Реферат Биосфера, ее структура и границы
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
Содержание
1. Биосфера, ее структура и границы.. 3
2. Дикорастущая продукция леса. 6
3. Экологический кризис и его последствия. 13
Список использованной литературы.. 19
1. Биосфера, ее структура и границы
Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов [1, c.63].
Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:
- автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
- гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
- миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.
Атмосфера имеет несколько слоев:
- тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;
- стратосфера;
- ноносфера – там «живое вещество» отсутствует.
Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).
Гидросфера – водная оболочка Земли [1, c.109]. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.
Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C.
Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.
Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.
Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.
Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия [2, c.119]. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы.
2. Дикорастущая продукция леса
Зона лесов - самая большая растительная зона России. Это около трети покрытой лесом площади Земли, около четверти мировых запасов древесины [4, c.72]. Широкой полосой протянулась данная зона в северной части территории страны. Лесная зона характеризуется умеренным климатом: сравнительно теплым летом и суровыми зимами. Средняя годовая температура в лесной зоне 2...5 °С. Осадков выпадает 500...700 мм в год. Почвы в основном подзолистые.
Растительность лесной зоны разнообразна. На западе европейской части России распространены хвойно-широколиственные леса. К северо-востоку все большую роль играют хвойные леса - тайга, безраздельно господствующая в азиатской части лесной зоны. Основными лесообразующими породами здесь являются ель, лиственница, сосна, пихта.
Ельники и пихтачи образуют темнохвойную тайгу, сосняки и лиственничники - светлохвойную. Береза и осина создают мелколиственные леса. Они первыми поселяются на гарях и вырубках, но затем вытесняются теневыносливыми хвойными. В более светлых лесах развивается подлесок из мелкоствольных деревьев и разнообразных кустарников - рябины, орешника, бересклета, крушины, жимолости, калины, малины, ежевики и др. Травостой нижнего яруса отличается большим видовым разнообразием. В темных еловых и пихтовых лесах подлесок почти не развит, а травянистый покров более беден. Здесь преобладают вечнозеленые и зимнезеленые кустарнички и травы: брусника, грушанки, плауны и др. У многих растений - кислицы, седмичника, майника - цветки белые, хорошо заметные в темном лесу.
Для лесной зоны характерно развитие лугов и болот. По речным долинам развиты поемные луга, а на водоразделах - суходольные. Суходольные луга своим возникновением обязаны деятельности человека (вырубка леса, косьба, пастьба). Ведущая роль в луговых растительных сообществах принадлежит злакам, хотя разнотравье также представлено достаточно широко. В лесной зоне расположены основные сенокосные угодья.
Растительные сообщества болот являются интразоналъными - 70 % болот сосредоточено н тундровой зоне, 30 % - в лесной. Болота характеризуются пересыщением поверхностных слоев водой, с чем связан особый ход почвообразовательного процесса, приводящий к образованию торфа.
Различают болота низинные и верховые. Болота, которые возникают на месте водоемов, при их зарастании, - это низинные болота, богатые минеральными веществами [5, c.30].
Для них характерны растительные сообщества черной ольхи, березы, ивы, различных осок. Здесь растут вахта болотная, белокрыльник, сабельник болотный, зеленые мхи. На плоских понижениях водоразделов, подстилаемых водонепроницаемыми глинами и суглинками, в условиях застаивания поверхностных вод формируются верховые болота, бедные минеральными веществами. Для растительного покрова верховых болот характерно господство сфагновых мхов. Именно из-за их биологических особенностей - высокой водоудерживающей способности и бактерицидных свойств - на верховых болотах образуется торф. Накопление торфа приводит к повышению поверхности болота, оно становится выпуклым. Широко развиты здесь и кустарнички: вереск, багульник, клюква, голубика и другие; могут встречаться болотные формы сосны, очень низкие, искривленные.
Заболачивание территории - нежелательное явление, так как затрудняет освоение земли, строительные работы, вызывает подъем уровня грунтовых вод в прилегающей местности. Но к осушению болот нужно подходить осторожно, с учетом их влияния на все окружающие угодья. Падение уровня грунтовых вод, иссушение многочисленных ручьев, питаемых болотом, может вызвать обмеление рек.
Для получения урожая дикорастущих пищевых растений не требуется затрат человеческого труда. Природа позаботилась о различных продуктах питания - от пряных и ароматических до овощных и хлебных - и подарила их человеку. Дикорастущее растения с древних времен были и продолжают оставаться неисчерпаемым источником пищевых продуктов. Кроме того они являются исходным материалом для селекции культурных растений.
Дикорастущие растения не раз выручали людей в трудные неурожайные годы. Многие пищевые растения не только не уступают, но даже превосходят по питательности и вкусовым качествам культурные растения или вообще не имеют аналогов. Это многие ягодные, орехоносные, салатные и овощные растения, грибы и водоросли.
Человек должен всегда помнить, что природа требует бережного, хозяйственного отношения к ней. Использовать дикорастущий полезные растения надо разумно, зная их биологические особенности [6, c.99].
Встречается в наших лесах замечательное растение - Шикша черная (Epetrum nigrum, Семейство шикшевые). В народе ее называют водяникой или вороникой (из-за блестящих черных ягод). Это вечнозеленый кустарничек с сильно распластанными стеблями, маленькими сочными вечнозелеными листьями. Цветет в мае-июне. Поспевает в августе сентябре.
Набрав горстку этих ягод вы прекрасно утолите жажду чуть кисловатым соком. В плодах около 90% витамина С. Коренные северные народы ее употребляют в пищу свежей, моченной, мороженной. Из шикши можно варить варенье, мармелад, готовить напитки.
Если у вас есть спички, то вы можете приготовить чай. Наберите кислицы обыкновенной - Oxlis acetoselle. Достаточно одной горсти на два литра. Кислицу в народе называют заячьей капустой. Ее можно есть в сыром виде, как щавель. Заготавливать в прок соленой или засахаренной или в виде порошка. В ней много витаминов С, А.
Ягоды черники утолят жажду и голод.
Черника - Vaccinium myrtills.
Семейство Вересковые - Ericaceae.
Полукустарник 15-
Произрастает в сосновых, пихтово-еловых, кедровых, березовых, лиственно-хвойных и в тундрово-альпийской и полярно-арктической областях преимущественно во влажных местообитаниях.
Распространенный в Сибири лесной вид, образующий часто чистые заросли. На севере ареал заходит в тундру (Западная Сибирь) до 71 градуса с. ш. Однако в Средний (правобережье Енисея) и Восточной Сибири (Якутия) граница ареала опускается до 60 градусов с. Ш [7, c.128].
Черные с сизоватым налетом спелые ягоды черники весьма сочные и сладкие на вкус, пользуются в Сибири большой популярностью. Их едят в свежем виде, варят варенье, приготовляют кисели, сиропы. Черника - хороший медонос.
Ягоды содержат инвертный сахар (5-6%) , свободные кислоты 1%, пектиновые вещества, белки (около 1%) , глюкозиды, дубильные вещества и в небольшом количестве витамины С, Р, РР, В1, В2 и каротин. В различных условиях урожайность ягод колеблется от 1 до 8 ц/га. Наибольший урожай в (Свыше 20 ц/га) в лесотундре и тундре.
Клюква болотная - Oxycoccus palustris Pers.
Клюква мелкоплодная - Oxycoccus microcarpus Turez. ex. Rupr.
Семейство вересковые - Fricaceae.
Вечнозеленые стелющиеся кустарнички, с красными шаровидными ягодами. Цветут в июне; плодоносят в августе - октябре. Эти два вида клюкв внешне отличаются главным образом размером листьев и ягод (у клюквы болотной они крупнее).
Растут по моховым болотам, мшистым лесам, берегам рек в лесной и лесостепной зонах Сибири.
Ягоды повсеместно используются местными жителями в пищевой промышленности. Содержание в соке лимонной и бензойной кислоты обеспечивает длительную сохранность ягод в свежем виде (8-10 месяцев) . Применяются они в кондитерском производстве как начинка для конфет. Ягоды содержат наибольшее количество витамина С (30-35 мг%) , но при промораживании полностью его теряют; сахара (2,8%) , дубильные вещества, кислота и много калия. Урожайность на сфагновых болотах от1 до 20 ц/га.
Княженика, костяника арктическая, поляника, мамура, малина арктическая - Rubus arcticus L.
Семейство Розоцветные – Rosaceae.
Многолетние травянистое корневищное растение 10-
Листья тройчатые. Цветки красные. Плоды темно-пурпуровые. Цветет в конце мая - июне; плодоносит в июле - августе.
Растет в мшистых хвойных и смешанных лесах, в тундре, болотах, на сырых лугах и т.д.
Плоды кислые, но ароматные, на севере считается лучшей ягодой. Употребляется для приготовления морсов, а также в свежем виде. Ягоды содержат витамин С (100-200 мг%) , сахара (глюкозу и фруктозу 5-7%) , лимонную кислоту (1-2%) , немного яблочной кислоты, дубильные вещества.
Брусника – Vaccinium
Семейство Вересковое – Ericaceae.
Кустарничек 2,5 -
Произрастает в сосновых, лиственничных, темнохвойных и смешанных лесах, в высокогорной и арктической моховой тундре. Ареал вида очень большой, практически охватывает всю лесную зону Сибири, далеко заходя на север в тундру.
Вкусные ягоды брусники издавна используются как ценный пищевой продукт.
Используют бруснику очень широко: морс, из листьев брусники заваривают чай, из порошка брусники делают кисель и сироп и т.д.
В ягодах содержится редуцированные сахара (6-8% сырой массы), органические кислоты (около 2-х%) , дубильные вещества, небольшое количество витамина Р и С, каротин; в семенах - жирное высыхающее масло (свыше 20%).
Запасы брусники в Сибири очень велики. Под пологом леса урожайность ягод колеблется в зависимости от условий произрастания от 0,1 до 10 ц/га и более. На вырубках урожайность увеличивается в 2-3 раза. За один день можно собрать 8-
Голубика - Vaccinium uliginosum
Семейство Вересковые – Ericaceae
Кустарничек 20 -
Растет во влажных и сырых хвойных и смешанных лесах, нередко образует сплошные заросли в полярно - арктической, лесной и высокогорной зонах, на моховых болотах и каменистой тундре.
Ягоды съедобны, имеют приятный вкус и употребляются в сыром виде и для приготовления варенья, начинки пирогов.
По содержанию витамина С ягоды голубики превосходят бруснику и приближаются к черной смородине. В них содержится: сахара (до 8%) , каротин (около 110%) , органические кислоты, дубильные вещества.
Урожай ягод составляет 100-500 кг/га, иногда - до 1300 кг/га. Перспектива для введения в культуру.
Итак, дикорастущие растения играют огромное значение как для человека, так и для природы в целом. Для получения урожая дикорастущих растений не требуется затрат человеческого труда. Природа позаботилась о различных продуктах питания - пряных и ароматических до овощных и хлебных - и подарила их человеку. Дикорастущие растения с древних времен были и продолжают оставаться неисчерпаемым источником пищевых продуктов. Кроме того, они являются исходным материалом для селекции культурных растений [8, c.152].
Дикорастущие растения не раз выручали людей в трудные неурожайные годы. Многие дикорастущие пищевые растения не только не уступают, но даже превосходят по питательности и вкусовым качествам культурные растения или вообще не имеют аналогов. Это многие ягодные, орехоносные, салатные и овощные растения, грибы и водоросли.
Необходимо всегда помнить, что природа требует бережного, хозяйственного отношения к ней. Использовать дикорастущие полезные растения надо разумно, зная их биологические особенности.
3. Экологический кризис и его последствия
Экологический кризис — это нарушение естественных природных процессов в биосфере в результате которого происходят быстрые изменения окружающей среды [9, c.120]. Возникает напряжение во взаимоотношениях между человечеством и природой, связанное с несоответствием объема потребления природных компонентов человеческим обществом и ограниченными ресурсно-экологическими возможностями биосферы. При этом важно обратить внимание на различия в масштабах между глобальным, общим для биосферы экологическим кризисом и локальными или региональными экологическими нарушениями и локальными экологическими катастрофами.
Нарастание современного экологического кризиса во взаимоотношениях природы и общества связывают с научно-технической революцией. При этом кризисные ситуации, возникающие из-за истощения природных ресурсов, успешно разрешаются совершенствованием технологий добычи, транспортировки, переработки традиционных природных ресурсов, открытием и использованием новых, а также изготовлением синтетических материалов.
Более грозные свидетельства нарастания общего экологического кризиса во взаимоотношениях общества и природы связаны с деградацией естественных природных экосистем, вызванной чрезмерной антропогенной нагрузкой на них, ростом народонаселения и загрязнением окружающей среды.
В последние десятилетия стали частыми локальные и региональные экологические катастрофы, вызванные радиоактивным загрязнением среды. Прошло уже более 50 лет со времени атомной бомбардировки японских городов Хиросимы и Нагасаки, но списки людей, умерших от лучевой болезни, продолжают ежегодно пополняться. Стали широко известны трагические последствия взрывов склада радиоактивных отходов на предприятии «Маяк» в Челябинской области в
Экологические катастрофы разного масштаба возникают в результате химического загрязнения окружающей среды [9, c.107]. Так, последствием загрязнения атмосферы фреонами стало разрушение защитного озонового экрана. Загрязнение атмосферы оксидами серы и азота приводит к появлению кислотных дождей, вызывающих изменение рН воды и почвы, деградацию пресноводных и наземных экосистем в местах их выпадения. Во все медицинские и экологические справочники вошли сведения о болезни Минамата, которая возникает у людей и животных в результате загрязнения среды солями ртути. Аккумулируясь в теле животных, многократно повышая концентрацию на вершинах трофических пирамид, ртутные соединения у теплокровных животных и человека вызывают тяжелые поражения центральной нервной системы.
Как правило, люди предпринимают меры, чтобы, сократить масштабы локальных и региональных экологических катастроф, предотвратить их развитие.
То, что современный экологический кризис является обратной стороной НТР, подтверждает тот факт, что именно достижения НТП привели и к самым мощным экологическим катастрофам на нашей планете.
Проблема загрязнения природной среды становится столь острой как из-за объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественным изменением производства под влиянием научно-технического прогресса. Первое обстоятельство связано с тем, что лишь 1—2% используемого природного ресурса остается в конечном произведенном продукте, а остальное идет в отходы, которые — это второе обстоятельство — не усваиваются природой.
Многие металлы и сплавы неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов. Проблема загрязнения природной среды в полномасштабно встала после того, как в XX в. человек стал изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, которые не только не известны природе, но даже вредны для организмов биосферы. Эти вещества после их использования не поступают в природный кругооборот [10, c.72].
Темпы роста отрицательных последствий человеческой деятельности ставят под сомнение не только способность природы справиться с ними, но и адаптационные возможности самого человека.
Наличие физических и химических факторов, с которыми организм никогда в ходе эволюции не взаимодействовал, может привести к тому, что механизмы биологической и социальной адаптации окажутся не в состоянии сработать. Технический прогресс вызвал к жизни массу новых факторов, перед которыми человек как представитель биологического вида практически беззащитен. У него нет эволюционно выработанных механизмов защиты от их воздействия.
Загрязнение воздуха в промышленных центрах — главная причина распространения хронических бронхитов, катаров верхних дыхательных путей, пневмонии, эмфиземы и одна из причин, вызывающих рак легких.
Нужно отметить различные профессиональные заболевания, связанные с работой в загрязненной среде, потому что от загрязняющих веществ страдают в первую очередь те, кто их непосредственно производит.
Получены настораживающие данные о влиянии загрязнения природной среды на генетический аппарат человека. Совсем недавно стали появляться на свет так называемые «желтые дети» с врожденной желтухой в местах с высокой степенью загрязненности природной среды. Загрязнение природной среды привело к появлению новых заболеваний, таких, как болезнь минамата, вызванная отравлением ртутью [10, c.55].
Особенно острая ситуация сложилась для жителей крупных городов. В крупных городах объемы твердых отходов резко. Сжигание городского мусора, содержащего значительные количества компонентов, которые не подвергаются минерализации в почве (стекло, пластмасса, металл), приводит к дополнительному загрязнению атмосферного воздуха.
Некоторые последствия урбанизации пока еще трудно оценить. К таковым относится, например, просадка центральных районов городов, застроенных высотными зданиями, с компенсирующими поднятиями поверхности в пригородах.
К вызывающим тревогу последствиям НТП относит изменение фундаментальных физических параметров, в частности повышение шумового фона и радиационного уровня.
Среди потенциальных экологических опасностей можно отметить те, которые могут актуализироваться в будущем при сохранении существующих тенденций технико-экономического развития. К ним можно отнести опасности исчерпания традиционных видов природных ресурсов, теплового перегрева планеты, разрушения озонового щита, сокращения количества кислорода в атмосфере и др.
Некоторые отрицательные моменты интенсификации добычи полезных ископаемых сказываются и в настоящее время. Это прежде всего разрушение горными выработками почвенного покрова. Но не только. Добыча твердых полезных ископаемых в шахтах и откачка нефти и воды по скважинам приводят к осадке поверхности.
Можно отметить и такие негативные моменты, как увеличение затрат на геологоразведочные работы и добычу полезных ископаемых, поскольку найти полезное ископаемое становится все труднее, и в разработку приходится вовлекать месторождения с более бедными рудами, находящимися к тому же в более сложных геологических условиях.
Намного лучше, казалось бы, положение с возобновимыми ресурсами. Однако именно их возобновимость вызывала самоуспокоенность и вела к тому, что, истребляя ценные виды животных и растений, человек не думал и зачастую препятствовал их естественному возобновлению [9, c.116].
Не поспевает за вырубкой воспроизводство лесов. Чтобы вырубить участок леса в
Подводя итог рассмотрению сырьевой проблемы, следует сделать вывод, что ценность каждого вида ресурса с ростом потребности в нем все более возрастает. Поэтому увеличивается и значение охраны природной среды от истощения.
Особо следует сказать о проблеме обеспечения энергетическими ресурсами. Основную приходную часть топливно-энергетического баланса составляет энергия, полученная за счет сжигания минерального топлива. Но запасы нефти и природного газа могут быть исчерпаны в ближайшем будущем. Перспективы связывают с развитием атомной энергетики, которая способна обеспечить человечество огромным количеством дешевой энергии. Атомная энергетика таит второй основной тип потенциальных опасностей тех, которые могут актуализироваться в любой момент в результате случайных обстоятельств. Имеется в виду опасность интенсивного радиоактивного заражения природной среды, которое может произойти из-за аварий на АЭС. Проблема захоронения радиоактивных отходов также до сих пор не решена.
Переплетение экологически негативных последствий препятствует попыткам решить какую-либо частную экологическую проблему. При соответствующих усилиях она может быть решена, но это ведет к возникновению и обострению других проблем. Происходит не окончательное решение, а как бы «сдвиг проблем».
Список использованной литературы
1. Ален Р.Д. Наука о жизни. – М.: 1981.
2. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: 1988.
3. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.:2000.
4. Алексейчик Н., Санько В. Дары лугов, полей, лесов. - М.: Физкультура и спорт, 1994.
5. Колдаев В.Н. Заготовка дикорастущих пищевых продуктов. - Минск, 1984.
6. Кощеев А.К. Дикорастущие съедобные растения в нашем питании. - М., 1980.
7. Лекарственные растения леса. / Авт. текста Никиточкина Т. - М.: Изобразительное искусство, 1991.
8. Петрова В.П. Дикорастущие плоды и ягоды. - М., 1987.
Родман Л.С. Ботаника. - М.: Колос, 2001.
9. Бусыгин А.Г. Десмоэкология или теория образования для устойчивого развития. Книга первая. – 2-е изд., испр., доп. – Издательство «Симбирская книга», Ульяновск,
10. «Концепция общественной безопасности». Журнал "Национальная безопасность и геополитика России", № 6,