, biosfera mavjud bo'lgan davrda bir necha milliard tur yo'q bo'lib ketgan, hozir esa bir necha million tur mavjud. Ammo o'zgaruvchan sharoitlarda omon qolishga muvaffaq bo'lgan organizmlar yangi turlarni keltirib chiqardi. Bu o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitlariga moslashish bo'lib, ko'plab va moslashgan turlarni yaratdi, ya'ni Darvin birinchi marta ko'rsatganidek, evolyutsiyaga turtki berdi. Agar ma'lum bir vaqtda mavjud bo'lgan biota atrof-muhit parametrlarini optimal chegaralarda saqlab turishi mumkin degan taxmin to'g'ri bo'lsa, u holda karbon davrining iqlimi va boy o'simliklari hozir mavjud bo'lishi mumkin edi, ammo biota evolyutsiyasi to'xtaydi.

Odamlarning tur sifatida paydo bo'lishiga ota-bobolarimiz yashagan murakkab ekologik sharoit yordam berganligi haqida dalillar mavjud. U o'zining mavjudligi uchun qulay sharoitlarni saqlashni o'rganganida, uning biologik tur sifatida evolyutsiyasi to'xtadi, uning o'rnini jamiyat evolyutsiyasi egalladi.

Shunday qilib, biota rivojlanishi jarayonida barqaror rivojlanish davrlari va ofatlar davrlari mavjud edi.

Ekotizimlarning biomahsuldorligi.

Ekotizim ishlab chiqaruvchilari quyosh energiyasini sintez qilingan organik moddalarning kimyoviy bog'lanishlarida o'rnatish tezligini aniqlaydi. hosildorlik jamoalar. O'simliklar tomonidan vaqt birligida hosil bo'lgan organik massa deyiladi jamiyatning birlamchi ishlab chiqarishi. Mahsulotlar miqdoriy jihatdan o'simliklarning nam yoki quruq massasida yoki energiya birliklarida - joulning ekvivalent sonida ifodalanadi.

Yalpi birlamchi ishlab chiqarish- fotosintezning ma'lum tezligida vaqt birligida o'simliklar tomonidan yaratilgan moddaning miqdori. Ushbu ishlab chiqarishning bir qismi o'simliklarning hayotiy faoliyatini ta'minlashga (nafas olishga sarflash) ketadi. Bu qism juda katta bo'lishi mumkin, u yalpi mahsulotning 40 dan 70% gacha. Yaratilgan organik massaning qolgan qismi o'simliklarning o'sishi miqdorini, iste'molchilar va parchalanuvchilar uchun energiya zaxirasini ifodalovchi sof birlamchi ishlab chiqarishni tavsiflaydi. Oziq-ovqat zanjirlarida qayta ishlanib, u geterotrof organizmlarning massasini to'ldirish uchun ishlatiladi. Vaqt birligida iste'molchilar massasining o'sishi jamiyatning ikkilamchi mahsulotlari. Har bir trofik daraja uchun alohida hisoblanadi, chunki Ularning har birida massaning ko'payishi avvalgisidan keladigan energiya tufayli sodir bo'ladi. Trofik zanjirlarga kiritilgan geterotroflar oxir-oqibat jamiyatning sof birlamchi mahsuloti hisobidan yashaydi. Turli ekotizimlarda ular uni har xil to'liqlik bilan iste'mol qiladilar. Agar oziq-ovqat zanjirlarida birlamchi ishlab chiqarish tezligi o'simliklarning o'sish tezligidan orqada qolsa, bu ishlab chiqaruvchilarning umumiy biomassasining bosqichma-bosqich o'sishiga olib keladi. Biomassa deganda ma'lum bir guruhdagi yoki umuman butun jamoadagi organizmlarning umumiy massasi tushuniladi. Biomassa ko'pincha ekvivalent energiya birliklarida ifodalanadi.

Axlat mahsulotlarini parchalanish zanjirlarida etarli darajada ishlatmaslik organik moddalarning to'planishiga olib keladi, masalan, botqoqlar torflanganda va sayoz suv havzalari o'sib chiqqanda. Moddalarning muvozanatli aylanishiga ega bo'lgan jamoaning biomassasi nisbatan doimiy bo'lib qoladi, chunki Birlamchi ishlab chiqarishning deyarli barchasi oziqlanish va ko'payish maqsadlarida sarflanadi.

Ekotizimlarni oʻrganishga energetik yondashuvning eng muhim amaliy natijasi Yerning potentsial biologik mahsuldorligini oʻrganish maqsadida 1969 yildan boshlab butun dunyo olimlari tomonidan olib borilayotgan Xalqaro biologik dastur doirasidagi tadqiqotlarni amalga oshirish boʻldi.

Birlamchi biologik mahsulotlarning global taqsimoti nihoyatda notekis. O'simlik hayotidagi eng katta mutlaq o'sish juda qulay sharoitlarda kuniga o'rtacha 25 g ga etadi. Katta maydonlarda hosildorlik 0,1 g / m dan oshmaydi (issiq cho'llar va qutb cho'llari). Yerda quruq organik moddalarning yillik umumiy ishlab chiqarilishi 150-200 mlrd. Uning uchdan bir qismi okeanlarda, uchdan ikki qismi quruqlikda hosil bo'ladi. Erning deyarli barcha sof birlamchi ishlab chiqarishi barcha geterotrof organizmlarning hayotini ta'minlash uchun xizmat qiladi. Iste'molchilar tomonidan to'liq foydalanilmayotgan energiya ularning tanasida, suv havzalarining organik cho'kindilarida va tuproq gumoslarida to'planadi.

Quyosh nurlanishining o'simliklar bilan bog'lanishi samaradorligi issiqlik va namlik etishmasligi, tuproqning noqulay fizik-kimyoviy xususiyatlari va boshqalar bilan kamayadi. O'simliklarning mahsuldorligi nafaqat bir iqlim zonasidan ikkinchisiga o'tish paytida, balki har bir zona ichida ham o'zgaradi.

Dunyoning beshta qit'asi uchun o'rtacha hosildorlik nisbatan kam farq qiladi. Istisno Janubiy Amerika bo'lib, ularning aksariyatida o'simliklarning rivojlanishi uchun sharoitlar juda qulaydir.

Aholining oziqlanishi asosan er maydonining qariyb 10 foizini (taxminan 1,4 milliard gektar) egallagan qishloq xoʻjaligi ekinlari bilan taʼminlanadi. Madaniy o'simliklarning yillik umumiy o'sishi erning umumiy unumdorligining taxminan 16% ni tashkil qiladi, ularning asosiy qismi o'rmonlarda. Hosilning taxminan 1/2 qismi to'g'ridan-to'g'ri inson ovqatlanishiga ketadi, qolgan qismi uy hayvonlarini boqish uchun ishlatiladi, sanoatda ishlatiladi va chiqindilarda yo'qoladi. Umuman olganda, odamlar Yerning asosiy ishlab chiqarishining taxminan 0,2 foizini iste'mol qiladilar.

O'simlik oziq-ovqatlari hayvonlar uchun oziq-ovqatdan ko'ra odamlar uchun energiya jihatidan arzonroqdir. Qishloq xo'jaligi hududlari mahsulotlardan oqilona foydalanish va taqsimlash bilan Yerning hozirgi aholisidan taxminan ikki baravar ko'p bo'lishi mumkin. Ammo bu juda ko'p mehnat va kapital qo'yilmalarni talab qiladi. Ayniqsa, aholini ikkilamchi mahsulotlar bilan ta’minlash qiyin. Insonning ratsionida kuniga kamida 30 g protein bo'lishi kerak. Yerdagi mavjud resurslar, shu jumladan chorvachilik mahsulotlari, quruqlikda va okeanda baliq ovlash natijalari har yili Yerning zamonaviy aholisi ehtiyojlarining qariyb 50 foizini ta'minlashi mumkin. Shunday qilib, dunyo aholisining aksariyati protein ochligi holatida va odamlarning katta qismi umumiy to'yib ovqatlanmaslikdan ham aziyat chekmoqda.

Shunday qilib, ekotizimlarning, ayniqsa, ikkilamchi mahsulotlarning biomahsuldorligini oshirish insoniyat oldida turgan asosiy vazifalardan biridir.

6. Biosfera va inson. Noosfera.

Vernadskiy Yerning geologik tarixini tahlil qilib, yangi geologik kuch, insoniyatning ilmiy tafakkuri ta'sirida biosferaning yangi holatga - noosferaga o'tishi borligini ta'kidlaydi. Biroq, Vernadskiy asarlarida moddiy noosferaning o'zgargan biosfera sifatidagi mohiyatini to'liq va izchil talqin qilish mumkin emas. Ba'zi hollarda u noosfera haqida kelasi zamonda (u hali kelmagan), boshqalarida esa hozirgi vaqtda (biz unga kiryapmiz) yozgan, ba'zan esa noosferaning shakllanishini Homo sapiensning paydo bo'lishi bilan bog'lagan. sanoat ishlab chiqarishining paydo bo'lishi. Shuni ta'kidlash kerakki, Vernadskiy mineralog sifatida insonning geologik faoliyati haqida yozganida, u hali "noosfera" va hatto "biosfera" tushunchalarini ishlatmagan edi. U o'zining tugallanmagan "Ilmiy fikr sayyoraviy hodisa sifatida" asarida Yerda noosferaning shakllanishi haqida batafsil yozgan, lekin asosan fan tarixi nuqtai nazaridan.

Xo'sh, noosfera nima: utopiyami yoki haqiqiy omon qolish strategiyasimi? Vernadskiyning asarlari qo'yilgan savolga aniqroq javob berishga imkon beradi, chunki ular noosferaning shakllanishi va mavjudligi uchun zarur bo'lgan bir qator aniq shartlarni ko'rsatadi. Biz ushbu shartlarni sanab o'tamiz:

1. butun sayyorada odamlarning joylashishi;

2. mamlakatlar o'rtasidagi aloqa va almashinuv vositalarining keskin o'zgarishi;

3. Erning barcha mamlakatlari o'rtasidagi aloqalarni, shu jumladan siyosiy aloqalarni mustahkamlash;

4. biosferada sodir bo'ladigan boshqa geologik jarayonlardan insonning geologik rolining ustunligining boshlanishi;

5. biosfera chegaralarini kengaytirish va koinotga chiqish;

6. yangi energiya manbalarini ochish;

7. barcha irq va din vakillarining tengligi;

8. tashqi va ichki siyosat masalalarini hal etishda xalqning rolini oshirish;

9. ilmiy fikr va ilmiy izlanishlarning diniy, falsafiy va siyosiy tuzilmalar tazyiqidan erkinligi hamda davlat tizimida erkin ilmiy fikr uchun qulay sharoitlar yaratish;

10. xalq ta’limining puxta o‘ylangan tizimi va mehnatkashlar farovonligini oshirish. To'yib ovqatlanmaslik va ochlik, qashshoqlikning oldini olish va kasalliklarni sezilarli darajada kamaytirish uchun real imkoniyat yaratish;

11. Yerning birlamchi tabiatini, uni son jihatdan ko'payib borayotgan aholining barcha moddiy, estetik va ma'naviy ehtiyojlarini qondirishga qodir bo'lishi uchun oqilona o'zgartirish;

12.jamiyat hayotidan urushlarni chiqarib tashlash.

7. Biosfera taraqqiyotida inson omilining roli.

Noosfera haqidagi ta'limotning markaziy mavzusi biosfera va insoniyatning birligidir. Vernadskiy o'z asarlarida ana shu birlikning ildizlarini, biosferani tashkil etishning insoniyat taraqqiyotidagi ahamiyatini ochib beradi. Bu biosfera evolyutsiyasida insoniyat tarixiy taraqqiyotining o'rni va rolini, uning noosferaga o'tish qonuniyatlarini tushunish imkonini beradi.

Vernadskiyning noosfera nazariyasi asosida yotgan asosiy g‘oyalardan biri shundaki, inson o‘z-o‘ziga yetarli jonli mavjudot emas, o‘z qonunlari bo‘yicha alohida yashaydi, u tabiat ichida birga yashaydi va uning bir qismidir. Bu birlik, birinchi navbatda, Vernadskiy biogeokimist sifatida ko'rsatishga harakat qilgan muhit va insonning funktsional uzluksizligi bilan bog'liq. Insoniyatning o'zi tabiiy hodisa va biosferaning ta'siri nafaqat hayot muhitiga, balki fikrlash tarziga ham ta'sir qilishi tabiiy.

Ammo nafaqat tabiat odamlarga ta'sir qiladi, balki fikr-mulohazalar ham mavjud. Bundan tashqari, u insonning atrof-muhitga jismoniy ta'sirini aks ettiruvchi yuzaki emas, u ancha chuqurroqdir. Buni sayyoraviy geologik kuchlar so'nggi paytlarda sezilarli darajada faollashgani tasdiqlaydi. “...atrofimizdagi geologik kuchlarning harakatini tobora aniqroq ko‘ramiz. Bu tasodifan, ilmiy ongga Homo sapiensning geologik ahamiyati haqidagi ishonchning kirib borishi, biosferaning yangi holati - noosferaning aniqlanishi bilan mos keldi va uni ifodalash shakllaridan biri hisoblanadi. Bu, albatta, birinchi navbatda, tirik materiya asosiy rol o'ynaydigan biosfera doirasidagi tabiiy ilmiy ish va tafakkurning aniqlanishi bilan bog'liq.” Shunday qilib, so'nggi paytlarda tirik mavjudotlarning atrofdagi tabiatdagi aksi keskin o'zgardi. Buning yordamida evolyutsiya jarayoni minerallar maydoniga o'tadi. Tuproq, suv va havo keskin o'zgarib bormoqda. Ya'ni, turlar evolyutsiyasining o'zi geologik jarayonga aylandi, chunki evolyutsiya jarayonida yangi geologik kuch paydo bo'ldi. Vernadskiy shunday deb yozgan edi: "Turlar evolyutsiyasi biosfera evolyutsiyasiga o'tadi".

Vernadskiy biosfera evolyutsiyasi va insoniyatning tarixiy rivojlanishi bilan tayyorlangan noosferaning muqarrarligini ko'rdi. Noosferik yondashuv nuqtai nazaridan jahon tsivilizatsiyasi rivojlanishidagi zamonaviy og'riqli nuqtalar boshqacha ko'rinadi. Biosferaga vahshiy munosabat, global ekologik halokat tahdidi, ommaviy qirg'in vositalarini ishlab chiqarish - bularning barchasi o'tkinchi ahamiyatga ega bo'lishi kerak. Zamonaviy sharoitda hayotning kelib chiqishiga, biosferani tashkil etishga tubdan burilish masalasi tashvishli qo'ng'iroq, biosfera - sayyoraviy jihatda fikrlash va harakat qilishga chaqiriq kabi yangradi.

Biosferaning ekologik muammolari.

Biosferaning ekologik muammolari - issiqxona effekti, ozon qatlamining emirilishi, biosferada kislorod va uglerod aylanishi jarayonini buzadigan o'rmonlarning ommaviy kesilishi, ishlab chiqarish, qishloq xo'jaligi, energiya ishlab chiqarish chiqindilari (GESlar tabiatga va odamlarga zarar etkazadi. - suv omborlari uchun keng maydonlarni suv bosishi, daryolarning yuqori oqimida tuxum qo'yish uchun ko'tariladigan anadrom va yarim anadrom baliqlarning ko'chish yo'llaridagi engib bo'lmaydigan to'siqlar, suvning turg'unligi, oqimning sekinlashishi, bu barcha tiriklarning hayotiga ta'sir qiladi. daryoda va daryo yaqinida yashovchi jonzotlar; suvning mahalliy ko'payishi suv ombori tuprog'iga ta'sir qiladi, bu suv toshqini, botqoqlanish, qirg'oq eroziyasi va ko'chkilarga olib keladi; seysmikligi yuqori bo'lgan joylarda to'g'onlar xavfi mavjud). Bularning barchasi global ekologik inqirozga olib keladi va atrof-muhitni oqilona boshqarishga darhol o'tishni talab qiladi.

Tabiatni muhofaza qilish va atrof-muhitni oqilona boshqarish istiqbollari.

Tabiiy resurslardan oqilona foydalanish vaziyatdan chiqishning yagona yo'lidir.

Tabiiy resurslarni boshqarishning umumiy maqsadi tabiiy va sun'iy (masalan, qishloq xo'jaligi) ekotizimlardan foydalanishning eng yaxshi yoki optimal usullarini topishdir. Ekspluatatsiya deganda hosilni yig'ish va xo'jalik faoliyatining ayrim turlarining biogeotsenozlarning mavjudligi sharoitlariga ta'siri tushuniladi.

Optimal tabiiy resurslarni boshqarish tizimini yaratish muammosini hal qilish bir emas, balki ko'plab optimallashtirish mezonlarining mavjudligi bilan sezilarli darajada murakkablashadi. Bularga quyidagilar kiradi: maksimal hosil olish, ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish, tabiiy landshaftlarni saqlash, jamoalarning turlar xilma-xilligini saqlash, atrof-muhitning tozaligini ta'minlash, ekotizimlar va ularning komplekslarining normal ishlashini ta'minlash.

Atrof-muhitni muhofaza qilish va tabiiy resurslarni tiklash quyidagilarni o'z ichiga olishi kerak:

zararkunandalarga qarshi kurashning oqilona strategiyasi, agrotexnik amaliyotlarni bilish va ularga rioya qilish, mineral o‘g‘itlar dozalari, ekologik agrotsenozlar va ularda sodir bo‘ladigan jarayonlarni, shuningdek, ularning tabiiy tizimlar bilan chegaralarini yaxshi bilish;

Texnologiyani takomillashtirish va tabiiy resurslarni qazib olish;

Kondan barcha foydali komponentlarni maksimal darajada to'liq va har tomonlama qazib olish;

Konlardan foydalangandan keyin erning meliorativ holatini yaxshilash;

Ishlab chiqarishda xomashyodan tejamkor va chiqindisiz foydalanish;

Chuqur tozalash va ishlab chiqarish chiqindilaridan foydalanish texnologiyalari;

Mahsulotlar endi ishlatilmagandan keyin materiallarni qayta ishlash;

Tarqalgan foydali qazilmalarni qazib olish imkonini beruvchi texnologiyalardan foydalanish;

Kam mineral birikmalar uchun tabiiy va qazilma o'rnini bosuvchi moddalardan foydalanish;

Yopiq ishlab chiqarish tsikllari (ishlab chiqish va qo'llash);

Energiyani tejovchi texnologiyalarni qo'llash;

Yangi ekologik toza energiya manbalarini ishlab chiqish va ulardan foydalanish.

Umuman olganda, atrof-muhitni muhofaza qilish va tabiiy resurslarni tiklash maqsadlari quyidagilarni o'z ichiga olishi kerak:

Mahalliy va global mantiqiy monitoring, ya'ni. atrof-muhitning eng muhim belgilarining holatini, atmosferada, suvda, tuproqda zararli moddalar kontsentratsiyasini o'lchash va nazorat qilish;

O'rmonlarni yong'inlar, zararkunandalar, kasalliklardan tiklash va saqlash;

Qo'riqxonalar, etalon ekotizimlar zonalari, noyob tabiiy komplekslarni kengaytirish va ko'paytirish;

o'simlik va hayvonlarning noyob turlarini muhofaza qilish va ko'paytirish;

Aholini keng ta'lim va ekologik tarbiyalash;

Atrof-muhitni muhofaza qilishda xalqaro hamkorlik.

Inson faoliyatining barcha sohalarida tabiatga munosabatni shakllantirish, tabiiy resurslardan oqilona foydalanish, kelajakning ekologik toza texnologiyalarini rivojlantirishga qaratilgan bunday faol ishlar bugungi kunning ekologik muammolarini hal etish va tabiat bilan uyg'un hamkorlikka o'tish imkonini beradi. .

Hozirgi vaqtda iste’molchining tabiatga munosabati, uning boyliklarini tiklash choralarini ko‘rmasdan tortib olish o‘tmishga aylanib bormoqda. Tabiiy resurslardan oqilona foydalanish va tabiatni inson xo‘jalik faoliyatining halokatli oqibatlaridan muhofaza qilish muammosi davlat ahamiyatiga ega bo‘lmoqda.

Tabiatni muhofaza qilish va atrof-muhitni oqilona boshqarish murakkab muammo bo'lib, uning yechimi ham ekotizimlarni saqlashga qaratilgan davlat chora-tadbirlarini izchil amalga oshirishga, ham iqtisodiy jihatdan samarali va jamiyat uchun o'zini o'zi moliyalashtirish uchun foydali bo'lgan ilmiy bilimlarni kengaytirishga bog'liq. farovonlik.

Atmosferadagi zararli moddalar uchun odamlar uchun sezilarli oqibatlarga olib kelmaydigan maksimal ruxsat etilgan kontsentratsiyalar qonuniy ravishda belgilanadi. Atmosfera havosining ifloslanishining oldini olish maqsadida yoqilg‘ining to‘g‘ri yonishini ta’minlash, gazlashtirilgan markaziy isitish tizimiga o‘tish, sanoat korxonalarida tozalash inshootlarini o‘rnatish bo‘yicha chora-tadbirlar ishlab chiqildi. Tozalash inshootlari havoni ifloslanishdan himoya qilishdan tashqari, xom ashyoni tejash va ko'plab qimmatbaho mahsulotlarni ishlab chiqarishga qaytarish imkonini beradi. Masalan, chiqarilgan gazlardan oltingugurtni olish oltingugurt kislotasi ishlab chiqarishni ko'paytirishga imkon beradi; sementni qo'lga kiritish bir nechta zavodlarning mahsuldorligiga teng mahsulot tejaydi. Alyuminiy eritish zavodlarida quvurlarga filtrlarni o'rnatish ftoridning atmosferaga chiqishini oldini oladi. Tozalash inshootlarini qurishdan tashqari, chiqindi hosil bo'lishini minimallashtiradigan texnologiya izlanmoqda. Xuddi shu maqsadga avtomobil dizaynini takomillashtirish va yoqilg'ining boshqa turlariga (suyultirilgan gaz, etil spirti) o'tish orqali erishiladi, ularning yonishi kamroq zararli moddalar hosil qiladi. Shahar ichida harakatlanish uchun elektr motorli avtomobil ishlab chiqilmoqda. Shahar va yashil maydonlarni to'g'ri joylashtirish katta ahamiyatga ega. Daraxtlar havoni unda to'xtatilgan suyuq va qattiq zarralardan (aerozollar) tozalaydi va zararli gazlarni o'zlashtiradi. Masalan, oltingugurt dioksidi terak, jo'ka, chinor, ot kashtanlari, fenollar - nilufar, tut, karabuak tomonidan yaxshi so'riladi.

Maishiy va sanoat chiqindi suvlari mexanik, fizik va biologik tozalashdan o'tkaziladi. Biologik tozalash mikroorganizmlar tomonidan erigan organik moddalarni yo'q qilishni o'z ichiga oladi. Suv faqat fenollar, yog 'kislotalari, spirtlar, uglevodorodlar va boshqalarni oksidlovchi mikroorganizmlarni o'z ichiga olgan faol loy deb ataladigan maxsus tanklar orqali o'tkaziladi.

Chiqindilarni tozalash barcha muammolarni hal qilmaydi. Shu sababli, tobora ko'proq korxonalar yangi texnologiyaga - tozalangan suv ishlab chiqarishga qayta kiritiladigan yopiq tsiklga o'tmoqda. Yangi texnologik jarayonlar sanoat ehtiyojlari uchun zarur bo'lgan suv miqdorini o'nlab marta kamaytirish imkonini beradi.

Er qa'rini muhofaza qilish, birinchi navbatda, organik resurslardan kompleks foydalanishda ularning samarasiz isrof qilinishining oldini olishdan iborat. Masalan, yer osti yong‘inlarida ko‘p ko‘mir yo‘qoladi, neft konlaridagi alangalarda yonuvchi gaz yonadi. Rudalardan metallarni kompleks ajratib olish texnologiyasining rivojlanishi titan, kobalt, volfram, molibden va boshqalar kabi qo'shimcha qimmatli elementlarni olish imkonini beradi.

Qishloq xo'jaligi mahsuldorligini oshirishda qishloq xo'jaligi texnologiyasini to'g'ri bajarish va maxsus tuproqni muhofaza qilish tadbirlarini amalga oshirish katta ahamiyatga ega. Masalan, jarlarga qarshi kurash o'simliklar - daraxtlar, butalar, o'tlar ekish orqali muvaffaqiyatli amalga oshiriladi. O'simliklar tuproqni yuvilishdan himoya qiladi va suv oqimining tezligini pasaytiradi. Daralarni yetishtirish ulardan xo‘jalik maqsadlarida foydalanish imkonini beradi. Kuchli ildiz tizimiga ega bo'lgan Amerikadan import qilingan amorfa ekish nafaqat tuproq yo'qotilishining oldini oladi: o'simlikning o'zi yuqori ozuqa qiymatiga ega loviya ishlab chiqaradi. Dara bo'ylab ko'chatlar va ekinlarning xilma-xilligi doimiy biotsenozlarning shakllanishiga yordam beradi. Qushlar chakalakzorlarga joylashadilar, bu zararkunandalarga qarshi kurashda unchalik ahamiyatga ega emas. Dashtlardagi himoya o'rmon plantatsiyalari dalalarning suv va shamol eroziyasini oldini oladi. Zararkunandalarga qarshi kurashning biologik usullarini ishlab chiqish qishloq xo‘jaligida pestitsidlardan foydalanishni kamaytirish imkonini beradi. Hozirgi vaqtda 2000 turdagi o'simlik, 236 turdagi sutemizuvchilar va 287 turdagi qushlar himoyaga muhtoj. Xalqaro tabiatni muhofaza qilish ittifoqi yoʻqolib ketish xavfi ostida turgan turlar haqida maʼlumot beruvchi va ularni asrash boʻyicha tavsiyalar beruvchi maxsus “Qizil kitob”ni taʼsis etgan. Yo'qolib borayotgan hayvonlarning ko'p turlari endi o'z sonini tikladi. Bu elk, sayg'oq, oqsoqol va eider uchun amal qiladi.

O'simlik va hayvonot dunyosini saqlashga qo'riqxonalar va qo'riqxonalarni tashkil etish yordam beradi. Qo‘riqxonalar noyob va yo‘qolib ketish xavfi ostida turgan turlarni muhofaza qilish bilan bir qatorda, qimmatli iqtisodiy xususiyatlarga ega yovvoyi hayvonlarni xonakilashtirish uchun asos bo‘lib xizmat qiladi. Qo'riqxonalar, shuningdek, hududda yo'qolib ketgan hayvonlarni ko'chirish va mahalliy faunani boyitishga yordam beradigan markazlardir. Shimoliy Amerika muskrati qimmatbaho mo'yna bilan ta'minlab, Rossiyada muvaffaqiyatli ildiz otdi. Arktikaning og'ir sharoitida Kanada va Alyaskadan olib kelingan mushk ho'kizi muvaffaqiyatli ko'payadi. Asr boshida deyarli yo‘qolib ketgan qunduzlar soni qayta tiklandi.

Shunga o'xshash misollar juda ko'p. Ular tabiatga g‘amxo‘rlik qilish, o‘simlik va hayvonlar biologiyasini chuqur bilishga asoslangan holda, nafaqat uni saqlab qolish, balki katta iqtisodiy samara ham berishini ko‘rsatadi.

Ko'pchilik tabiatni faqat odamlar uchun haqiqiy yoki potentsial foydalari tufayli himoya qilish kerak deb hisoblaydi, bu yondashuv dunyoga antropotsentrik (insonga yo'naltirilgan) qarash deb ataladi. Ba'zi odamlar biosentrik dunyoqarashga amal qiladilar va har qanday turning yo'q bo'lib ketishini tezlashtirish inson uchun noloyiq ekanligiga ishonch hosil qilishadi, chunki inson er yuzidagi boshqa turlardan muhimroq emas. "Insonning boshqa turlardan ustunligi yo'q, chunki hamma narsa behuda", - deb ishonishadi ular. Boshqalar esa ekotsentrik (markaz-ekotizim) nuqtai nazarga ega va faqat erning hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlarini saqlashga qaratilgan harakatlar oqlanadi, deb hisoblashadi.

XULOSA.

Shunday qilib, biz o'sha o'ziga xos belgilarning barchasi, noosferani biosferaning ilgari mavjud bo'lgan holatlaridan ajratish uchun V.I.Vernadskiy ko'rsatgan barcha yoki deyarli barcha shart-sharoitlar mavjudligini ko'ramiz. Uning shakllanish jarayoni bosqichma-bosqich davom etadi va biosferaning noosferaga o'tishini tugallangan deb hisoblash mumkin bo'lgan yilni yoki hatto o'n yilni aniq ko'rsatish hech qachon mumkin bo'lmaydi. Albatta, bu masala bo'yicha fikrlar turlicha bo'lishi mumkin. F.T.Yanshina shunday deb yozadi: “Akademik V.I.Vernadskiyning biosferaning noosferaga oʻtishi haqidagi taʼlimoti utopiya emas, balki butun insoniyatning yashash va oqilona kelajakka erishishning haqiqiy strategiyasidir”. R.K.Balandinning fikri biroz boshqacha: “Biosfera yuqori murakkablik, mukammallik darajasiga o‘tmaydi, balki soddalashtirilgan, ifloslangan, degradatsiyalangan (turlarning misli ko‘rilmagan sur’ati, o‘rmon zonalarini yo‘q qilish, dahshatli yer eroziyasi...) U pastki darajaga o'tadi, ya'ni unda eng faol o'zgartiruvchi va tartibga soluvchi kuch texno-substantsiyaga aylanadi, texnik tizimlar majmui bo'lib, ular orqali inson - asosan beixtiyor - butun hayot sohasini o'zgartiradi." Vernadskiyning o'zi Yerdagi inson boshqaruvining nomaqbul, halokatli oqibatlarini payqab, ularni qandaydir xarajatlar deb hisobladi. U inson ongi, ilmiy faoliyatning insonparvarligi, ezgulik va go‘zallik g‘alabasiga ishongan. U ba'zi narsalarni ajoyib tarzda oldindan ko'rgan, lekin ehtimol u boshqalarda noto'g'ri edi. Noosfera e'tiqod ramzi, ilmiy yutuqlar ta'sirida biosfera jarayonlariga insonning oqilona aralashuvi ideali sifatida qabul qilinishi kerak. Biz bunga ishonishimiz, kelishiga umid qilishimiz, tegishli choralarni ko‘rishimiz kerak.

ADABIYOTLAR RO'YXATI:

1. Chernova N.M., Bylova A.M., Ekologiya. Pedagogika institutlari uchun darslik, M., Prosveshchenie, 1988;

2. Kriksunov E.A., Pasechnik V.V., Sidorin A.P., Ekologiya, M., Bustard nashriyoti, 1995;

3. Umumiy biologiya. Ma'lumotnomalar, V.V.Zaxarov tomonidan tuzilgan, M., Bustard nashriyoti, 1995 yil.

4. "Vernadskiy V.I.: Biosferaning tirik va inert jismlari o'rtasidagi asosiy moddiy va energiya farqi to'g'risida." // "Vladimir Vernadskiy: Biografiya. Tanlangan asarlar. Zamondoshlar xotiralari. Avlodlarning hukmlari." Comp. G.P.Aksenov. - M.: Sovremennik, 1993 yil.

5. V.I.Vernadskiy "Tabiatshunosning mulohazalari. - Ilmiy fikr sayyora hodisasi sifatida". M., Nauka, 1977 yil. "Hayot hodisalarini o'rganish va yangi fizika", 1931; Biogeokimyoviy insholar. M.-L., SSSR Fanlar akademiyasi nashriyoti, 1940 y

6. Shanba. "Biosfera" moddasi. "Noosfera haqida bir necha so'z" M., Mysl, 1967.

7. "V.I. Vernadskiy. Biografiya uchun materiallar" M., "Yosh gvardiya" nashriyoti, 1988 yil.

8. Lapo A.V. "O'tmishdagi biosferalarning izlari." - Moskva, 1979 yil.

Biosfera haqida tushuncha. Biosfera o'simliklar, hayvonlar va mikroorganizmlarni o'z ichiga olgan hayot qobig'i. Muayyan ma'noda inson biologik tur sifatida, tuproq esa tirik organizmlar faoliyati mahsuli sifatida biosfera deb tasniflanishi mumkin.

"Biosfera" atamasi birinchi marta 1875 yilda E. Suess (avstriyalik geolog) tomonidan qo'llanilgan va biosfera haqidagi ta'limot faqat 20-asr boshlarida V.I.ning asarlari bilan yaratilgan. Vernadskiy.

Hozirgi vaqtda "biosfera" atamasi ikki xil ma'noda talqin qilinadi: keng ma'noda - biosfera geografik konvert bilan belgilanadi (yagona farq bilan geografik konvert biosferadan kattaroqdir); tor ma'noda biosfera kino, "hayot to'plami" bo'lib, Yerning boshqa qobiqlari bilan parallel ravishda ko'rib chiqiladi.

Biosferaning yuqori chegarasi 25-27 km balandlikda joylashgan ozon ekrani sifatida qabul qilinadi (bu balandlikda ba'zi sporlar va bakteriyalar hali ham topilishi mumkin). Biosferaning pastki chegarasi litosferada 3-5 km chuqurlikda (organogen jinslar paydo bo'lgan va bakteriyalar mavjud bo'lishi mumkin) o'tadi. Bu chegaralar biosfera uchun belgilanadi, keng ma'noda tushuniladi.

Hayotning eng katta kontsentratsiyasi nisbatan tor chegaralarda, uchta muhitning aloqa zonasida joylashgan: suv, havo va quruqlik (tuproq). Ko'pchilik

Gidrosfera, troposferaning quyi qismi va tuproqda aholi yashaydi. Tirik materiyaning eng yuqori kontsentratsiyasiga ega bo'lgan bu nozik gorizont deyiladi biostroma (jonli qopqoq).

Hayotning paydo bo'lishi taxminan 3 milliard yil oldin (Arxeyning oxirida) sayoz suv havzalarida sodir bo'lgan, ulardan hayot okeanga, keyin esa quruqlikka (ozon pardasi, suv yo'qligida) tarqaldi. zararli ultrabinafsha nurlanishni to'sishda yaxshi edi). Hayotning paydo bo'lishi davrida Yerdagi iqlim issiq va nam edi.

Uzoq vaqt davomida hayot geografik qobiqda dog'larda "joylashgan", ya'ni. biosfera kam rivojlangan va juda uzluksiz edi. Geologik tarix davomida tirik organizmlarning xilma-xilligi oshdi, ularning tashkil etilishi murakkablashdi va umumiy massasi ortdi. Hayotning rivojlanishi notekis edi. Ba'zi turlar arxeydan hozirgi kungacha saqlanib qolgan (masalan, ko'k-yashil suvo'tlar), boshqa yo'nalishlarning rivojlanishi hayotning murakkab shakllari (primatlar, odamlar) paydo bo'lishiga olib keldi, boshqalarning rivojlanishi ularning yo'q bo'lib ketishi bilan yakunlandi ( dinozavrlar, mamontlar va boshqalar).

Biosferaning butun tarixi davomida 500 millionga yaqin tur mavjud bo'lgan, ammo hozirda faqat 2 millionga yaqin tur mavjud.

Tirik organizmlarning er yuzida keng tarqalishiga ularning turli xil atrof-muhit sharoitlariga moslashish qobiliyati va ko'payish qobiliyatining yuqoriligi yordam berdi. Shunday qilib, mikroorganizmlar Islandiya geyzerlarida +93 o C haroratda va hatto abadiy muzli tuproqlarda juda past haroratlarda topilgan. Ba'zi bakteriyalar sporalari +100 o C va -200 o C dan past haroratlarda yashovchan bo'lib qoladi. Bakteriyalardan birining nasli tegishli qulay sharoitlarda 5 kun ichida butun Jahon okeanini to'ldirishi mumkin, yonca esa butun sirtni qoplaydi. Yerning 11 yil ichida.

Hozirgi vaqtda biosferaning tarkibida hayvonlar ustunlik qiladi - 1,7 millionga yaqin tur mavjud. Yerda 400 mingga yaqin o'simlik turlari mavjud, ammo o'simlik moddalarining massasi hayvonlarning massasidan bir necha baravar ko'p. O'simliklar Yerning umumiy biomassasining deyarli 97% va hayvonlar va mikroorganizmlar massasining atigi 3% ni tashkil qiladi. Biomassaning katta qismi quruqlikda joylashgan bo'lib, u okean biomassasidan 1000 baravar ko'pdir. Okeandagi turlarning xilma-xilligi ancha zaif.

Quruqlikdagi o'simliklar deyarli uzluksiz qoplamni - fitosferani hosil qiladi. O'simlik massasi er usti (novdalari, barglari, ignalari bo'lgan tanasi; butalar, o'tli va mox-likon qoplami) va er osti (o'simlik ildizlari) dan iborat. Masalan, aralash oʻrmon uchun oʻsimlik massasi deyarli 400 t/ga, shundan yer usti qismi 300 t/ga, yer osti qismi esa 100 t/ga ni tashkil qiladi. Quruqlikda biomassa odatda qutblardan ekvatorgacha ko'payadi va o'simlik va hayvon turlarining soni bir xil yo'nalishda ko'payadi. Tundrada biomassa taxminan 12 t/ga, taygada 320 t/ga, aralash va bargli oʻrmonlarda 400 t/ga, dashtlarda 25 t/ga, choʻllarda esa 12 t/ga gacha kamayadi. t/ga, savannalarda yana 100 t/ga va undan koʻproqqa koʻtariladi, tropik oʻrmonlarda maksimal 500 t/ga etadi. O'simlik va hayvon turlarining eng kam soni Arktika cho'llari va tundralarida, eng ko'pi ekvatorial o'rmonlarda.

Quruqlikdagi o'simliklar barcha quruqlik biomassasining 99% dan ortig'ini, hayvonlar va mikroorganizmlarni esa 1% dan kamrog'ini o'z ichiga oladi. Okeanda bu nisbat teskari: o'simliklar 6% dan ortiq, hayvonlar va mikroorganizmlar esa taxminan 94% ni tashkil qiladi. Okeanning umumiy biomassasi butun biosfera biomassasining atigi 0,13% ni tashkil qiladi, garchi okean 71% ga teng maydonni egallaydi. Shunday qilib, ochiq okean mohiyatan suv cho'lidir.

Keling, biosferaning tarkibiy qismlarini va ularning Yerning geografik qobig'idagi rolini batafsil ko'rib chiqaylik.

Mikroorganizmlar (mikroblar) hayot shakllarining eng kichigi va hamma joyda keng tarqalgan. Mikroblar 17-asrda kashf etilgan. A. Levenguk. Mikroblarning quyidagi guruhlari ajralib turadi:

a) tuzilishi bo'yicha: bir hujayrali organizmlar (suv o'tlari, zamburug'lar, bir hujayrali oddiylar) - ular murakkab turdagi nisbatan katta hujayraga ega (eukariotlar); bakteriyalar strukturaviy jihatdan oddiyroq organizmlar (prokaryotlar);

b) kimyoviy xususiyatlariga ko'ra (biokimyoviy jarayonlar uchun energiya manbai): fotosintetik mikroorganizmlar - energiya manbai sifatida Quyoshning nurlanish energiyasidan foydalanadi va karbonat angidridni organik uglerodga aylantiradi (birlamchi ishlab chiqaruvchilar); heterotrof mikroorganizmlar - organik uglerod molekulalarini (molekulyar yirtqichlar) parchalash orqali energiya olish; fotosintetik va geterotrof mikroorganizmlar geografik konvertda juda katta rol o'ynaydi: ular Yerda mavjud bo'lgan uglerodni doimiy harakatda saqlaydi;

v) kisloroddan foydalanish bo'yicha: aerob - kislorodni iste'mol qilish; anaerobik - kislorodni iste'mol qilmang.

Mikroorganizmlar turlarining soni juda katta va ular Yerning hamma joyida tarqalgan. Ular organik moddalarni parchalaydi, atmosfera azotini o'zlashtiradi va hokazo.

O'simliklar - organik dunyo shohliklaridan biri. Ularning boshqa tirik organizmlardan asosiy farqi noorganiklardan organik moddalar hosil qilish qobiliyatidir, shuning uchun ular deyiladi. avtotroflar . Shu bilan birga, yashil o'simliklar fotosintez - quyosh energiyasini organik moddalarga aylantirish jarayonini amalga oshiradi. O'simliklar Yerdagi boshqa barcha hayot shakllari uchun asosiy oziq-ovqat va energiya manbai hisoblanadi.

O'simliklar Yerdagi kislorod manbai (ekvatorial o'rmonlar sayyoramizning "o'pkasi" deb ataladi). O'simliklar asosiy ishlab chiqaruvchilar - ishlab chiqaruvchilar hisoblanadi. O'simliklar butun insoniyatni oziqlantiradi va oxir-oqibat energiya va xom ashyo manbalari hisoblanadi. O'simliklar tuproqni eroziyadan himoya qiladi, atmosferadagi suv oqimi va gaz tarkibini tartibga soladi.

Hozirgi vaqtda o'simliklarning 400 mingga yaqin turlari ma'lum bo'lib, ular quyi va yuqori turlarga bo'linadi. 20-asrning oʻrtalaridan boshlab. O'simliklar shohligidan mustaqil shohlik ajralib turadi - ilgari quyiroq deb tasniflangan qo'ziqorinlar.

Erdagi 40 ming o'simlik turidan 25 ming turi angiospermlar (gulli o'simliklar). Yerdagi eng boy flora bu tropiklar florasidir.

Hayvonlar - organik dunyo shohliklaridan birini tashkil etuvchi organizmlar. Hayvonlar geterotroflar , ya'ni. tayyor organik birikmalar bilan oziqlanadi. Deyarli barcha hayvonlar faol harakatchan. Yer yuzida 1,7 milliondan ortiq hayvonlar turlari mavjud bo'lib, ulardan eng ko'p turlari hasharotlardir (taxminan 1 million).

Hayvonlar ikkilamchi mahsulotlar hosil qiladi, o'simlik qoplamiga, tuproqqa ta'sir qiladi, organik moddalarni yo'q qiladi va minerallashtiradi. Hayvonlar, o'simliklar kabi, inson hayotida katta rol o'ynaydi.

Muayyan ma'noda tuproq ham biosferaning tarkibiy qismi bo'lishi mumkin. Tuproq - o'simlik ildizlari tarqalgan er qobig'ining yuqori bo'sh unumdor qatlami. Tuproq ikki asosiy qismdan tashkil topgan murakkab shakllanishdir: mineral (buzilgan jinslar) va organik (gumus). Tuproqlar Yer yuzasining katta qismini yupqa qatlam bilan qoplaydi - 0 dan 2 m gacha.

Tuproqning muhim xususiyati uning unumdorligi, ya'ni. tuproqning o'simliklar hosil qilish qobiliyati. Tuproq o'simliklarning o'sishi va ko'p sonli tirik mavjudotlarning yashash muhiti uchun asosdir. Tuproqlar suv muvozanatini tartibga soladi va landshaftning shakllanishiga ta'sir qiladi. Mashhur rus tuproqshunosi V.V.Dokuchaev tuproqlarni “manzara ko‘zgusi” deb atagan.

Tuproqlar quyosh energiyasini to'playdi va aylantiradi. Tuproq qishloq xoʻjaligi ishlab chiqarishining asosidir.

Biosferada biologik (kichik) tsikl doimiy ravishda sodir bo'ladi. Tirik organizmlarning atmosfera, gidrosfera va litosfera bilan o'zaro ta'siri moddalar va energiyaning biologik aylanishi orqali sodir bo'ladi.

Biologik tsikl ikki jarayondan iborat:

– quyosh energiyasi ta’sirida tirik materiyaning jonsiz moddalardan hosil bo‘lishi;

– organik moddalarning parchalanishi va oddiy mineralga (inert) aylanishi.

Birinchi jarayon quruqlikda va okeanda (suvda) yashil o'simliklar tomonidan amalga oshiriladigan fotosintez bilan bog'liq. O'simlikning yashil bargida xlorofill ishtirokida quyosh nuri ta'sirida karbonat angidrid va suvdan organik moddalar hosil bo'ladi va erkin kislorod ajralib chiqadi. Bundan tashqari, ildiz tizimiga ega o'simliklar tuproqdan eruvchan mineral moddalarni o'zlashtiradi: azot, kaliy, kaltsiy, oltingugurt, fosfor tuzlari - shuningdek, bu moddalarni organiklarga aylantiradi.

Organik moddalarning parchalanishi asosan mikroorganizmlar ta'sirida sodir bo'ladi. Mikroorganizmlar o'zlarining hayotiy jarayonlari uchun organik moddalardan foydalanadilar va uning bir qismi yangi organik moddalar (mikroorganizm tanasi) shakllanishiga ketsa ham, organik moddalarning muhim qismi minerallashgan, ya'ni. organik moddalar eng oddiy birikmalariga parchalanadi.

Organik moddalarning hosil bo'lishi va yo'q qilinishi qarama-qarshi, ammo ajralmas jarayonlardir. Ulardan birining yo'qligi muqarrar ravishda hayotning yo'q bo'lib ketishiga olib keladi. Zamonaviy hayot biologik aylanish tufayli Yerda mavjud.

Biologik tsikl tufayli tirik organizmlar Yerning barcha qobiqlariga ta'sir qiladi. Shunday qilib, Yer atmosferasidagi deyarli barcha kislorod biogen kelib chiqadi. Agar fotosintez jarayoni to'xtasa, erkin kislorod tezda yo'qoladi.

Gidrosferada tirik mavjudotlarning roli ham katta. Organizmlar doimiy ravishda suvni iste'mol qiladi va chiqaradi. Transpiratsiya jarayoni (suvning o'simliklar tomonidan bug'lanishi) ayniqsa kuchli. Okean suvlarining gaz va tuz tarkibi tirik organizmlarning faoliyati bilan ham belgilanadi. Quruqlik suvlari ham asosan tirik organizmlar ta'sirida kimyoviy faollashadi.

Litosferaga tirik organizmlarning ta'siri ayniqsa chuqur va xilma-xildir. U togʻ jinslarining buzilishida (biologik nurash), organogen jinslar: ohaktosh, torf, qoʻngʻir va toshkoʻmir, neft, gaz, slanetslar hosil boʻlishida namoyon boʻladi. Yer qobig'ida to'plangan organik moddalar zahirasi juda katta. Ular tirik organik moddalardan ko'p marta ustundir. Temir va marganets rudalari va fosforitlar ham biogen kelib chiqishi mumkin. Ularning shakllanishi maxsus bakteriyalarning faoliyati bilan bog'liq.

Yerda faqat tirik organizmlar ta'sirida tuproqlar paydo bo'lgan. Tuproqlar tirik materiyaning tirik bo'lmagan moddalar bilan o'zaro ta'siri jarayonida hosil bo'lgan murakkab bioinert shakllanish hisoblanadi. Tuproq hosil boʻlishining asosini togʻ tuproq hosil qiluvchi jinslar, tuproq hosil boʻlishining asosiy omillari esa mikroorganizmlar va oʻsimliklar, kamroq darajada tuproq hayvonlari hisoblanadi.

Biosfera (yunoncha bios - hayot, sphaira - shar)- hayot mavjud bo'lgan Yer sayyorasining qobig'i. "Biosfera" atamasining rivojlanishi ingliz geologi Eduard Suesse va rus olimi V.I.Vernadskiy bilan bog'liq. Biosfera litosfera, gidrosfera va atmosfera bilan birgalikda Yerning to'rtta asosiy qobig'ini tashkil qiladi.

"Biosfera" atamasining kelib chiqishi

"Biosfera" atamasi birinchi marta 1875 yilda geolog Eduard Suess tomonidan hayot mavjud bo'lgan Yer yuzasidagi bo'shliqqa ishora qilish uchun kiritilgan. "Biosfera" tushunchasining to'liqroq ta'rifi V.I.Vernadskiy tomonidan taklif qilingan. U birinchi bo'lib hozirgi va o'tmishdagi organizmlarning hayotiy faoliyatini hisobga olgan holda sayyoramizni o'zgartiruvchi kuchning hukmron rolini hayotga tayinladi. Geokimyogarlar "biosfera" atamasini tirik organizmlarning umumiy yig'indisi sifatida belgilaydilar (biologlar va ekologlar "biota" yoki "biota").

Biosferaning chegaralari

Sayyoramizning qutb muzliklaridan tortib ekvatorgacha bo‘lgan har bir qismida tirik organizmlar yashaydi. Mikrobiologiya sohasidagi so'nggi yutuqlar mikroorganizmlarning yer yuzasi ostida chuqur yashashini va, ehtimol, ularning umumiy biomassasi Yer yuzasidagi barcha flora va faunaning biomassasidan ko'p ekanligini ko'rsatdi.

Hozirgi vaqtda biosferaning haqiqiy chegaralarini o'lchash mumkin emas. Odatda, qushlarning aksariyat turlari 650 dan 1800 metrgacha balandlikda uchadi va Puerto-Riko xandaqida baliqlar 8372 metr chuqurlikda topilgan. Ammo sayyorada hayotning yanada ekstremal misollari ham bor. Afrika tulpori yoki Rüppel tulpori 11 000 metrdan yuqori balandliklarda ko'rilgan, tog' g'ozlari odatda kamida 8 300 metr balandlikda ko'chib o'tadi, yovvoyi yaxlari Tibetning tog'li hududlarida dengizdan taxminan 3200 - 5400 metr balandlikda yashaydi. darajada, togʻ echkilari esa 3000 metrgacha balandlikda yashaydi.

Mikroskopik organizmlar ekstremal sharoitlarda yashashga qodir va agar ularni hisobga oladigan bo'lsak, biosferaning qalinligi biz tasavvur qilganimizdan ancha katta. Yer atmosferasining yuqori qatlamlarida 41 km balandlikda baʼzi mikroorganizmlar topilgan. Harorat va havo bosimi juda past va ultrabinafsha nurlanish juda kuchli bo'lgan balandliklarda mikroblarning faol bo'lishi ehtimoldan yiroq emas. Ehtimol, ular shamol yoki vulqon otilishi natijasida atmosferaning yuqori qatlamlariga ko'chirilgan. Shuningdek, Mariana xandaqining eng chuqur qismida 11034 metr chuqurlikda bir hujayrali hayot shakllari topilgan.

Yuqorida keltirilgan barcha haddan tashqari hayot misollariga qaramasdan, umuman olganda, Yer biosferasi qatlami shunchalik nozikki, uni olma qobig'i bilan solishtirish mumkin.

Biosferaning tuzilishi

Biosfera ierarxik tuzilishga tuzilgan bo'lib, unda alohida organizmlar populyatsiyalar hosil qiladi. Bir necha o'zaro ta'sir qiluvchi populyatsiyalar biotsenozni tashkil qiladi. Muayyan jismoniy yashash joylarida (biotop) yashovchi tirik organizmlar jamoalari (biotsenoz) ekotizimni tashkil qiladi. bir-biri bilan va atrof-muhit bilan mavjudligini ta'minlaydigan tarzda o'zaro ta'sir qiluvchi hayvonlar, o'simliklar va mikroorganizmlar guruhidir. Shuning uchun ekotizim Yerdagi hayot barqarorligining funktsional birligidir.

Biosferaning kelib chiqishi

Biosfera taxminan 3,5-3,7 milliard yil davomida mavjud. Hayotning birinchi shakllari prokaryotlar - kislorodsiz yashay oladigan bir hujayrali tirik organizmlar edi. Ba'zi prokaryotlar biz bilgan noyob kimyoviy jarayonni ishlab chiqdilar. Ular quyosh nuridan oddiy shakar va suv va karbonat angidriddan kislorod olish uchun foydalanishga muvaffaq bo'lishdi. Bu fotosintetik mikroorganizmlar shunchalik ko'p ediki, ular biosferani tubdan o'zgartirdi. Uzoq vaqt davomida yangi hayotni qo'llab-quvvatlay oladigan kislorod va boshqa gazlar aralashmasidan atmosfera hosil bo'ldi.

Biosferaga kislorod qo'shilishi yanada murakkab hayot shakllarining tez rivojlanishiga imkon berdi. O'simliklar va boshqa hayvonlarni iste'mol qiladigan millionlab turli o'simliklar va hayvonlar paydo bo'ldi. o'lik hayvonlar va o'simliklarni parchalash uchun rivojlangan.

Buning sharofati bilan biosfera o'z rivojlanishida katta sakrashga erishdi. O'lgan o'simlik va hayvonlarning parchalangan qoldiqlari tuproq va okeanga ozuqa moddalarini chiqarib yubordi, ular o'simliklar tomonidan qayta so'riladi. Bu energiya almashinuvi biosferaning o'zini o'zi ta'minlaydigan va o'zini o'zi boshqaradigan tizimga aylanishiga imkon berdi.

Fotosintezning hayot rivojlanishidagi ahamiyati

Biosfera o'ziga xos xususiyatga ega. Hozirgacha koinotning boshqa joylarida hayot mavjudligini tasdiqlovchi ilmiy faktlar mavjud emas edi. Erdagi hayot Quyosh tufayli mavjud. Quyosh nuridan energiya ta'sirida fotosintez deb ataladigan jarayon sodir bo'ladi. Fotosintez natijasida o'simliklar, bakteriyalarning ayrim turlari va protozoyalar yorug'lik ta'sirida karbonat angidridni kislorodga va shakar kabi organik birikmalarga aylantiradi. Hayvon, qo'ziqorin, o'simlik va bakteriya turlarining aksariyati bevosita yoki bilvosita fotosintezga bog'liq.

Biosferaga ta'sir etuvchi omillar

Biosfera va bizning Yerdagi hayotimizga ta'sir qiluvchi ko'plab omillar mavjud. Yer va Quyosh orasidagi masofa kabi global omillar mavjud. Agar bizning sayyoramiz Quyoshga yaqinroq yoki uzoqroq bo'lganida, Yer hayot paydo bo'lishi uchun juda issiq yoki sovuq bo'lar edi. Yer oʻqining qiyshayish burchagi ham sayyora iqlimiga taʼsir etuvchi muhim omil hisoblanadi. Fasllar va mavsumiy iqlim o'zgarishlari Yerning egilishining bevosita natijasidir.

Biosferaga mahalliy omillar ham muhim ta'sir ko'rsatadi. Agar siz Yerning ma'lum bir hududiga qarasangiz, iqlim, kundalik ob-havo, eroziya va hayotning o'zi ta'sirini ko'rishingiz mumkin. Bu kichik omillar doimo makonni o'zgartiradi va tirik organizmlar o'z muhitidagi o'zgarishlarga moslashib, shunga mos ravishda javob berishlari kerak. Odamlar o'zlarining yaqin atrof-muhitining ko'p qismini nazorat qila olishsa ham, ular hali ham tabiiy ofatlarga qarshi himoyasiz.

Biosferaning paydo bo'lishiga ta'sir qiluvchi omillarning eng kichiki molekulyar darajada sodir bo'ladigan o'zgarishlardir. Oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari tog‘ jinslari va organik moddalar tarkibini o‘zgartirishi mumkin. Biologik degradatsiya ham mavjud. Bakteriyalar va zamburug'lar kabi mayda organizmlar ham organik, ham noorganik materiallarni qayta ishlashga qodir.

Biosfera rezervatlari

Biosferaning energiya almashinuvini ta'minlashda odamlar muhim rol o'ynaydi. Afsuski, bizning biosferaga ta'sirimiz ko'pincha salbiy. Masalan, odamlarning qazib olinadigan yoqilg‘ilarni haddan tashqari yoqishi natijasida atmosferadagi kislorod miqdori kamayib, karbonat angidrid gazi ko‘paymoqda, neftning to‘kilishi va sanoat chiqindilarining okeanga oqizilishi gidrosferaga katta zarar yetkazmoqda. Biosferaning kelajagi odamlarning boshqa tirik mavjudotlar bilan qanday munosabatda bo'lishiga bog'liq.

1970-yillarning boshida Birlashgan Millatlar Tashkiloti barqaror, muvozanatli rivojlanishga yordam beruvchi Inson va biosfera (MAB) loyihasini yaratdi. Hozirgi vaqtda dunyoda yuzlab biosfera rezervatlari mavjud. Birinchi biosfera rezervati Kongo Demokratik Respublikasining Yangambi shahrida tashkil etilgan. Yangambi unumdor Kongo daryosi havzasida joylashgan bo'lib, 32 000 ga yaqin daraxt va hayvonlar turlari, jumladan o'rmon fili va cho'tka quloqli cho'chqa kabi endemik turlar yashaydi. Yangambi biosfera rezervati barqaror qishloq xo'jaligi, ovchilik va qazib olish kabi muhim faoliyatni qo'llab-quvvatlaydi.

Yerdan tashqari biosferalar

Hozirgacha biosfera Yerdan tashqarida kashf etilmagan. Shuning uchun yerdan tashqari biosferalarning mavjudligi faraz bo'lib qolmoqda. Bir tomondan, ko'plab olimlar, boshqa sayyoralarda hayotning mumkin emasligiga ishonishadi va agar u biron bir joyda mavjud bo'lsa, u mikroorganizmlar shaklida bo'lishi mumkin. Boshqa tomondan, Yerning o'xshashlari ko'p bo'lishi mumkin, hatto bizning galaktikamizda - Somon yo'lida ham. Bizning texnologiyamizning cheklovlarini hisobga olsak, bu sayyoralarning necha foizi biosferaga ega bo'lishi hozircha noma'lum. Kelajakda, masalan, Marsda sun'iy biosferalarning inson tomonidan yaratilishi ehtimolini ham inkor etib bo'lmaydi.

Biosfera juda nozik tizim bo'lib, unda har bir tirik organizm ulkan hayot zanjirining muhim bo'g'ini hisoblanadi. Biz inson sayyoradagi eng aqlli mavjudot sifatida sayyoramizdagi hayot mo''jizasini saqlab qolish uchun mas'ul ekanligini tushunishimiz kerak.

Populyatsiyalarning o'zaro ta'siri tirik mavjudotlar tashkil etilishining keyingi, yuqori darajasi - biotik jamoa yoki biotsenozning ishlash xususiyatini belgilaydi. ostida biotsenoz makon va zamonda birga yashaydigan turli turlarning populyatsiyalari yig'indisi bo'lgan biologik tizimni nazarda tutadi. Jamiyatlarni o'rganish ularning barqaror mavjudligini va biotik o'zaro ta'sirlar va atrof-muhit sharoitlarining jamoalardagi o'zgarishlarga qanday ta'sir qilishini aniqlashga qaratilgan.

Jamoa, ekotizim, biogeotsenoz, biosfera

Jamiyat (biotsenoz) - ma'lum bir makonda uzoq vaqt birga yashaydigan va ekologik birlikni ifodalovchi har xil turdagi organizmlar yig'indisidir. Aholiga o'xshab, jamoa ham unga xos bo'lgan o'ziga xos xususiyatlarga (va ko'rsatkichlarga) ega. Jamiyatning xususiyatlari - barqarorlik (tashqi ta'sirlarga dosh berish qobiliyati), mahsuldorlik (tirik materiya ishlab chiqarish qobiliyati). Jamiyatning ko'rsatkichlari uning tarkibining xususiyatlari (turlarning xilma-xilligi, oziq-ovqat tarmog'ining tuzilishi), organizmlarning alohida guruhlari nisbati. Ekologiyaning asosiy vazifalaridan biri jamoaning xususiyatlari va tarkibi o'rtasidagi munosabatlarni aniqlashtirishdan iborat bo'lib, ular qaysi turlar tarkibiga kirganligidan qat'iy nazar paydo bo'ladi.

Ekotizim boshqa ekologik kategoriyadir; bu o'zining jismoniy yashash muhiti bilan birgalikda bir butun sifatida faoliyat yuritadigan har qanday tirik mavjudotlar jamoasi. Ekotizim misolida suv havzasi, gidrobiontlar jamoasi, suvning fizik xossalari va kimyoviy tarkibi, tub relyefi xususiyatlari, tuproq tarkibi va tuzilishi, suv yuzasi bilan oʻzaro taʼsir qiluvchi atmosfera havosi, quyosh radiatsiya. Ekotizimlarda tirik va jonsiz tabiat o'rtasida doimiy energiya va materiya almashinuvi mavjud. Bu almashinuv barqaror. Jonli va jonsiz tabiat elementlari doimiy o'zaro ta'sirda.

Ekotizim juda keng tushuncha bo'lib, tabiiy komplekslarga (masalan, tundra, okean) va sun'iy komplekslarga (masalan, akvarium) tegishli. Shuning uchun ekologiyada elementar tabiiy ekotizimni belgilash uchun "biogeotsenoz" atamasi qo'llaniladi.

Biogeotsenoz - bu tirik organizmlar (biotsenoz) va ular egallagan er yuzasi maydoni bilan birga abiotik muhitning tarixan o'rnatilgan to'plami. Biogeotsenozning chegarasi har qanday biogeotsenozning eng muhim tarkibiy qismi bo'lgan o'simliklar jamoasi (fitotsenoz) chegarasi bo'ylab o'rnatiladi. Har bir biogeotsenoz o'ziga xos turdagi material va energiya almashinuvi bilan tavsiflanadi.

Biogeotsenoz tabiiy landshaftning ajralmas qismi va biosferaning elementar bioterritorial birligidir. Ko'pincha tabiiy ekotizimlarning tasnifi yashash joylarining xarakterli ekologik xususiyatlariga asoslanadi, dengiz qirg'oqlari yoki tokchalar, ko'llar yoki hovuzlar, suv toshqini yoki tog'li o'tloqlar, tosh yoki qumli cho'llar, tog 'o'rmonlari, estuariylar (katta daryolarning og'izlari) jamoalarini ta'kidlaydi. va hokazo. Barcha tabiiy ekotizimlar (biogeotsenozlar) ) o'zaro bog'langan va birgalikda Yerning tirik qobig'ini tashkil qiladi, uni eng katta ekotizim - biosfera deb hisoblash mumkin.

Ekotizimning ishlashi

Ekotizimlardagi energiya. Ekotizim - bu bir-biri bilan va atrof-muhit bilan doimiy ravishda energiya, materiya va ma'lumot almashinadigan tirik organizmlar to'plami. Avval energiya almashinuvi jarayonini ko'rib chiqaylik. Energiya ish ishlab chiqarish qobiliyati sifatida belgilanadi. Energiyaning xossalari termodinamika qonunlari bilan tavsiflanadi.

Termodinamikaning birinchi qonuni (qonuni) yoki energiyaning saqlanish qonuni energiyaning bir shakldan ikkinchisiga oʻzgarishi mumkinligini, lekin u yoʻqolib qolmaydi yoki yangidan yaratilmasligini bildiradi. Termodinamikaning ikkinchi qonuni (qonuni) yoki entropiya qonuni yopiq tizimda entropiya faqat kuchayishi mumkinligini aytadi. Ekotizimlardagi energiyaga nisbatan quyidagi formula qulaydir: energiya o'zgarishi bilan bog'liq jarayonlar, agar energiya konsentrlangan shakldan dispersga o'tsa, ya'ni degradatsiyaga uchrasa, o'z-o'zidan sodir bo'lishi mumkin.

Foydalanish uchun yaroqsiz bo'lib qolgan energiya miqdorining o'lchovi yoki boshqa yo'l bilan energiyaning parchalanishi paytida sodir bo'ladigan tartib o'zgarishining o'lchovi entropiyadir. Tizimning tartibi qanchalik baland bo'lsa, uning entropiyasi shunchalik past bo'ladi. Shunday qilib, har qanday tirik tizim, shu jumladan ekotizim, birinchi navbatda, muhitda ortiqcha erkin energiya (Quyosh energiyasi) mavjudligi tufayli o'zining hayotiy faoliyatini saqlab qoladi; ikkinchidan, uning tarkibiy qismlarining dizayni tufayli ushbu energiyani qo'lga kiritish va jamlash va foydalanilganda uni atrof-muhitga tarqatish qobiliyati. Shunday qilib, birinchi navbatda energiyani bir trofik darajadan ikkinchisiga o'tish bilan to'plash va to'plash tirik tizimning tartibliligi va tashkiliyligini oshirishni, ya'ni uning entropiyasining pasayishini ta'minlaydi.

Ekotizimlarning energiyasi va unumdorligi. Demak, ekotizimdagi hayot energiyaning tirik materiya orqali uzluksiz o'tishi, bir trofik darajadan ikkinchisiga o'tishi tufayli saqlanadi; Shu bilan birga, energiyaning doimiy ravishda bir shakldan ikkinchisiga aylanishi mavjud. Bundan tashqari, energiya almashinuvi paytida uning bir qismi issiqlik shaklida yo'qoladi. Shunda savol tug'iladi: ekotizimdagi turli trofik darajadagi jamoa a'zolari o'zlarining energiya ehtiyojlarini qondirish uchun qanday miqdoriy munosabatlar va nisbatlarda bo'lishlari kerak?

Butun energiya ta'minoti organik moddalar massasida - biomassada to'plangan, shuning uchun har bir darajadagi organik moddalarning hosil bo'lishi va yo'q qilinishining intensivligi energiyaning ekotizim orqali o'tishi bilan belgilanadi (biomasa har doim energiya birliklarida ifodalanishi mumkin). Organik moddalarning hosil bo'lish tezligi hosildorlik deyiladi. Birlamchi va ikkilamchi mahsuldorlik mavjud. Har qanday ekotizimda biomassa hosil bo'ladi va yo'q qilinadi va bu jarayonlar butunlay quyi trofik darajadagi - ishlab chiqaruvchilarning hayoti bilan belgilanadi. Boshqa barcha organizmlar faqat o'simliklar tomonidan yaratilgan organik moddalarni iste'mol qiladilar va shuning uchun ekotizimning umumiy mahsuldorligi ularga bog'liq emas. Biomassa ishlab chiqarishning yuqori sur'atlari abiotik omillar qulay bo'lgan tabiiy va sun'iy ekotizimlarda, ayniqsa, qo'shimcha energiya tashqaridan ta'minlanganda kuzatiladi, bu tizimning hayotni saqlab qolish uchun o'z xarajatlarini kamaytiradi.

Bu qo'shimcha energiya turli shakllarda bo'lishi mumkin: masalan, ekin maydonlarida - qazib olinadigan yoqilg'i energiyasi va odamlar yoki hayvonlar tomonidan bajariladigan ish shaklida. Shunday qilib, ekotizimdagi tirik organizmlar jamoasining barcha shaxslarini energiya bilan ta'minlash uchun ishlab chiqaruvchilar, turli tartibdagi iste'molchilar, zararli moddalar va parchalanuvchilar o'rtasida ma'lum miqdoriy munosabatlar zarur. Biroq, har qanday organizmning va shuning uchun butun tizimning hayotiy faoliyati uchun energiyaning o'zi etarli emas, ular tirik moddalar molekulalarini qurish uchun zarur bo'lgan turli xil mineral komponentlar, iz elementlari va organik moddalarni olishlari kerak.

Ekotizimdagi elementlarning aylanishi

Organizmni qurish uchun zarur bo'lgan komponentlar dastlab tirik materiyadan qayerdan keladi? Ular oziq-ovqat zanjiriga bir xil ishlab chiqaruvchilar tomonidan etkazib beriladi. Ular tuproqdan noorganik minerallar va suv, havodan CO2 va fotosintez jarayonida hosil bo'lgan glyukozadan ozuqa moddalari yordamida yanada murakkab organik molekulalarni - uglevodlar, oqsillar, lipidlar, nuklein kislotalar, vitaminlar va boshqalarni hosil qiladi. Zarur elementlar tirik organizmlar uchun mavjud bo'lishi uchun ular doimo mavjud bo'lishi kerak. Bu munosabatda materiyaning saqlanish qonuni amalga oshadi. Uni quyidagicha shakllantirish qulay: kimyoviy reaksiyalarda atomlar hech qachon yo'qolmaydi, hosil bo'lmaydi yoki bir-biriga aylanmaydi; ular faqat turli molekulalar va birikmalar hosil qilish uchun qayta joylashadilar (bir vaqtning o'zida energiya so'riladi yoki chiqariladi).

Shu sababli, atomlar turli xil birikmalarda ishlatilishi mumkin va ularning ta'minoti hech qachon tugamaydi. Aynan shu narsa tabiiy ekotizimlarda elementlarning tsikllari ko'rinishida sodir bo'ladi. Bunday holda, ikkita tsikl ajratiladi: katta (geologik) va kichik (biotik). Suv aylanishi Yer yuzasidagi eng katta jarayonlardan biridir. U geologik va biotik tsikllarni bog'lashda katta rol o'ynaydi. Biosferada suv doimiy ravishda bir holatdan ikkinchi holatga o'tib, kichik va katta aylanishlarni amalga oshiradi. Okean yuzasidan suvning bugʻlanishi, atmosferadagi suv bugʻlarining kondensatsiyasi va okean yuzasiga yogʻin tushishi kichik sikl hosil qiladi. Agar suv bug'lari havo oqimlari bilan quruqlikka olib chiqilsa, tsikl ancha murakkablashadi. Bunday holda, yog'ingarchilikning bir qismi bug'lanadi va atmosferaga qaytadi, ikkinchisi daryolar va suv omborlarini oziqlantiradi, lekin oxir-oqibat daryo va er osti oqimi bilan yana okeanga qaytadi va shu bilan katta tsiklni yakunlaydi.

Suv aylanishining muhim xususiyati shundaki, u litosfera, atmosfera va tirik materiya bilan o'zaro aloqada bo'lib, u gidrosferaning barcha qismlarini: okean, daryolar, tuproq namligi, er osti suvlari va atmosfera namligini bog'laydi. Suv barcha tirik mavjudotlarning eng muhim tarkibiy qismidir. Er osti suvlari transpiratsiya jarayonida o'simlik to'qimalariga kirib, o'simliklarning hayoti uchun zarur bo'lgan mineral tuzlarni kiritadi. Ekotizimlarning ishlash qonuniyatlarini umumlashtirib, ularning asosiy qoidalarini yana bir bor shakllantiramiz: 1) tabiiy ekotizimlar atrof-muhitni ifloslantirmaydigan, miqdori haddan tashqari va nisbatan doimiy bo'lgan erkin quyosh energiyasi hisobiga mavjud;
2) energiya va moddalarning ekotizimdagi tirik organizmlar jamoasi orqali o'tishi oziq-ovqat zanjiri bo'ylab sodir bo'ladi; ekotizimdagi tirik mavjudotlarning barcha turlari ushbu zanjirda bajaradigan funktsiyalariga ko'ra ishlab chiqaruvchilar, iste'molchilar, detritivorlar va parchalanuvchilarga bo'linadi - bu jamoaning biotik tuzilishi; trofik darajalar orasidagi tirik organizmlar sonining miqdoriy nisbati jamiyatning trofik tuzilishini aks ettiradi, u energiya va moddalarning jamoa orqali o'tish tezligini, ya'ni ekotizimning mahsuldorligini belgilaydi; 3) tabiiy ekotizimlar o‘zining biotik tuzilishiga ko‘ra cheksiz muddatda, resurslarning kamayishi va o‘z chiqindilari bilan ifloslanishidan aziyat chekmasdan, barqaror holatni saqlab turishi; resurslarni olish va chiqindilardan qutulish barcha elementlarning aylanishida sodir bo'ladi.

Insonning ekotizimga ta'siri

Insonning tabiiy muhitga ta'siri bu masalani o'rganish maqsadiga qarab turli jihatlarda ko'rib chiqilishi mumkin. Ekologik nuqtai nazardan, insonning ekologik tizimlarga ta'sirini inson harakatlarining tabiiy ekotizimlar faoliyatining ob'ektiv qonuniyatlariga muvofiqligi yoki ziddiyatlari nuqtai nazaridan ko'rib chiqish qiziqish uyg'otadi. Biosferani global ekotizim sifatida qarashga asoslanib, biosferadagi inson faoliyatining barcha xilma-xilligi quyidagilarga olib keladi: biosferaning tarkibi, uni tashkil etuvchi moddalarning aylanishlari va muvozanati; biosferaning energiya balansi; biota. Bu o'zgarishlarning yo'nalishi va ko'lami shundayki, insonning o'zi ularga ekologik inqiroz nomini bergan.

Zamonaviy ekologik inqiroz quyidagi ko'rinishlar bilan tavsiflanadi: atmosferadagi umumiy va mahalliy (qutblar ustida, alohida quruqlikdagi) gazlar muvozanatining o'zgarishi natijasida sayyora iqlimining bosqichma-bosqich o'zgarishi; biosfera ozon ekranining buzilishi; ifloslanish Jahon okeanining og'ir metallar, murakkab organik birikmalar, neft mahsulotlari, radioaktiv moddalar bilan to'yinganligi; suvlarning karbonat angidrid gazi bilan to'yinganligi, daryolarda to'g'onlarning qurilishi natijasida okean va quruqlik suvlari o'rtasidagi tabiiy ekologik aloqalarning buzilishi, o'zgarishlarga olib keladi. qattiq oqimlarda, urug'lanish yo'llarida va hokazo. kimyoviy va fotokimyoviy reaksiyalar natijasida kislotali yogʻinlar, oʻta zaharli moddalar hosil boʻlishi bilan atmosferaning ifloslanishi; ichimlik suvi taʼminoti uchun foydalaniladigan quruqlik suvlari, shu jumladan daryo suvlarining oʻta zaharli moddalar, jumladan dioksinlar, ogʻir metallar, fenollar bilan ifloslanishi; choʻllanish. sayyora; tuproq qatlamining degradatsiyasi; unumdor erlar maydonining qisqarishi; qishloq xo'jaligiga yaroqli; radioaktiv chiqindilarni yo'q qilish, texnogen avariyalar va boshqalar tufayli ma'lum hududlarning radioaktiv ifloslanishi. er yuzasida maishiy chiqindilar va sanoat chiqindilarining to'planishi, ayniqsa deyarli parchalanmaydigan plastmassalar; tropik va shimoliy o'rmonlar maydonining qisqarishi, atmosfera gazlari muvozanatining buzilishiga, shu jumladan sayyoramizdagi kislorod kontsentratsiyasining pasayishiga olib keladi. atmosfera; er osti makonining, shu jumladan er osti suvlarining ifloslanishi, bu ularni suv bilan ta'minlash uchun yaroqsiz holga keltiradi va litosferadagi hali kam o'rganilgan hayotga tahdid soladi; tirik materiya turlarining ko'p va tez, ko'chkiga o'xshash yo'qolishi; aholi punktlarida yashash muhitining yomonlashishi. , ayniqsa urbanizatsiyalashgan hududlar; insoniyat rivojlanishi uchun tabiiy resurslarning umumiy kamayishi va etishmasligi; organizmlarning hajmi, energetik va biogeokimyoviy rolining o'zgarishi; oziq-ovqat zanjirlarining qayta tashkil etilishi, organizmlarning alohida turlarining ommaviy ko'payishi, ekotizimlar ierarxiyasining buzilishi; sayyorada tizimli bir xillikni oshirish.