Файл: Рындевич. Основы экологии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.09.2020

Просмотров: 5124

Скачиваний: 27

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

146 

Раздел

 5 

 

ЭКОЛОГИЯ

 

БИОСФЕРЫ

  

 

 

 

5.1 

Биосфера

 

и

 

ее

 

строение

  

 

5.1.1 

Понятие

 

биосферы

ее

 

состав

 

и

 

строение

 

 

 

Термин

  «

биосфера

», 

как

  «

область

 

жизни

», 

впервые

 

употребил

 

французский

 

биолог

 

Жан

-

Батист

 

Ламарк

 

в

 

начале

 XIX

в

В

 

геоло

-

гию

 

это

 

понятие

 

впервые

 

ввел

 

австрийский

 

ученый

 

Э

Зюсс

 

в

 

1875 

г

Он

 

понимал

 

ее

 

как

 

тонкую

 

пленку

 

жизни

 

на

 

поверхности

 

планеты

которая

 

определяет

 

так

 

называемый

 «

лик

 

земли

».   

В

 XX 

в

понятие

 «

биосфера

» 

получает

 

совершенно

 

новое

 

пони

-

мание

 

и

 

рассматривается

 

как

 

планетарное

 

явление

Это

 

связано

 

с

 

возникновением

 

учения

 

о

 

биосфере

автором

 

которого

 

является

 

Владимир

 

Иванович

 

Вернадский

 

В

И

Вернадский

 

назвал

 

биосферой

 

ту

 

оболочку

 

Земли

в

 

форми

-

ровании

 

которой

 

живые

 

организмы

 

играли

 

и

 

играют

 

основную

 

роль

.  

«

Жизнь

 

захватывает

 

значительную

 

часть

 

атомов

составляющих

 

материю

 

земной

 

поверхности

, — 

писал

 

Вернадский

. — 

Под

 

ее

 

влия

-

нием

 

эти

 

атомы

 

находятся

 

в

 

непрерывном

 

интенсивном

 

движении

Из

 

них

 

все

 

время

 

создаются

 

миллионы

 

разнообразнейших

 

соедине

-

ний

И

 

этот

 

процесс

 

длится

 

без

 

перерыва

 

десятки

 

миллионов

 

лет

от

 

древнейших

 

археозойских

 

эр

 

до

 

нашего

 

времени

На

 

земной

 

поверх

-

ности

 

нет

 

химической

 

силы

более

 

постоянно

 

действующей

а

 

по

-

тому

 

и

 

более

 

могущественной

 

по

 

своим

 

конечным

 

последствиям

чем

 

живые

 

организмы

взятые

 

в

 

целом

» (

курсив

 

наш

. — 

С

Р

.

) [16].  

На

 

первый

 

взгляд

ни

 

один

 

организм

 

не

 

может

 

сравниться

 

с

 

мо

-

гучими

 

геологическими

 

факторами

 

неживой

 

природы

 (

землетрясе

-

ние

вулканическая

 

активность

смерч

наводнение

 

и

 

т

п

.). 

Но

 

в

 

историческом

 

аспекте

 

данные

 

факторы

 

действуют

 

значительно

 

меньший

 

временной

 

промежуток

чем

 

живые

 

организмы

Именно

 

постоянством

 

воздействия

 

объясняется

 

мощное

 

влияние

 

живых

 

организмов

 

и

 

на

 

химический

 

состав

и

 

на

 

климат

и

 

на

 

физические

 

параметры

 

поверхности

 

нашей

 

планеты

Живые

 

организмы

 

обла

-

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

147

дают

 

способностью

 

не

 

только

 

приспосабливаться

 

к

 

внешним

 

усло

-

виям

 

среды

но

 

и

 

приспосабливать

изменять

 

эти

 

условия

 

в

 

ходе

 

своей

 

жизни

 

под

 

свои

 

потребности

Это

 

утверждение

 

касается

 

не

 

только

 

человека

а

 

всех

 

организмов

начиная

 

от

 

бактерий

 

и

 

закан

-

чивая

 

млекопитающими

В

 

ходе

 

постоянной

 

деятельности

 

живых

 

организмов

 

изменялся

 

и

 

изменяется

 

лик

 

Земли

Так

благодаря

 

жи

-

вым

 

организмам

 

стал

 

другим

 

состав

 

атмосферы

  (

она

 

насытилась

 

кислородом

), 

на

 

планете

 

появилась

 

и

 

существует

 

почва

Организмы

 

активно

 

влияют

 

на

 

химический

 

состав

 

всех

 

сред

 

жизни

 

в

 

биосфере

на

 

климат

 (

это

 

в

 

особенности

 

касается

 

человека

и

 

т

п

.  

Вернадский

 

понимал

 

под

 

биосферой

 

все

 

части

 

земной

 

коры

ко

-

торые

 

подвергались

 

в

 

течение

 

геологической

 

истории

 

влиянию

 

ор

-

ганизмов

Некоторые

 

ученые

 

вкладывают

 

в

 

это

 

понятие

 

несколько

 

иной

 

смысл

сужая

 

представление

 

о

 

биосфере

 

и

 

рассматривая

 

ее

 

лишь

 

как

 

ту

 

часть

 

поверхности

 

Земли

которая

 

находится

 

под

 

влиянием

 

деятельности

 

живых

 

организмов

 

в

 

настоящее

 

время

Од

-

нако

 

это

 

неверная

 

точка

 

зрения

поскольку

 

состав

структура

 

и

 

энергетика

 

современной

 

биосферы

 

в

 

существенных

 

чертах

 

обу

-

словлены

 

не

 

только

 

настоящей

но

 

и

 

прошлой

 

деятельностью

 

жи

-

вых

 

организмов

 [16].  

Биосфера

 

— 

живая

 

оболочка

 

Земли

включающая

 

верхнюю

 

часть

 

литосферы

всю

 

гидросферу

нижнюю

 

часть

 

атмосферы

в

 

формировании

 

которой

 

живые

 

организмы

 

играли

 

и

 

играют

 

основ

-

ную

 

роль

представляет

 

собой

 

совокупность

 

всех

 

экосистем

 

планеты

.  

Биосфера

 

является

 

областью

 

существования

 

живого

 

вещества

 

В

И

Вернадский

 

выделил

 

в

 

ней

 

три

 

главных

 

компонента

:  

 

живые

 

организмы

 (

вся

 

их

 

совокупность

так

 

называемое

 

жи

-

вое

 

вещество

);  

 

минеральные

 

вещества

включенные

 

живым

 

веществом

 

в

 

биогенный

 

круговорот

;  

 

продукты

 

деятельности

 

живого

 

вещества

временно

 

не

 

участ

-

вующие

 

в

 

биогенном

 

круговороте

.  

Таким

 

образом

биосфера

 

состоит

 

из

 

компонентов

 

живой

  (

жи

-

вые

 

организмы

и

 

неживой

 (

верхняя

 

часть

 

литосферы

гидросфера

нижняя

 

часть

 

атмосферы

природы

Элементарной

 

единицей

 

био

-

сферы

 

выступает

 

экосистема

.  

Обозначения

 

границ

 

биосферы

как

 

глобальной

 

экосистемы

в

 

разных

 

литературных

 

источниках

 

иногда

 

значительно

 

разнятся

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

148 

Большинство

 

ученых

 

сходятся

 

во

 

мнении

что

 

верхним

 

пределом

 

биосферы

 

является

 

озоновый

 

экран

 

Земли

т

е

биосфера

 

простира

-

ется

 

на

 

высоту

 22—25 

км

На

 

этой

 

высоте

 

еще

 

были

 

отмечены

 

спо

-

ры

 

грибов

 

и

 

бактерий

Гидросфера

 

заселена

 

организмами

 

полно

-

стью

Нижним

 

пределом

 

биосферы

 

принято

 

считать

 

в

 

гидросфере

 

дно

 

океана

а

 

именно

 

самую

 

глубокую

 

его

 

точку

 — 11 045 

м

а

 

в

 

литосфере

 — 

верхнюю

 

ее

 

часть

ограничиваемую

 

изотермой

 100°

С

 

(

на

 

глубине

 5 000—6 000 

м

где

 

еще

 

встречаются

 

следы

 

жизнедея

-

тельности

 

организмов

).  

 
 

5.1.2 

Основные

 

среды

 

жизни

 

в

 

биосфере

 

 

Основными

 

средами

 

жизни

 

в

 

биосфере

 

выступают

 

литосфера

гидросфера

 

и

 

наземно

-

воздушная

 

среда

 (

атмосфера

).  

Кроме

 

того

в

 

качестве

 

среды

 

жизни

 

рассматривают

 

и

 

живых

 

организмов

Использование

 

живых

 

организмов

 

как

 

среды

 

обитания

 

широко

 

распространено

 

в

 

природе

 

и

 

базируется

 

на

 

явлениях

 

пара

-

зитизма

квартиранства

 

и

 

симбиоза

.  

Основные

 

среды

 

жизни

 

отличаются

 

масштабностью

 

и

 

косвенно

 

вы

-

ступают

 

средами

 

обитания

 

организмов

являющихся

 

симбионтами

квартирантами

 

или

 

паразитами

 

других

 

видов

Так

ленточные

 

черви

 — 

внутренние

 

паразиты

 

рыб

 — 

не

 

смогут

 

существовать

 

вне

 

гидросферы

хотя

 

непосредственно

 

не

 

контактируют

 

с

 

ней

так

 

как

 

отсутствие

 

воды

 

приведет

 

к

 

гибели

 

рыбы

 — 

их

 

непосредственной

 

среды

 

обитания

.  

В

 

каждой

 

из

 

сред

 

жизни

 

имеются

 

свои

 

специфические

 

обитате

-

ли

 — 

монобионты

т

е

организмы

обитающие

 

в

 

одной

 

среде

 

жиз

-

ни

К

 

таким

 

видам

 

относятся

например

рыбы

обитающие

 

только

 

в

 

воде

 

или

 

дождевые

 

черви

практические

 

не

 

покидающие

 

верхний

 

плодородный

 

слой

 

литосферы

Но

 

есть

 

организмы

которые

 

на

 

раз

-

ных

 

стадиях

 

развития

 

обитают

 

в

 

двух

 

(

дибионты

)

 

и

 

даже

 

в

 

трех

 

(

полибионты

)

 

средах

Так

водные

 

жуки

 

водолюбы

 (Hydrophilidae), 

плавунцы

 (Dytiscidae) (

рис

. 5.1.1) 

и

 

другие

 

на

 

стадии

 

яйца

 

и

 

личин

-

ки

 

живут

 

в

 

воде

окукливаются

 

обычно

 

в

 

грунте

Взрослые

 

жуки

 

основное

 

время

 

жизни

 

проводят

 

в

 

толще

 

или

 

на

 

поверхности

 

воды

но

 

могут

 

хорошо

 

летать

передвигаться

 

довольно

 

быстро

 

по

 

по

-

верхности

 

земли

 

и

 

даже

 

в

 

почве

Они

 

могут

 

зарываться

 

в

 

землю

 

для

 

пережидания

 

неблагоприятных

 

условий

 (

засуха

зима

).  

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

149

 

 

1

 — 

плавунец

-

полоскун

 

Acilius

2

 — 

плавунец

 Dytiscus

— 

большой

  

водолюб

 

Hydrophilus aterrimus 

 

 

Рисунок

 5.1.1 — 

Личинки

 

водных

 

жуков

 

 

Многие

 

организмы

 

существуют

 

одновременно

 

в

 

двух

 

и

 

даже

 

трех

 

средах

наземные

 

растения

 — 

воздух

 

и

 

почва

прибрежные

 

макрофиты

 (

частуха

рогоз

аир

) — 

воздух

вода

 

и

 

грунт

.  

 

Литосфера

 — 

твердая

 

оболочка

 

Земли

Толщина

 

этой

 

оболоч

-

ки

 

составляет

 

около

 200 

км

включает

 

в

 

себя

 

земную

 

кору

 

и

 

верх

-

нюю

 

часть

 

мантии

Толщина

 

земной

 

коры

 

различна

 

на

 

разных

 

уча

-

стках

Так

в

 

районе

 

континентальных

 

плит

 

она

 

составляет

 

до

  

35—40 

км

в

 

некоторых

 

горных

 

регионах

 — 

до

 70 

км

а

 

в

 

районе

 

океанических

 

впадин

 — 

всего

 3—5 

км

Жизнь

 

в

 

литосфере

 

скон

-

центрирована

 

в

 

поверхностном

 

слое

 

земной

 

коры

Живые

 

организ

-

мы

 

могут

 

жить

 

и

 

в

 

песчаном

и

 

в

 

каменистом

 

грунте

но

 

наиболее

 

благоприятной

 

средой

 

является

 

почва

.  

Почва

 

обладает

 

целым

 

рядом

 

физических

химических

 

и

 

биологиче

-

ских

 

особенностей

Она

 

характеризуется

 

плотностью

 

и

 

представляет

 

трех

-

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

150 

фазную

 

систему

Твердая

 

фаза

 

состоит

 

из

 

различных

 

по

 

величине

 

твердых

 

частиц

Жидкая

 

фаза

 

представлена

 

почвенной

 

влагой

а

 

газообразная

 — 

почвенным

 

воздухом

В

 

целом

 

для

 

почвы

 

свойственна

 

рыхлая

 

структура

определенная

 

водопроницаемость

 

и

 

аэрируемость

.   

Большую

 

роль

 

в

 

формировании

 

почвы

 

играет

 

рельеф

В

 

преде

-

лах

 

почвенных

 

зон

  (

тундровые

 

почвы

подзолистые

 

почвы

 

лесной

 

зоны

каштановые

 

почвы

 

типчаково

-

полынных

 

степей

 

и

 

т

п

.) 

фор

-

мируются

 

специфичные

 

группировки

 

организмов

приуроченных

 

к

 

определенному

 

типу

 

почв

.  

Свойства

 

почвы

 

во

 

многом

 

зависят

 

не

 

только

 

от

 

климатических

 

факторов

но

 

и

 

от

 

жизнедеятельности

 

почвенных

 

организмов

которые

 

механически

 

перемешивают

 

ее

влияют

 

на

 

физическую

 

структуру

 

и

 

аэрацию

изменяют

 

или

 

поддерживают

 

химический

 

состав

 

почвы

адаптируя

 

среду

 

обитания

 

под

 

необходимые

 

для

 

себя

 

экологические

 

требования

При

 

участии

 

организмов

 

в

 

почве

 

происходит

 

постоянный

 

круговорот

 

веществ

 

и

 

миграция

 

энергии

.  

Биологические

 

особенности

 

почвы

 

обусловлены

 

тесной

 

связью

 

с

 

жизнедеятельностью

 

организмов

Эта

 

субстанция

 

появилась

 

только

 

благодаря

 

деятельности

 

микроорганизмов

грибов

растений

 

и

 

животных

Неудивительно

что

 

она

 

достаточно

 

плотно

 

заселена

Ее

 

верхние

 

слои

 

содержат

 

массу

 

корней

 

растений

В

 

процессе

 

роста

отмирания

 

и

 

разложения

 

они

 

разрыхляют

 

почву

 

и

 

формируют

 

ее

 

структуру

а

 

вместе

 

с

 

тем

 

и

 

условия

 

для

 

жизни

 

других

 

организмов

Почвенные

 

животные

 

перемешивают

 

почвенную

 

массу

прокладывая

 

в

 

ней

 

ходы

потребляют

 

растительную

 

пищу

 

и

 

мертвую

 

органику

а

 

после

 

смерти

 

становятся

 

источником

 

органического

 

вещества

 

для

 

грибов

 

и

 

микроорганизмов

.   

Организмы

обитающие

 

в

 

почве

вынуждены

 

преодолевать

 

ряд

 

трудностей

вызванных

 

свойствами

 

данной

 

среды

 

обитания

в

 

част

-

ности

 

сильное

 

механическое

 

сопротивление

 

ее

 

твердой

 

фазы

Они

 

существуют

 

в

 

темноте

за

 

исключением

 

самого

 

поверхностного

 

слоя

Кроме

 

того

обитатели

 

почвы

 

испытывают

 

недостаток

 

возду

-

ха

некоторые

 

колебания

 

температуры

влияние

 

солей

 

почвенных

 

растворов

 

и

 

воздействие

 

других

 

экологических

 

факторов

.  

Организмы

которые

 

являются

 

постоянными

 

обитателями

 

грун

-

та

в

 

том

 

числе

 

и

 

почвы

называются

 

геобионтами

Весь

 

цикл

 

их

 

развития

 

протекает

 

в

 

литосфере

К

 

ним

 

относятся

 

дождевые

 

черви

 

(Lumbricidae), 

многие

 

первичнобескрылые

 

насекомые

 (Apterygota). 

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У