IX. Biosfera i krajobrazy Ziemi: wpływ działalności człowieka
Powierzchnia globu w całej jego różnorodności należała do przeszłości i obecnie jest przedmiotem badań wielu osób nauki przyrodnicze(geologia, geografia fizyczna, biologia, gleboznawstwo itp.). W procesie rozwoju tych nauk, w miarę gromadzenia się wiedzy, powierzchnię globu zaczęto rozumieć jako wynik złożonego współdziałania czterech tworzących ją sfer: litosfera(twardy kamień), atmosfera(powietrze), hydrosfera(woda i biosfera(materia żywa). W rezultacie pojawiła się nowa koncepcja - koperta geograficzna Ziemia jako najbardziej rozległa złożona formacja naturalna, składająca się z czterech przenikających się prywatnych muszli fizyczno-geograficznych.
Planeta Ziemia charakteryzuje się budową powłoki (skorupa jest koncepcją trójwymiarową, wolumetryczną). Jedna z muszli – geograficzna – posiada szereg charakterystycznych cech wskazujących na jej bardziej złożoną budowę w porównaniu z innymi. Charakterystyczne cechy geograficznej powłoki Ziemi: obecność w jej składzie substancji w trzech stany skupienia(stałej, ciekłej i gazowej), jednoczesna obecność kosmicznych i ziemskich źródeł energii, obecność materii organicznej - życia. Po raz pierwszy rosyjski przyrodnik P. I. Brounow wskazał na geograficzną powłokę Ziemi składającą się z czterech części (muszli lub kul). Pisał, że wszystkie te sfery (litosfera, atmosfera, hydrosfera i biosfera), przenikając się wzajemnie, determinują poprzez swoje wzajemne oddziaływanie zewnętrzny wygląd Ziemi. Badanie tych oddziaływań jest jednym z najważniejszych zadań współczesnych nauk przyrodniczych.
Główną właściwością powłoki geograficznej Ziemi jest ciągła wymiana materii i energii nie tylko między nią a światem zewnętrznym - przestrzenią kosmiczną, ale także między głównymi częściami samej powłoki: podłożem, powietrzem, wodą, biomasą. Wymiana ta warunkuje ciągły rozwój powłoki geograficznej, a zmienność jej składu i struktury sprawia, że organizacja naturalnych składników i ich kompleksów jest coraz wyższa i bardziej złożona (kompleks przetłumaczony z łaciny to splot, czyli ścisłe połączenie części całości).
Koperta geograficzna Ziemi ma znaczną moc, ale istnieją różne poglądy na temat jej granic. Według najpowszechniejszej opinii jego górna granica leży w atmosferze w górnej granicy rozmieszczenia życia na wysokości około 25-30 km. Do tej granicy odczuwalny jest efekt termiczny powierzchni ziemi, a atmosfera wzbogacana jest ozonem (0 3). Warstwa ozonowa przechwytuje nadmiar promieniowania ultrafioletowego ze Słońca, chroniąc w ten sposób życie na powierzchni Ziemi.
Skład geograficznej powłoki Ziemi obejmuje całą grubość wód oceanicznych. Dolna granica penetracji życia na kontynentach najwyraźniej przebiega wzdłuż dolnej granicy warstwy skorupy ziemskiej, która podlega ciągłej wymianie materii i energii z hydrosferą i atmosferą, co wyraża się ruchami tektonicznymi, w tym trzęsieniami ziemi i erupcje wulkaniczne. Całkowita grubość geograficznej skorupy Ziemi pokrytej życiem wynosi 35 - 40 km.
Charakterystyczną cechą powłoki geograficznej Ziemi jest niejednorodność i kontrast jej części składowych - kul. Warstwa bezpośredniej interakcji pomiędzy nimi wyróżnia się jako szczególna kula krajobrazowa, który służy jako miejsce przemiany energii słonecznej w Różne rodzaje energia ziemska, środowisko najkorzystniejsze dla rozwoju życia. Jego miąższość waha się od kilkudziesięciu do 250 m nad oceanami i powierzchnią ziemi (zarówno nad równinami, jak i nad górami). W tych granicach krajobrazy powstają na lądzie i w oceanach w wyniku bezpośredniego kontaktu i aktywnego współdziałania litosfery, atmosfery i hydrosfery. Sfera krajobrazowa na lądzie obejmuje współczesną skorupę wietrzenia 1, glebę, roślinność, organizmy żywe i przyziemne warstwy powietrza. Innymi słowy, Sfera krajobrazowa to zbiór naturalnych kompleksów na powierzchni ziemi.
W sferze krajobrazowej Ziemi, która zajmuje środkową część obwiedni geograficznej, znajduje się ognisko biologiczne (według V.I. Vernadsky'ego) - najbardziej energiczny przejaw życia na lądzie i w wodzie. Jako część otoczki geograficznej, sfera ta ma charakter globalny i jest przedmiotem badań specjalnej nauki - nauka o krajobrazie. Sferę krajobrazową odróżnia od innych geosfer naszej planety wyjątkowa złożoność struktury zewnętrznej i wewnętrznej, istnienie i działalność społeczeństwa ludzkiego. O właściwościach geokompleksów tworzących sferę krajobrazową decydują procesy zachodzące zarówno bezpośrednio w krajobrazie, jak i zachodzące w trzewiach Ziemi i Przestrzeni Światowej.
W literaturze naukowej i edukacyjnej stosuje się terminy, które są synonimami, uzupełniają się lub mają zupełnie odmienną treść. Zatem właściwymi synonimami terminu „otoczka geograficzna” są sfera geograficzna, otoczka krajobrazowa i epigeosfera. Istnieją prace, które utożsamiają pojęcia otoczki krajobrazowej i środowiska geograficznego. Jest to błędne, gdyż skorupa geograficzno-krajobrazowa stała się środowiskiem geograficznym społeczeństwa ludzkiego po jego powstaniu, a potem dopiero w przestrzeni, w której to społeczeństwo funkcjonowało. Dla starożytny człowiek W okresie paleolitu środowisko geograficzne stanowiło tylko niewielką część otoczki krajobrazowej. Obecnie działalność człowieka wykracza poza granice geograficzne (loty kosmonautów, głębokie wiercenia). Przez środowisko geograficzne rozumie się tę część ziemskiego środowiska naturalnego człowieka, która w danym momencie historycznym jest najbardziej związana z jego działalnością produkcyjną.
Przedmowa
Na podstawie prac V.I. Vernadsky używa definicji biosfery jako powłoki planetarnej, której skład obejmuje dolne warstwy atmosfery, hydrosferę i górne warstwy litosfery. O jego składzie i strukturze decyduje współczesna i przeszła aktywność życiowa całego zestawu żywych organizmów. Dzięki interakcji jego składników ożywionych i nieożywionych, akumulacji i redystrybucji w nim ogromnej ilości energii, jest to termodynamicznie otwarty, samoorganizujący się, samoregulujący, dynamicznie zrównoważony, stabilny, globalny system.
Francuski biolog J.B. był bliski koncepcji „biosfery”. Lamarcka (1802). Jednak samego terminu „biosfera” po raz pierwszy użył australijski geolog E. Zuss (1875). Zidentyfikował także biosferę jako odrębną powłokę Ziemi, pokrytą życiem, na którą składają się części atmosfery, hydrosfery i litosfery. Istoty żywe (rośliny, zwierzęta, mikroorganizmy) istnieją na powierzchni Ziemi, w jej atmosferze, hydrosferze i górnej części litosfery i jako całość tworzą film życia (sferę) na naszej planecie. Górna granica biosfery sięga 85 km nad powierzchnią Ziemi. Na takich wysokościach (w stratosferze) podczas startu rakiet geofizycznych w próbkach powietrza wykryto zarodniki mikroorganizmów. Dolna granica biosfery sięga w głąb litosfery, gdzie temperatura sięga 100 0 C (w młodych obszarach fałdowanych jest to około 1,5 - 2 km, a na tarczach krystalicznych - 7 - 8 km).
Według V.I. Vernadsky'ego górna granica biosfery jest promieniowa, a dolna termiczna. Granica promieniowa wynika z obecności twardego promieniowania krótkofalowego, przed którym życie na Ziemi jest chronione przez warstwę ozonową, granica termiczna wynika z obecności wysokich temperatur i znajduje się na lądzie na średniej głębokości 3 - 3,5 km od powierzchni ziemi. Zatem całkowita grubość skorupy tej Ziemi musiałaby wynosić kilkadziesiąt kilometrów.
1. Powłoka geograficzna - złożona powłoka Ziemi, powstała w wyniku wzajemnego przenikania się i oddziaływania substancji poszczególnych geosfer - litosfery, hydrosfery atmosfery i biosfery. Koperta geograficzna to środowisko społeczeństwa ludzkiego i z kolei podlega jego znaczącemu wpływowi transformacyjnemu.
Koperta geograficzna to największy kompleks naturalny, którego rozwój przebiega według określonych wzorców:
o Integralność – wszystkie elementy powłoki geograficznej stanowią jedną całość, oddziałują na siebie, a substancje i energia znajdują się w ciągłym obiegu;
o Rytmiczność – okresowe powtarzanie się podobnych zjawisk naturalnych, które trwają dzień (dzień i noc), rok (wiosna, lato, jesień, zima) lub miliony lat (budowa gór) itp.;
o Podział na strefy – zmiana charakteru i właściwości kompleksów przyrodniczych od równika do bieguna, związana z nierównomiernym rozkładem ciepła słonecznego w zależności od szerokości geograficznej;
o Strefa wysokościowa – zmiany rzeźby terenu, klimatu, wody, roślinności w zależności od wysokość absolutna terenu, ekspozycji zboczy i zasięgu krajów górskich w stosunku do górnych mas powietrza.
Powietrze atmosferyczne jest jednym z głównych źródeł życia na planecie. Człowiek nie może żyć bez powietrza dłużej niż 5 minut. Zapotrzebowanie człowieka na powietrze zależy od jego stanu, warunków pracy i waha się od 15 do 150 tys. L dziennie.
Atmosfera to zewnętrzna powłoka gazowa Ziemi, sięgająca od jej powierzchni w przestrzeń kosmiczną na odległość około 3000 km i podzielona na troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę.
Otacza ziemię i obraca się wraz z nią pod wpływem grawitacji. Skład atmosfery obejmuje azot - 78%, tlen - 21%, argon, hel, krypton i kilka innych stałych składników. Uważa się, że skład i właściwości atmosfery ustabilizowały się w ciągu ostatnich 50 milionów lat. Do zmieniających się składników atmosfery zalicza się para wodna, ozon, dwutlenek węgla, mają ogromne znaczenie dla procesów atmosferycznych. Większość pary wodnej koncentruje się w dolnych warstwach atmosfery (od 0,1 - 0,2% na szerokościach polarnych do 3% na szerokościach równikowych), wraz z wysokością jej ilość znacznie maleje - o 90% na wysokości około 5 km. Zawartość pary wodnej w atmosferze zależy od zależności zachodzącej pomiędzy procesami parowania, kondensacji i transportu poziomego. Warstwa ozonowa pochłania większość promieniowanie ultrafioletowe Słońce chroniące życie na Ziemi. Jest to główne znaczenie ekologiczne atmosfery.
Litosfera to zewnętrzna, solidna skorupa Ziemi, która obejmuje całą skorupę ziemską z częścią górnego płaszcza ziemi i składa się ze skał osadowych, magmowych i metamorficznych.
Człowiek wpływa przede wszystkim na skorupę ziemską - cienką górna skorupa Ziemia ma grubość 40–80 km na kontynentach, 5–10 km pod oceanami i stanowi zaledwie około 1% masy Ziemi. Pierwiastki litosfery – tlen, krzem, wodór, glin, żelazo, magnez, wapń, sód – stanowią 99,5% skorupy ziemskiej.
Skorupę ziemską organizmy żywe zamieszkują jedynie w górnych warstwach gleby (pedosferze) do głębokości 5 m. Skały tworzące litosferę podatne są na procesy cykliczne, pod wpływem sił egzogennych i endogenicznych. Siły endogeniczne działają poprzez wietrzenie, osadzając zwietrzały materiał w głębszych warstwach lub transportując go do nowych miejsc złóż (sedymentacja).
W wyniku cementowania lub ciśnienia osady mogą twardnieć (diageneza). 8% osadów pokrywa 75% powierzchni Ziemi. Po długim (z geologicznego punktu widzenia) czasie pokrywa osadowa, która stała się już bardzo gruba i bardzo ciężka, może opaść, a następnie podlega działaniu sił endogenicznych. Prowadzą do powstawania fałd pod wpływem nacisku i wysokie temperatury skały mogą się zmieniać, topić i ponownie zestalać.
Hydrosfera to wodna sfera naszej planety, całość oceanów, mórz, wód kontynentalnych i pokryw lodowych. Nasza planeta zawiera około 16 miliardów metrów sześciennych. m. wody, co stanowi 0,25% jego masy. Główna część tej wody (ponad 80%) znajduje się w głębokich strefach Ziemi – jej płaszczu. Podziemna część hydrosfery obejmuje wody gruntowe, podglebowe, międzywarstwowe, swobodnie przepływające i ciśnieniowe, wody szczelinowe oraz wody zagłębień krasowych w skałach łatwo rozpuszczalnych (wapień, gips).
Dla ogromnej liczby organizmów żywych, zwłaszcza na różne etapy rozwoju biosfery, medium narodzin i rozwoju była woda. Woda w biosferze znajduje się w ciągłym ruchu, mającym swoje źródło w geologicznym i biologicznym obiegu substancji. Woda jest podstawą istnienia życia na Ziemi. Bez wody cywilizacja ludzka nie może istnieć, ponieważ woda jest wykorzystywana przez ludzi nie tylko do picia, ale także do zaspokajania potrzeb sanitarnych, higienicznych i domowych.
2.1. Biosfera (przestrzeń zamieszkana przez organizmy żywe) obejmuje jedynie cienki pas Ziemi, warstwę o grubości około 20 km. W przestrzeni ziemskiej głębokość penetracji organizmów żywych (pedosfery) zależy od klimatu, stopnia zwietrzenia skał itp.
Ze względu na trudności w transporcie wody wynikające z działania pola grawitacyjnego Ziemi, rośliny rzadko wznoszą się nad ziemię powyżej 50 m. Najważniejszymi czynnikami ograniczającymi rozmieszczenie organizmów żywych w atmosferze i hydrosferze są zawartość tlenu i warunki temperaturowe.
W atmosferze, w wyniku biernego przenoszenia pyłków i zarodników bakterii przez wiatr, materia organiczna osiąga wysokość do 10 km.
W depresjach głębinowych bakterie beztlenowe znaleziono na głębokości 10 000 m.
Od strony ekologicznej biosferę można podzielić na subbiosfery (Schubert) i atmosferę, jeśli nie uwzględnia się przestrzeni tymczasowo zamieszkanej:
Geobiosfera - zamieszkana przestrzeń litosfery i pedosfery (gleba itp.);
Hydrobiosfera - zamieszkana przestrzeń hydrosfery (morza, jeziora słodkowodne, rzeki);
Antropobiosfera to przestrzeń z dominacją człowieka (krajobrazy kulturowe, miasta).
2.2 Powstawanie substancji żywych i ich rozkład to dwie strony tego samego procesu, który nazywa się biologicznym obiegiem pierwiastków chemicznych. Życie to obieg pierwiastków pomiędzy organizmami a środowiskiem.
Powodem krążenia jest ograniczona natura elementów tworzących ciało. Cyrkulacja biologiczna to powtarzający się udział pierwiastków chemicznych w procesach zachodzących w biosferze. Pod tym względem biosferę definiuje się jako obszar Ziemi, w którym zachodzą trzy główne procesy: cykl wodoru, azotu, siarki, w którym pięć pierwiastków (H, O 2, C, N, S) przemieszcza się przez atmosferę, hydrosfera i litosfera biorą udział. W naturze krążenie odbywa się nie za pomocą substancji, ale pierwiastków chemicznych.
Cykl węglowy. W biosferze znajduje się ponad 12 000 miliardów ton węgla. Dzieje się tak, ponieważ związki węgla stale się tworzą, zmieniają i rozkładają. Cykl węglowy faktycznie zachodzi pomiędzy substancjami i dwutlenkiem węgla. W procesie fotosyntezy przeprowadzanym przez rośliny dwutlenek węgla i woda są przekształcane w różne związki organiczne przy wykorzystaniu energii światła słonecznego. Pełny cykl wymiany węgla w atmosferze zachodzi w ciągu 300 lat. Ale część węgla jest wykluczona w postaci torfu, ropy, węgla, marmuru itp.
Cykl tlenowy. Każdego roku lasy wytwarzają 55 miliardów ton tlenu. Jest wykorzystywana przez organizmy żywe do oddychania oraz bierze udział w reakcjach oksydacyjnych w atmosferze, litosferze i hydrosferze. Krążąc w biosferze, tlen przekształca się w materię organiczną, następnie w wodę lub w tlen cząsteczkowy. Obecnie duża ilość tlenu jest zużywana rocznie na spalanie węgla, produktów naftowych i gazu. Intensywność tego procesu wzrasta z roku na rok.
Cykl azotu, fosforu, siarki. Działalność człowieka przyspiesza obieg tych pierwiastków. główny powód przyspieszenie - wykorzystanie fosforu w nawozach, co prowadzi do eutryfikacji - nawożenie nawozowe. Podczas eutryfikacji następuje szybki rozwój glonów – „rozkwit” wody. Prowadzi to do zmniejszenia ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie. Produkty przemiany materii glonów niszczą ryby i inne organizmy. Powstałe ekosystemy ulegają zniszczeniu. Przemysł i silniki spalinowe co roku emitują do atmosfery duże ilości azotanów i siarczanów. Spadając na ziemię wraz z deszczem, są wchłaniane przez rośliny.
Rower wodny. Woda pokrywa * powierzchnię Ziemi. W ciągu minuty pod wpływem ciepła słonecznego z powierzchni zbiorników ziemskich wyparowuje 1 miliard ton wody. Po ostygnięciu pary tworzą się chmury, które powracają na powierzchnię Ziemi w postaci deszczu i śniegu. Opady częściowo wnikają w glebę. Wody gruntowe powracają na powierzchnię ziemi poprzez korzenie roślin, źródła, pompy itp.
Tempo cyrkulacji wody jest bardzo wysokie: woda oceaniczna jest uzupełniana w ciągu 2 milionów lat, woda gruntowa w ciągu 1 roku, woda rzeczna w ciągu 12 dni, para w atmosferze w ciągu 10 dni.
Co roku do wytworzenia pierwotnej produkcji biosfery podczas fotosyntezy wykorzystuje się 1% wody opadającej w postaci opadów. Na potrzeby bytowe i przemysłowe ludzie wykorzystują jedynie 20 mm opadów – 2,5% całkowitej ilości opadów w ciągu roku. Stały roczny zlew wynosi obecnie 55 metrów sześciennych. m. rocznie wzrasta o 4 - 5%.
Z drugiej strony organizmy żywe przystosowują się do różnych warunków chemicznych środowiska i tolerują wysokie stężenia tych pierwiastków, które zwykle występują tutaj w dużych ilościach. Pierwiastki rzadko występujące w przyrodzie i w małych stężeniach po nagromadzeniu stają się toksyczne dla organizmów żywych.
3. 3,5 miliarda lat temu w pierwotnym oceanie Ziemi, pod wpływem promieniowania ultrafioletowego i przenikliwego, a także wyładowań elektrycznych, rozpoczęły się powstawanie pierwszych związków organicznych - „bulionu organicznego” (A.I. Oparin). Wraz ze wzrostem stężenia tego roztworu niektóre cząsteczki organiczne łącząc się, zaczęły tworzyć kropelki koacerwatu, izolowane od otoczenia, które wykorzystując zawarte w jego składzie substancje w celu zwiększenia swoich rozmiarów. W ten sposób powstały cząsteczki zdolne do samoreprodukcji, co oznaczało początek Życia.
Pierwsze organizmy żywiły się otaczającym je roztworem organicznym, jednak przyszedł czas, gdy jego zapasy zaczęły się wyczerpywać, a wolnego tlenu praktycznie nie było, a pierwsze organizmy zmuszone były pozyskiwać energię w procesie fermentacji. Ale ten proces jest nieskuteczny i wymaga dużej ilości jedzenia. Dlatego życie było skazane na głód. Jedynym sposobem na przekształcenie substancji ostatecznej w nieostateczną jest wprowadzenie jej do obiegu. Wskutek naturalna selekcja Pojawiły się organizmy fotosyntetyzujące, które nie żywią się gotową materią organiczną, ale same ją stworzyły, wykorzystując światło słoneczne do konwersji dwutlenku węgla, soli mineralnych i wody. Produktem odpadowym tej metody odżywiania był tlen, który po pierwsze umożliwił pojawienie się wielokomórkowych przedstawicieli świata zwierząt, zużywających energię z gotowych substancji organicznych poprzez ich utlenianie, a po drugie stworzył ochronę przed wpływem ultrafioletu promieniowanie, które było destrukcyjne dla związków białkowych, gdyż część wolnego tlenu zamieniła się w ozon, który jest silnym absorberem.
W ten sposób powstał zamknięty krąg współzależnych i wzajemnie przystosowanych organizmów i procesów, wśród których nie ma ani jednego zbędnego, gdyż każdy pełni swoją funkcję: marnotrawstwo jednego jest warunkiem życia drugiego.
Zwierzęta nie mogłyby jeść i oddychać bez pomocy roślin. Ale rośliny bez zwierząt umarłyby bardzo szybko, ponieważ nie byłoby nikogo, kto przetworzyłby powstałą materię organiczną na wodę, dwutlenek węgla i sole mineralne, zapobiegając zanieczyszczaniu planety wymarłymi pozostałościami i przywracając rezerwy składniki odżywcze dla nowych pokoleń roślin. Organizmy żywe biorą również udział w ogólnym cyklu substancji w przyrodzie i tworzeniu planety.
Tak więc organizmy zwierzęce i roślinne poprzez swoją działalność za życia oraz biomasę po śmierci stworzyły i poprawiły warunki sprzyjające życiu na miliardy lat, czyli biosferę, zanim pojawił się człowiek, który po kilkuset tysiącach lat zaczął ją niszczyć jego irracjonalne działania.
Wniosek
Przybliżona masa biosfery wynosi 3 10 24 g, a objętość 10 10 24 cm 3, w tym litosfera - 0,6 10 24 cm 3, hydrosfera - 1,4 10 24 cm 3 i troposfera - 8 10 24 cm 3. Przybliżona masa biosfery wynosi 0,05% masy Ziemi, a objętość stanowi 0,4% objętości Ziemi, łącznie z tą ostatnią atmosferą o grubości 2000 km od poziomu geoidy. Masa materii żywej wynosi zaledwie (3...5) 10 -8% masy Ziemi i około (0,7 - 1,0) 10 -8% masy biosfery.
Ciekawe uogólnienia na temat parametrów biosfery podaje F. Ya. Shipunov (1980). Według jego danych największa grubość biosfery znajduje się na szerokościach tropikalnych - 22 km, najmniejsza - na szerokościach polarnych - 12 km.
Procesy zachodzące w biosferze i otaczającym ją środowisku planetarnym mają swój początek i są wspomagane z jednej strony przez czynniki kosmiczne, a z drugiej ziemskie, związane z charakterystyką Ziemi jako planety (napięcie grawitacyjne i magnetyczne pola, charakterystyka jego substancji, promieniowanie itp.). interakcja tych dwóch czynników tworzy jedno stworzenie - system Ziemi (Shipunov). Biosfera jest strukturalną częścią tego złożonego układu planetarnego. A jeśli jego żywa materia utworzy dla siebie niekorzystne siedlisko i rozwój - biosferę, wówczas ta ostatnia przekształca swoje środowisko planetarne w taki sposób i w takich rozmiarach, aby uzyskać maksymalną stabilność swojej organizacji strukturalnej. Dlatego biosferę należy postrzegać nie tylko jako obszar rozwoju materii żywej na Ziemi, ale także jako obszar przekształcający jej bezpośrednie otoczenie w nieodłączną ekologiczną materię planetarną.
WYKAZ WYKORZYSTANYCH BIBLIOGRAFII
Biosfera: zanieczyszczenie, degradacja, ochrona. - Słownik. 2003
Vernadsky V.I. Biosfera - Leningrad, 1972
Korsak K.V., Plakhovnik O.V. Podstawy ekologii. Podręcznik naukowy - K., 2002.
Podstawy Ekologii - wyd. E. N. Meszechko 2002
Myakushko V.V., Volvach F.V. Ekologia. - K., 2000
Sytnik K. M., Brion A. V., Gordetsky A. V. Biosfera, ekologia, ochrona przyrody. - K., 1987
Dietera Heinricha i Manfreda Gergta. Ekologia - wyd. V.V. Serebryakova - 2001
Bilyavsky T. D., Padun M. M. Podstawy ekologii ogólnej. Podręcznik - K., 1996
Vernadsky VI Biosfera i Noosfera 1989
Biosfera i jej zasoby - wyd. N. Filipowski 1982
Biosfera. Ewolucja, przestrzeń, czas. - wyd. RW Sims 1988
Biosfera jest wyjątkową powłoką naszej planety. Wszystkie poprzednie powłoki, które rozważaliśmy, istnieją w takim czy innym stopniu na innych planetach, ale najwyraźniej nie istnieją na żadnej z nich z wyjątkiem Ziemi. Możliwe, że skoro na naszej planecie istnieje życie, to istnieje również w innych zakątkach Wszechświata, jest też prawdopodobne, że jest to zjawisko bardzo powszechne, jednak na razie naukowcy wciąż poszukują życia poza naszą planetą i jedynego takiego miejscem, w którym odkryto życie, jest Ziemia. Kto wie, może jest to jedyna planeta, na której w nieznany sposób powstało życie?
Skąd się wziął na Ziemi, tak naprawdę nikt jeszcze nie ma pojęcia. Życie jest zjawiskiem zbyt złożonym, aby mogło powstać przez przypadek, a wciąż nic nie wiemy o procesach, które mogą doprowadzić do jego pojawienia się. Ale faktem pozostaje, że życie istnieje i rozwija się na Ziemi. Naukowcy podzielili całą historię istnienia naszej planety, która trwa 4,5 miliarda lat, na dwie duże części - dwa eony: kryptozoik i fanerozoik. Eon kryptozoiczny jest eonem „życia ukrytego”. W warstwach geologicznych tego okresu nie znaleziono śladów życia na planecie. Nie może to jednoznacznie wskazywać, że w ogóle jej tam nie było, ale nie odnotowuje się żadnych dowodów na jej obecność, a być może była przez długi czas zbyt prymitywne - na poziomie organizmy jednokomórkowe, nie zakonserwowane jako skamieniałości. Eon fanerozoiku rozpoczął się 570 milionów lat temu, naznaczony tak zwaną „eksplozją kambryjską”. W tym okresie kończy się era geologiczna prekambru lub archaiku i rozpoczyna się paleozoik. Era paleozoiczna to era „ starożytne życie" W tym momencie pojawiają się prawie wszystkie rodzaje istot żywych: mięczaki, ramienionogi, robaki, szkarłupnie, stawonogi, strunowce i inne - dlatego ten moment nazwano „eksplozją”. W ciągu 100 milionów lat pojawiły się pierwsze kręgowce, a 400 milionów lat temu życie zaczęło pojawiać się na lądzie – pojawiły się płazy. Chciałbym zauważyć, że życie powstało w oceanie i przez długi czas nie mogło dostać się na ląd, ponieważ dopóki nie utworzyły się warstwy tlenu i ozonu, chroniące wszystkie żywe istoty przed śmiercionośnym promieniowaniem słonecznym, ląd nie nadawał się do życia. W tym samym okresie zaczęły kwitnąć rośliny lądowe - pojawiły się mchy, skrzypy, paprocie, a po roślinach pojawiła się gleba. Era paleozoiku kończy się 251 milionów lat temu największym masowym wymieraniem żywych stworzeń w całej swojej historii. To, co wydarzyło się w tym okresie, pozostaje nieznane, oczywiście na planecie miały miejsce kolosalne wydarzenia. zmiana klimatu. Niektórzy paleontolodzy uważają, że najsilniejszy wydarzył się na Ziemi okres lodowcowy, obejmujący całą planetę. Jednak po paleozoiku przyszedł mezozoik i życie na planecie zostało ponownie przywrócone. Mezozoik był erą dinozaurów, która panowała na planecie przez około 200 milionów lat. Ale 65 milionów lat temu masowe wymieranie nastąpiło ponownie. Wszystkie dinozaury zniknęły z powierzchni planety. Prawdopodobnie duży meteoryt uderzył w Ziemię, radykalnie zmieniając jej klimat. Od tego momentu się zaczęło Era kenozoiczna który trwa do Dzisiaj. Kenozoik stał się epoką, w której około 2 miliony lat temu pojawił się człowiek.
Życie rozprzestrzeniło się dziś we wszystkich zakątkach globu, można je znaleźć na samym dnie oceanów, w gorących źródłach, na większości wysokie góry ach, w kraterach wulkanów i pod lodem. Przeniknął wszędzie, gdzie z jakiegoś powodu życie znika, wkrótce zostaje przywrócone na nowo, dostosowując się do coraz nowszych i bardziej trudne warunki środowisko. Różnorodność organizmów żywych na planecie jest ogromna, liczy miliony zwierząt, roślin, grzybów i mikroorganizmów. Sama biosfera jest zasadniczo ciągłą przestrzenią, w której znajdują się wszystkie te gatunki. Oddziałują ze sobą poprzez ogromną liczbę połączeń biologicznych, tworząc jeden, globalny ekosystem. Oczywiście różne organizmy żywe przystosowały się do różnych warunków naturalnych, dlatego na Ziemi utworzyło się kilka stref przyrodniczych, charakteryzujących się szczególnymi warunkami przyrodniczymi i zamieszkującymi je gatunkami.
Ekologia znacznie rozszerzyła zakres swoich badań i obecnie uwzględnia wzorce ekosystemu w ścisłym powiązaniu z geografią i działalnością człowieka. Prowadzi to do ogólnych wzorców geoekologicznych na poziomie biosfery.
Podstawą wzorców geograficznych jest rzeźba terenu, jedność (integralność) biosfery, zachowanie równowagi w przyrodzie, strefowość i azonalność, asymetria polarna i metabolizm.
W 1974 roku słynny amerykański ekolog B. Commoner połączył wymienione wzorce w cztery prawa:
1. Wszystko jest połączone ze wszystkim. Niewielkie przesunięcie w jednym miejscu systemu ekologicznego prowadzi do niezamierzonych konsekwencji dla całego ekosystemu.
2. Nic nie znika bez śladu i znika w nikąd. Substancja wchodzi w metabolizm i przechodzi z jednej formy w drugą.
3. Natura wie najlepiej. Człowiek nie wie, że „udoskonalając” przyrodę, może zakłócić w niej prawa rozwoju.
4. Za wszystko musisz zapłacić. Osoba posługująca się swobodnie i niepiśmiennie Zasoby naturalne zanieczyszcza powietrze, wodę i glebę. Musi istnieć granica ludzkiego złego zarządzania. O wszystkich działaniach ludzkich należy decydować na równych zasadach na rzecz przyrody. Przyszłość biosfery zależy bezpośrednio od inteligencji żyjących w niej ludzi. Tylko zachowując jakość środowiska, ludzie mogą chronić siebie jako gatunek.
Drugim sposobem na zachowanie ludzkości jest umiejętność przystosowania się do niesprzyjających warunków środowiskowych. Przez prawa biologiczne natury, w przypadku braku tych dwóch warunków, społeczeństwo ludzkie będzie stopniowo zanikać. Dlatego utrzymanie równowagi na planecie, badanie wzorców jedności powłoki geograficznej pomaga wdrożyć Procesy życiowe w biosferze.
Biosfera- dziedzina badań ekologicznych, największy system ekologiczny glob. Aby głębiej zbadać otoczkę geograficzną i biosferę, zatrzymajmy się na niektórych koncepcjach geoekologicznych.
Biosfera- środowisko sprzyjające istnieniu organizmów żywych na Ziemi. Jego obszary rozciągają się od małych nor, gniazd ptaków i mrowisk po duże doliny, biocenozy i ekosystemy (ryc. 64).
Ryż. 64. Kwiat jest siedliskiem motyla
Koperta geograficzna- pojedynczy system terytorialny zajmujący całą zewnętrzną warstwę globu. Obejmuje wszystkie elementy biosfery. Całkowita głębokość muszli geograficznej wynosi 35-40 km.
Struktura, cechy i obszar badań otoczki geograficznej i biosfery są podobne, są to systemy wzajemnie się uzupełniające. Chociaż biosfera jest gorsza od otoczki geograficznej pod względem objętości i wielkości, skoncentrowane są w niej wszystkie organizmy żyjące obecnie na Ziemi. Przedmiotem badań ekologii są dwa duże ekosystemy. Termin „otoczka geograficzna” wprowadził do nauki A. A. Grigoriew (1932), a „biosferę” E. Suess (1875).
Jedną z głównych właściwości powłoki geograficznej jest niejednorodność przestrzeni. Rozmieszczenie przestrzenne skorupy ziemskiej jest wynikiem długotrwałych i złożonych procesów geobiologicznych. Na przykład głównym wskaźnikiem otoczki geograficznej są geosystemy, czyli naturalne krajobrazy.
Ekosystemy- naturalny kompleks utworzony przez zbiór organizmów żywych i ciągły przepływ substancji i energii na Ziemi.
Rozmiar i biomasa ekosystemu mogą się znacznie różnić – od małych do ogromnych obszarów. Występują na powierzchni (atmosfera), pod ziemią (litosfera) i wodzie (hydrosfera). środowiska życia. Na przykład koncepcję „ekosystemu” można zastosować od kropli wody do oceanu. Ze swej natury ekosystemy dzielimy na naturalne i antropogeniczne.
Jedną z głównych właściwości „ekosystemu” jest jego różnorodność rozmiarów. Najwyższym ekosystemem o skali globalnej jest biosfera. Proste ekosystemy (biogeocenozy) charakteryzują się względną jednorodnością. Jak społeczności roślinne współdziałają w jednym ekosystemie? świat zwierząt, warunki fizyczne i geograficzne, a także stały przepływ energii i metabolizmu.
Biogeocenoza odpowiada geograficznej koncepcji „facji”. Na przykład: ekosystemy brzóz, dolin, stepów itp.
Głównymi właściwościami charakterystycznymi ekosystemu są obieg substancji i stabilność produktywności biologicznej.
Geosystem (system geograficzny)- pojedynczy kompleks naturalnych składników, które rozwijają się w ścisłym powiązaniu w czasie i przestrzeni i uzupełniają się wzajemnie systemie materialnym. Chociaż geosystem i ekosystem są blisko siebie, geosystemy w porównaniu do ekosystemów obejmują produkcję, kompleksy terytorialne i obszar rozmieszczenia zakładów produkcyjnych.
Wyższy system naturalny otoczką geograficzną jest krajobraz (ryc. 65, 66).
Ryż. 65. Łąki górskie
Ryż. 66. Okżetpes. Krajobraz górski
Krajobraz- terytoria o jednorodnym pochodzeniu i historii rozwoju, z jednym geograficznym okresem powstania, jednolitą glebą, topografią, klimatem, warunkami hydrotermalnymi i biocenozą.
Istnieją podobieństwa i różnice pomiędzy ekosystemami i geosystemami (krajobrazami). Opiera się na pojęciach opisujących naturalne kompleksy. Ale ekosystem nie ma stałych granic terytorialnych; są one arbitralne. Na przykład lasy Charyn, Ili, ekosystem Zhetysu (Dzhungar) Alatau itp.
W obrębie otoczki geograficznej wyodrębnia się środowisko krajobrazowe. Jest to warstwa ziemi pokrywająca florę i faunę, dolne warstwy powietrza, wody naziemne i podziemne. Tylko w tej warstwie stworzone jest sprzyjające środowisko dla wszystkich żywych organizmów. Jeśli środowisko krajobrazowe w strefie tundry zajmuje 5-10 m, to w strefach tropikalnych osiąga 100-150 m. Główne przyczyny tego są związane z rozwojem rzeźby i miąższością warstwy organicznej.
Jakie są zatem główne różnice między geosystemem a ekosystemem? Geosystem pełni funkcję policentralną, a ekosystem pełni funkcję biocentralną, gdzie podstawę stanowią organizmy żywe.
Pełną naukową definicję krajobrazów geograficznych podał i opisał słynny rosyjski naukowiec P. P. Semenov-Tyan-Shansky.
Zgodnie z taksonomią wyróżnia się krajobrazy pierwotne, częściowo naturalne, kulturowe i regeneracyjne.
Jeśli weźmiemy pod uwagę współczesne krajobrazy na przykładzie Kazachstanu, znajdziemy krajobrazy naturalne, antropogeniczne i kulturowe.
Naturalne krajobrazy- dziewicze kompleksy przyrodnicze, w których być może nie postawił stopy żaden człowiek. Takie krajobrazy w Kazachstanie można spotkać w rejonie wysokich gór, w stepowych i półpustynnych strefach przyrodniczych.
Krajobrazy antropogeniczne- są to tereny zmienione, związane bezpośrednio i pośrednio z wpływem człowieka na zespoły przyrodnicze, np. pojawieniem się pastwisk w miejscu wykarczowanych lasów. Czasami takie antropogeniczne krajobrazy można przywrócić. Jednak niepiśmienne korzystanie z krajobrazów przez ludzi zamienia je w pustynie i takyry. Według danych naukowych największe ekosystemy pustynne na świecie to Sahara, Gobi, Taklamakan, Azja centralna- wynik bezpośredniego lub pośredniego wpływu człowieka. Obejmuje to tysiące hektarów nieodpowiednich gruntów w środkowym Kazachstanie, rejonach Morza Aralskiego i południowego Kazachstanu z glebami podatnymi na erozję (ryc. 67).
Ryż. 67. Ziemie aralskie podatne na erozję
Największym ekosystemem na Ziemi jest biosfera (sfera życia). Jej ewolucja rozwojowa i przyszłość są związane tylko z Ziemią. Zasługa stworzenia holistycznej doktryny biosfery należy do akademika V.I. Wernadskiego (1863–1945).
Podstawy jego doktryny o biosferze, sformułowanej w 1926 roku w książce „Biosfera”, zachowują swoje znaczenie we współczesnej nauce.
W książce naukowiec badał rozwój, powstawanie i przyszłość życia w biosferze, gdzie jest główna siła napędoważycie jest energią Słońca. Ogólnie rzecz biorąc, powstawanie, rozwój i metabolizm w biosferze rozpatrywane są z punktu widzenia powstawania substancji organicznych.
Koperta geograficzna. Ekosystem. Geosystem. Krajobraz.
1. Otoczka geograficzna i biosfera są wzajemnie uzupełniającymi się pojedynczymi ekosystemami.
2. Istnieją naturalne wzorce rozwoju otoczki geograficznej i biosfery.
3. B. Prawa Commonera.
1. Czym są wzorce geograficzne?
2. Jakie jest znaczenie praw V. Commonera?
3. Czym jest naturalna równowaga?
1. Jak to jest ogólny opis biosfera i jej siła napędowa?
2. Co obejmuje koperta geograficzna?
3. Jakie znasz rodzaje ekosystemów?
1. Jakie są podobieństwa i różnice między geo- i ekosystemami?
2. Wymień rodzaje krajobrazu i jego funkcje.
3. Czy jest przyszłość dla gruntów nieużytecznych?
Pojęcia: otoczka geograficzna, przestrzeń krajobrazowa, otoczka krajobrazowa, naturalny kompleks terytorialny, biosfera, noosfera, vitasfera
Jeden z najważniejsze właściwości Nasza planeta jako ciało kosmiczne ma wyraźnie wyrażoną strukturę powłoki. Począwszy od środka Ziemi po peryferie (bliską i daleką przestrzeń), jądra wewnętrzne i zewnętrzne, dolny i górny płaszcz, skorupę ziemską z warstwami bazaltu, granitu i osadów, hydrosferę ze strefami głębinowymi, batialowymi i litoralnymi, biosfera z warstwą gleby (pedosfera) i biostromem (strefa koncentracji roślin i zwierząt w pobliżu powierzchni Ziemi), sfera krajobrazowa obejmująca skorupę wietrzną, gleby, biostrom i przyziemne warstwy powietrza, otoczkę geograficzną rozciągającą się od astenosferę do ekranu ozonowego i wreszcie atmosferę z troposferą, stratosferą, mezosferą, termosferą i egzosferą.
Cała różnorodność sfer tworzących planetę Ziemia rozwinęła się podczas długiej ewolucji i dzieli się na dwie duże grupy(Tabela 1).
Tabela. 1
Elementy konstrukcyjne i grupy funkcyjne tworząc planetę Ziemię.
Druga grupa powstała w wyniku interakcji pierwszej, dlatego nazywa się ją funkcjonalną. Cecha charakterystyczna Ta grupa polega na tym, że wszystkie jej elementy powstają w strefach kontaktu i tworzą swoją wewnętrzną strukturę kosztem naturalnych ciał innych sfer znajdujących się w pobliżu tej lub innej strefy kontaktu.
Otoczka geograficzna Ziemi jest złożonym kompleksem naturalnym, który powstaje w strefie przenikania i interakcji litosfery, atmosfery i hydrosfery. Otoczka geograficzna powstaje pod wpływem energii słonecznej i charakteryzuje się rozwojem życia organicznego. Obejmuje dolną część atmosfery (troposferę) (10 km), całą hydrosferę, górną warstwę litosfery (na kontynentach - 4–5 km, na oceanach 11–12 km), odpowiadającą skorupie skał osadowych i biosferę. Całkowita miąższość powłoki geograficznej wynosi 20 – 35 km.
Kryterium izolacji przestrzeni krajobrazowej stanowi obserwowana w niej, charakterystyczna tylko dla niej integracja wszystkich stanów materii charakterystycznych dla powierzchni ziemi: abiogennych – stałych, ciekłych, gazowych i żywych. Przestrzeń krajobrazowa zajmuje tę pozycję kontaktową w powłoce geograficznej, w której litosfera, atmosfera, hydrosfera i biosfera najściślej się ze sobą splatają, przenikają i dokonują wzajemnej wymiany materii i energii. Jeśli pierwsze trzy elementy w przeważającej części wykraczają daleko poza granice kontaktowej przestrzeni krajobrazowej, wówczas biosfera wraz ze swoją masą jest właśnie w niej skoncentrowana. Przestrzeń krajobrazowa obejmuje całą naszą planetę. Będąc tworem trójwymiarowym (objętościowym), ma jednocześnie charakter „filmowy”, graniczny, czyli rozciągnięty po powierzchni ziemi.
Po raz pierwszy muszla krajobrazowa (kula) została zidentyfikowana jako niezależny obiekt naturalny przez geografa z Woroneża Fiodora Nikołajewicza Milkowa w 1959 roku. Powłoka krajobrazowa to cienka warstwa bezpośredniego kontaktu i energetycznego oddziaływania górnych warstw skorupy ziemskiej, dolnych warstw troposfery i powłoki wodnej Ziemi. Całość (od górnej do dolnej granicy) jest przesiąknięta życiem i można ją określić jako biologiczne skupienie otoczki geograficznej.
Skorupa krajobrazowa to miejsce przemiany energii słonecznej w różnego rodzaju energię ziemską, czyli środowisko najkorzystniejsze dla rozwoju życia. Otoczka krajobrazowa to zespół kompleksów krajobrazowych otaczających lądy, oceany i pokrywy lodowe.
Powłoka krajobrazowa obejmuje:
Nowoczesna skorupa wietrzenia;
Zmielone warstwy powietrza;
Wegetacja;
Organizmy zwierzęce.
Przy bezpośrednim udziale lub pod kontrolą organizmów żywych zachodzi tu wiele procesów wymiany energii i masy, w wyniku których powstają specyficzne ciała krajobrazu, które w innych warunkach nie mogą powstać i istnieć.
Otoczka krajobrazowa stanowi stosunkowo niewielką część otoczki geograficznej, ale jest najbardziej kompleksowo zorganizowaną, niejednorodną, najbardziej aktywną energetycznie i najważniejszą pod względem ekologicznym. W uogólnionej formie jego definicja może wyglądać następująco: powłoka krajobrazowa – cienka warstwa przyziemna powłoki geograficznej, reprezentująca strefę kontaktu i energii czynnej oraz wymiany masy litosfery, atmosfery, hydrosfery i biosfery, zasilana energią promienistą Słońca i energii pochodzenia pozaziemskiego, sfery największej koncentracji życia na Ziemi, powstania, rozwoju i współczesnej egzystencji ludzkości i cywilizacji ziemskiej.
Muszla krajobrazowa jest jedną z najstarszych muszli funkcjonalnych. Powstał na początku geologicznego etapu rozwoju Ziemi i był reprezentowany przez abiogenną skorupę wietrzenia w kontakcie z dość cienka warstwa atmosfera ziemska. W toku swojej ewolucji, a zwłaszcza wraz z pojawieniem się na Ziemi materii żywej, sfera krajobrazu nabyła złożoną strukturę wewnętrzną, przechodząc do kategorii układów bioinertnych, tj. układy, w strukturze których materia organiczna i nieorganiczna odgrywają równą rolę.
Można wyróżnić dwie główne funkcje powłoki krajobrazowej.
1. W jej granicach energia słoneczna jest przekształcana na inne rodzaje, a także rozpraszana jest ta energia nie tylko w granicach powłoki krajobrazowej, ale także całej otoczki geograficznej jako całości.
2. Najbardziej w obrębie otoczki krajobrazowej korzystne warunki dla powstania i istnienia życia.
Jakie są pionowe granice obwiedni krajobrazu? Górna granica powłoki krajobrazowej pokrywa się z górną granicą powierzchniowych warstw powietrza. Warstwy te, o średniej miąższości 30-50 m, znajdują się pod bezpośrednim wpływem leżącej pod spodem powierzchni Ziemi. Ich miąższość charakteryzuje się dobowymi wahaniami temperatury i wilgotności powietrza, dobrze rozwiniętą konwekcją cieplną, ponadto obserwuje się tu zwiększone zapylenie powietrza oraz obecność zarodników i pyłków roślin. Grubość warstwy zależy od rodzaju podłoża. Na dużych szerokościach geograficznych, gdzie powierzchnia ta jest dość jednorodna (śnieg, lód), Górna granica położony na wysokości pierwszych kilkudziesięciu metrów. Na niskich szerokościach geograficznych dolną powierzchnię reprezentują tropikalne lasy deszczowe, gdzie wysokość samej warstwy drzew sięga 70–80 m, a zatem granica znajduje się już na wysokości pierwszych setek metrów.
Dolna granica pokrywa się z dolną granicą skorupy wietrzenia, która jest produktem bezpośredniego działania powietrza, wody, roślinności i zwierząt na skały. Skorupa wietrzejąca jest wszechobecna i waha się od kilku metrów na dużych szerokościach geograficznych do kilkudziesięciu metrów, a czasem setek w tropikach.
Zatem średnia grubość powłoki krajobrazowej wynosi kilkadziesiąt metrów, a jej grubość maleje w miarę przemieszczania się od równika do biegunów.
Muszla krajobrazowa w trakcie swojej długiej ewolucji dała początek człowieczeństwu, przez tysiące lat była kolebką jej cywilizacji, a obecnie jest sferą zamieszkania człowieka i przedmiotem jego pracy. Z biegiem czasu skorupa krajobrazu stała się antropogeniczna, technogeniczna oraz intelektualno-duchowa.
Integralność powłoki krajobrazowej zapewnia jej struktura wewnętrzna, tj. całość jego części, charakter ich relacji i interakcji. Istnieją trzy główne poziomy strukturalne jego organizacji:
1. Rzeczywisty (geokomponent);
2. Pionowy (promieniowy);
3. Boczny (złożony).
Należy do poziomu materialnego ważna rola w izolacji poszczególnych części (geomelementów) sfery krajobrazu. Geokomponenty to zbiór substancji jednorodnych pod względem składu chemicznego, fizycznego i biologicznego. Wyróżnia się następujące komponenty:
Skały (minerały);
Rośliny;
Zwierząt.
Za każdym ze składników kryje się określony rodzaj substancji. Ponadto składnikami są rzeźba terenu i klimat (mikroklimat), które nie mają żadnej podstawowej treści materialnej.
Geokomponenty powłoki krajobrazowej tworzą cztery kontrastujące środowiska: skorupę ziemską (skały i minerały), troposferę powietrzną (powietrze) i hydrosferę - w stanie stałym (lód) i ciekłym (woda). Nie wszystkie środowiska biorą udział jednocześnie w kształtowaniu wewnętrznej struktury powłoki krajobrazowej, a jedynie poszczególne ich kombinacje, wyodrębnione terytorialnie.
Na Ziemi obserwuje się pięć kombinacji bezpośredniego kontaktu kontrastujących mediów. Kombinacje różnią się między sobą intensywnością i formami wzajemnej wymiany materii i energii, dlatego w każdym z nich powstaje szczególne środowisko krajobrazowe, zasadniczo różniące się od pozostałych. W rezultacie w obrębie powłoki krajobrazowej powstają jej specjalne odmiany (tab. 2).
Tabela 2
Kombinacje bezpośredniego kontaktu kontrastujących środowisk krajobrazowych
Wariant naziemny kształtuje się w warunkach lądowych, gdzie dochodzi do kontaktu środowiska litogenicznego i powietrznego. Jest to obecnie najlepiej zbadany wariant sfery krajobrazowej.
Opcja obejmuje opcję wody lub powierzchni wody część powierzchowna wodach Oceanu Światowego i ma maksymalną powierzchnię spośród wszystkich innych opcji. Oprócz przyziemnych warstw powietrza obejmuje również górną warstwę wód oceanicznych do głębokości 200 m, ponieważ to w tych granicach możliwy jest proces fotosyntezy.
Wersja dolna jest bardzo wyjątkowa. Tutaj atmosferę zastępuje woda, a glebę muł. W ogóle nie ma światła. Powstaje na dnie Oceanu Światowego, obejmując strefę batialną i głębinową.
Wariant płazów jest najbardziej złożony pod względem całości składników. Obejmuje wszystkie wody powierzchniowe (rzeki, jeziora itp.), płytkie wody morskie (do głębokości 200 m), a także samą strefę litoralną, która stanowi rdzeń tej opcji.
Wariant lodowy obejmuje lodowce lądowe i wieloletnie lód morski. Obydwa są pochodnymi warunków klimatycznych. Ich głównym obszarem występowania są wysokie szerokości geograficzne obu półkul i wyżyny Ziemi.
Pionowa struktura powłoki krajobrazowej wyraża się poprzez zbiór jej poziomów, zastępując się nawzajem od dołu do góry (od środka Ziemi do jej obrzeży). Idąc w tym kierunku, w granicach sfery krajobrazu następujące horyzonty, czyli poziomy, są dobrze oddzielone, ale jednocześnie aktywnie współdziałają:
1) litogeniczny, pokrywający się głównie ze skorupą wietrzną;
2) gleba;
3) biogenne, tworzone przez rośliny i zwierzęta;
4) przewiewne, z wtrąceniami organicznymi: zarodnikami, pyłkami, owadami, ptakami itp.
Ta pionowa struktura jest charakterystyczna jedynie dla naziemnej wersji sfery krajobrazowej. W pozostałych wersjach ma on inny, drastycznie odmienny charakter od prezentowanego.
3. Pozioma budowa powłoki krajobrazowej związana jest z nierównomiernym rozkładem promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi oraz złożoną strukturą materiałową i hipsometryczną jej powierzchni. Ten charakter struktury poziomej wyraża się w kształtowaniu różnych krajobrazów.
Oprócz koncepcji „otoczki krajobrazu” w naukach o krajobrazie ugruntowała się koncepcja naturalnego kompleksu terytorialnego (NTC). Definiuje się go jako czasoprzestrzenny system komponentów geograficznych, współzależnych pod względem rozmieszczenia i rozwijających się jako jedna całość. NTC charakteryzuje się koniugacją z określonym terytorium w ramach przestrzennych kryteriów progowych i oznacza klasę naturalnych układów geograficznych o wymiarze lokalnym i regionalnym (ryc. 2).
PTC to koncepcja krajobrazu, jednoznacznie interpretowana w niemal wszystkich pracach badaczy krajobrazu jako zbiór wzajemnie powiązanych składników naturalnych (baza litogeniczna, masy powietrza, wody naturalne, gleby, roślinność i fauna) w postaci jednostek terytorialnych o różnej hierarchii.
Krajobrazowe PTC to samoregulujące i samoleczące się systemy połączonych ze sobą komponentów i kompleksów, które działają pod wpływem jednego lub więcej komponentów, które działają jako czynnik wiodący.
Ryc. 2. Geosystem (I) i naturalny kompleks terytorialny (krajobraz) (II) pasma górskiego
Terminu „biosfera” po raz pierwszy użył E. Suess w swoim klasycznym dziele „Oblicze Ziemi” (1875), a za nim przez szereg innych badaczy, nie było jednak dostatecznie ścisłego sformułowania tego pojęcia, ani precyzyjna definicja Autorzy ci nie prowadzili żadnych badań dotyczących granic biosfery ani znaczenia biosfery w ogólnej pracy energetycznej i geochemicznej Ziemi. Dopiero V.I. Wernadski, który na podstawie swoich badań geochemicznych doszedł do tego wniosku bardzo ważne organizmów żywych w przebiegu procesów geochemicznych zachodzących na powierzchni Ziemi i w kształtowaniu się oblicza Ziemi, sformułował ogólną doktrynę biosfery w swoim dziele „Biosfera” z 1926 roku.
Według Wernadskiego biosfera to skorupa ziemi, której skład jest zdeterminowany głównie przez działalność istot żywych: całą troposferę, hydrosferę, litosferę: o grubości do 30–40 km, zamieszkałą przez organizmy żywe, a także jako obszar „dawnych biosfer”, wyznaczony przez rozmieszczenie biogenicznych skał osadowych na Ziemi; w którym całkowita aktywność organizmów żywych objawia się jako czynnik geochemiczny w skali planetarnej. Jest to obszar systemowej interakcji między materią żywą i obojętną na planecie.
Biosfera to nie tylko tzw. obszar życia. Jego istota składa się z siedmiu głęboko zróżnicowanych części:
1) materia żywa;
2) biogenne;
3) obojętny;
4) bioobojętny;
5) radioaktywny;
6) rozproszone atomy;
7) substancja pochodzenia kosmicznego.
W związku z tym biosfera jest pojęciem planetarnym, szerokim, o znacznie większym zasięgu niż obszar badań leśnika, biologa i gleboznawcy, który ogranicza się do „obszaru życia”. Dlatego termin vitasfera jest używany do określenia „obszaru życia” lub powłoki biogeocenotycznej. Cząstka „vita” podkreśla fakt, że warstwę tę zamieszkują organizmy żywe. Zatem witasfera (epigenema, fitogeosfera, powłoka biogeocenotyczna) to warstwa biosfery, czyli obszaru życia, obejmująca obecnie żyjące organizmy oraz części atmosfery, hydrosfery i litosfery, które biorą udział w cyklu biologicznym; miąższość na lądzie do setek metrów.
Noosfera (noos – umysł) to sfera Ziemi objęta działalnością człowieka. Teraz, w związku z lotami kosmicznymi, granice Noosfery przekroczyły ziemską biosferę.