Uspostavite korespondenciju između karakteristika i naziva funkcija žive tvari u biosferi (prema V.I. Vernadskyju): za svaki položaj naveden u prvom stupcu odaberite odgovarajući položaj iz drugog stupca.

Upišite u tablicu odabrane brojeve ispod odgovarajućih slova.

Obrazloženje.

1) redoks: B) stvaranje vode i ugljičnog dioksida tijekom disanja aeroba;

D) redukcija ugljičnog dioksida tijekom fotosinteze

2) plin: A) emisija metana u atmosferu zbog aktivnosti denitrifikacijskih bakterija

3) koncentracija: C) nakupljanje silicijevih soli u stanicama preslice; D) formiranje vapnenca

Odgovor: 21313

Bilješka.

Funkcije žive tvari.

Prema Vernadskom - devet: plin, kisik, oksidacija, kalcij, redukcija, koncentracija, funkcija razaranja organskih spojeva, funkcija reduktivne razgradnje, funkcija metabolizma i disanja organizama. Trenutno, uzimajući u obzir nova istraživanja, razlikuju se sljedeće funkcije.

Biogeokemijska funkcija čovječanstva je stvaranje i transformacija tvari od strane čovječanstva.

energetska funkcija. Apsorpcija sunčeve energije tijekom fotosinteze i kemijske energije tijekom razgradnje energetski bogatih tvari, prijenos energije kroz prehrambene lance (koriste ga heterotrofi). Apsorbirana energija distribuira se unutar ekosustava među živim organizmima u obliku hrane. Dio energije se raspršuje u obliku topline, a dio se nakuplja u mrtvoj organskoj tvari i prelazi u fosilno stanje. Tako su nastala ležišta treseta, ugljena, nafte i drugih zapaljivih minerala.

destruktivnu funkciju. Ta se funkcija sastoji u razgradnji, mineralizaciji mrtve organske tvari, kemijskoj razgradnji stijena, uključivanju nastalih minerala u biotički ciklus, t.j. uzrokuje pretvaranje žive tvari u inertnu. Kao rezultat, također nastaje biogena i bioinertna tvar biosfere. Na stijenama - bakterije, modrozelene alge, gljive i lišajevi - imaju najjače kemijsko djelovanje na stijene s otopinama cijelog kompleksa kiselina - ugljične, dušične, sumporne i raznih organskih. Razgrađujući određene minerale uz njihovu pomoć, organizmi selektivno izdvajaju i uključuju u biotički ciklus najvažnije hranjive tvari - kalcij, kalij, natrij, fosfor, silicij, mikroelemente.

funkcija koncentracije. To je naziv za selektivno nakupljanje tijekom života određenih vrsta tvari za izgradnju tijela organizma ili koje se iz njega uklanjaju tijekom metabolizma. Kao rezultat funkcije koncentracije, živi organizmi izdvajaju i akumuliraju biogene elemente okoliša. U sastavu žive tvari dominiraju atomi lakih elemenata: vodik, ugljik, dušik, kisik, natrij, magnezij, silicij, sumpor, klor, kalij, kalcij, željezo, aluminij. Ugljik: vapnenac, kreda, ugljen, nafta, bitumen, treset, uljni škriljac (sapropel + humus), sapropel (stoljetni donji sedimenti slatkovodnih akumulacija - mulj). Određene vrste su specifični koncentratori određenih elemenata: morske alge (kelp) - jod, ljutika - litij, leća - radij, dijatomeje i žitarice - silicij, mekušci i rakovi - bakar, kralježnjaci - željezo, bakterije - mangan itd.

Zajedno s koncentracijskom funkcijom živog organizma, prema rezultatima se oslobađa tvar suprotno njemu - raspršivanje. Očituje se kroz trofičke i transportne aktivnosti organizama. Na primjer, raspršivanje tvari tijekom izlučivanja izmeta organizmima, umiranje organizama tijekom raznih vrsta kretanja u prostoru i promjena pokrova. Željezo hemoglobina u krvi se raspršuje, na primjer, putem insekata koji sišu krv.

Funkcija formiranja okoline. Transformacija fizikalnih i kemijskih parametara okoliša (litosfera, hidrosfera, atmosfera) kao rezultat vitalnih procesa u uvjetima povoljnim za postojanje organizama.

Ova funkcija je zajednički rezultat gore navedenih funkcija žive tvari: energetska funkcija osigurava energiju svim vezama biološkog ciklusa; destruktivnost i koncentracija doprinose izvlačenju iz prirodnog okoliša i nakupljanju rasutih, ali vitalnih elemenata za žive organizme. Vrlo je važno napomenuti da su se kao rezultat funkcije stvaranja okoliša u geografskoj ovojnici dogodili sljedeći veliki događaji: transformiran je plinski sastav primarne atmosfere, kemijski sastav voda primarnog oceana, a u litosferi se formirao sloj sedimentnih stijena, a na površini kopna pojavio se plodni pokrivač tla.

Razmotrene četiri funkcije žive tvari glavne su definirajuće funkcije. Mogu se razlikovati neke druge funkcije žive tvari, na primjer:

plinska funkcija uzrokuje migraciju plinova i njihove transformacije, osigurava plinski sastav biosfere.

Prevladavajuća masa plinova na Zemlji je biogenog porijekla. U procesu funkcioniranja žive tvari stvaraju se glavni plinovi: dušik, kisik, ugljični dioksid, sumporovodik, metan itd. Kršenje CO 2 => efekt staklenika.

redoks funkcija sastoji se u kemijskoj pretvorbi uglavnom onih tvari koje sadrže atome s promjenjivim stupnjem oksidacije (spojevi željeza, mangana, dušika itd.). Istovremeno, na površini Zemlje prevladavaju biogeni procesi oksidacije i redukcije.

transportna funkcija- prijenos tvari protiv gravitacije iu horizontalnom smjeru. Još od vremena Newtona poznato je da je kretanje tokova tvari na našem planetu određeno silom gravitacije. Sama neživa tvar kreće se duž nagnute ravnine isključivo od vrha do dna. Rijeke, ledenjaci, lavine, sipine kreću se samo u ovom smjeru. Živa tvar je jedini čimbenik koji određuje obrnuto kretanje tvari – odozdo prema gore, od oceana – do kontinenata.

Zbog aktivnog kretanja živi organizmi mogu pomicati različite tvari ili atome u horizontalnom smjeru, na primjer, zbog raznih vrsta migracija. Kretanje ili migracija kemijskih tvari živom tvari Vernadsky je nazvao biogenom migracijom atoma ili tvari.

Odgovor: 21313

7.1 Staništa organizama. Ekološki čimbenici: abiotički, biotički, njihov značaj. antropogeni faktor.

7.2 Ekosustav (biogeocenoza), njegove komponente: proizvođači, potrošači, razlagači, njihova uloga. Vrste i prostorna struktura ekosustava. trofičke razine. Lanci i energetske mreže, njihove karike. Pravila ekološke piramide. Izrada shema za prijenos tvari i energije (lanci i elektroenergetske mreže).

7.3 Raznolikost ekosustava (biogeocenoze). Samorazvoj i promjena ekosustava. Stabilnost i dinamika ekosustava. Biološka raznolikost, samoregulacija i kruženje tvari temelj su održivog razvoja ekosustava. Uzroci stabilnosti i promjene ekosustava. Promjene ekosustava pod utjecajem ljudskih aktivnosti. Agroekosustavi, njihove glavne razlike od prirodnih ekosustava.

7.4 Biosfera je globalni ekosustav. Učenje V.I.Vernadskog o biosferi. Živa tvar, njezine funkcije. Značajke distribucije biomase na Zemlji. Biološki ciklus tvari i transformacija energije u biosferi, uloga organizama različitih kraljevstava u njoj. Evolucija biosfere.

7.5 Globalne promjene u biosferi uzrokovane ljudskim aktivnostima (poremećaj ozonskog zaslona, ​​kisele kiše, efekt staklenika, itd.). Problemi održivog razvoja biosfere. Očuvanje raznolikosti vrsta kao temelj održivosti biosfere. Pravila ponašanja u prirodnom okruženju.

Popis zahtjeva za stupanj pripremljenosti pristupnika

Biologija

1. ZNATI I RAZUMIJETI:

1.1. Glavne odredbe bioloških zakona, teorija, obrazaca, pravila, hipoteza:

1.1.1. glavne odredbe bioloških teorija (stanična, kromosomska, sintetička teorija evolucije, antropogeneza);

1.1.2. glavne odredbe učenja (o putevima i smjerovima evolucije; N.I. Vavilova o središtima raznolikosti i podrijetlu kultiviranih biljaka; V.I. Vernadsky o biosferi);

1.1.3. bit zakona (G. Mendel; T. Morganovo povezano nasljeđivanje; homološki nizovi u nasljednoj varijabilnosti; germinalna sličnost; biogenetska);

1.1.4. bit obrazaca (varijabilnost; povezano nasljeđivanje; nasljeđivanje povezano sa spolom; interakcija gena i njihovih citoloških baza); pravila (G. Mendelova dominacija; ekološka piramida);

1.1.5. bit hipoteza (čistoća gameta, podrijetlo života, podrijetlo čovjeka);

1.2. Struktura i značajke bioloških objekata:

1.2.1. stanice prokariota i eukariota: kemijski sastav i struktura organela;

1.2.2. geni, kromosomi, gamete;

1.2.3. virusi, jednostanični i višestanični organizmi iz carstva divljih životinja (biljke, životinje, gljive i bakterije), ljudi;

1.2.4. vrste, populacije; ekosustavi i agroekosustavi; biosfera;

1.3. Bit bioloških procesa i pojava:

1.3.1. metabolizam i pretvorba energije u stanici i organizmu, plastični i energetski metabolizam, prehrana, fotosinteza, kemosinteza, disanje, vrenje, izlučivanje, transport tvari, razdražljivost, rast;

1.3.2. mitoza, mejoza, razvoj gameta kod cvjetnica i kralježnjaka;

1.3.3. gnojidba kod cvjetnica i kralježnjaka; razvoj i razmnožavanje, individualni razvoj organizma (ontogeneza);

1.3.4. interakcija gena, dobivanje heteroze, poliploida, udaljenih hibrida, učinak umjetne selekcije;

1.3.5. djelovanje pokretačke i stabilizirajuće selekcije, geografska i ekološka speciacija, utjecaj elementarnih čimbenika evolucije na genetski fond populacije, formiranje prilagodljivosti okolišu;

1.3.6. kruženje tvari i transformacija energije u ekosustavima i biosferi, evolucija biosfere;

1.4. moderna biološka terminologija i simbolika o citologiji, genetici, uzgoju, biotehnologiji, ontogenezi, taksonomiji, ekologiji, evoluciji;

1.5. značajke ljudskog tijela, njegova struktura, vitalna aktivnost, viša živčana aktivnost i ponašanje.

Glavni pojmovi i pojmovi testirani u ispitnom radu: abiotički čimbenici, antropogeni čimbenici, biogeocenoza, biološki ritmovi, biomasa, biotički čimbenici, optimalna zona, potrošači, ograničavajući faktor, lanci ishrane, prehrambene mreže, gustoća naseljenosti, granice izdržljivosti, produktivnost, proizvođači, reproduktivni potencijal, sezonski ritmovi, dnevni ritmovi, fotoperiodizam , okolišni čimbenici, ekologija.

Svaki organizam je pod izravnim ili neizravnim utjecajem okolišnih uvjeta. Ti se uvjeti nazivaju okolišni čimbenici. Svi čimbenici se dijele na abiotičke, biotičke i antropogene.

Do abiotički čimbenici - ili čimbenici nežive prirode, uključuju klimatske, temperaturne uvjete, vlažnost, osvijetljenost, kemijski sastav atmosfere, tla, vode, reljefne značajke.

Do biotički čimbenici uključuju sve organizme i njihove izravne proizvode vitalne aktivnosti. Organizmi jedne vrste stupaju u odnose različite prirode, kako međusobno tako i s predstavnicima drugih vrsta. Ovi odnosi se, redom, dijele na intraspecifične i interspecifične.

unutarvrsni odnosi očituje se u intraspecifičnom natjecanju za hranu, sklonište, ženka. Oni se očituju i u karakteristikama ponašanja, hijerarhiji odnosa među pripadnicima populacije.

Antropogena čimbenici su povezani s ljudskom djelatnošću, pod utjecajem kojih se okoliš mijenja i formira. Ljudska djelatnost proteže se praktički na cijelu biosferu: rudarstvo, razvoj vodnih resursa, razvoj zrakoplovstva i astronautike utječu na stanje biosfere. Kao rezultat toga, u biosferi se javljaju destruktivni procesi, koji uključuju onečišćenje vode, "efekt staklenika" povezan s povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi, poremećaje ozonskog omotača, "kisele kiše" itd.

organizmi prilagoditi(prilagoditi) utjecaju određenih čimbenika u procesu prirodne selekcije. Određuje se njihova prilagodljivost brzina reakcije u odnosu na svaki od čimbenika, kako stalno djeluju, tako i mijenjaju svoje vrijednosti. Na primjer, duljina dnevnog svjetla u određenoj regiji je konstantna, dok temperatura i vlažnost zraka mogu varirati u prilično širokim granicama.

Čimbenike okoliša karakterizira intenzitet djelovanja, optimalna vrijednost ( optimalno), maksimalne i minimalne vrijednosti unutar kojih je moguć život određenog organizma. Ovi su parametri različiti za predstavnike različitih vrsta.

Odstupanje od optimuma bilo kojeg čimbenika, kao što je smanjenje količine hrane, može se suziti granice izdržljivosti ptica ili sisavaca u odnosu na smanjenje temperature zraka.

Zove se faktor čija je vrijednost trenutno na granicama izdržljivosti ili ih prelazi ograničavajući.

biološki ritmovi. Mnogi biološki procesi u prirodi odvijaju se ritmično; različita stanja tijela izmjenjuju se s prilično jasnom periodičnošću. Vanjski čimbenici uključuju promjene u osvjetljenju (fotoperiodizam), temperaturi (termoperiodizam), magnetskom polju, intenzitetu kozmičkog zračenja. Rast i cvatnja biljaka ovise o interakciji između njihovih bioloških ritmova i promjena čimbenika okoliša. Isti čimbenici određuju vrijeme migracije ptica, linjanja životinja i tako dalje.

fotoperiodizam - faktor koji određuje duljinu dnevnog svjetla i, zauzvrat, utječe na manifestaciju drugih čimbenika okoliša. Duljina dnevnog svjetla za mnoge organizme signal je promjene godišnjih doba. Vrlo često na tijelo utječe kombinacija čimbenika, a ako je neki od njih ograničavajući, onda se utjecaj fotoperioda smanjuje ili se uopće ne pojavljuje. Na niskim temperaturama, na primjer, biljke ne cvjetaju.

A1. Organizmi se teže prilagođavaju

1) na nekoliko, najznačajnijih čimbenika okoliša

2) do jednog, najvažnijeg čimbenika za tijelo

3) na cijeli kompleks okolišnih čimbenika

4) uglavnom na biotičke čimbenike

A2. Ograničavajući faktor se naziva

1) smanjenje preživljavanja vrste

2) najbliže optimalnom

3) sa širokim rasponom vrijednosti

4) bilo kakve antropogene

A3. Ograničavajući čimbenik za potočnu pastrvu može biti

1) brzina protoka vode

2) porast temperature vode

3) brzaci u potoku

4) duge kiše

A4. Morska anemona i rak pustinjak su u vezi

3) neutralna 4) simbiotska

A5. Biološki optimum je pozitivno djelovanje

1) biotički čimbenici

2) abiotički čimbenici

3) sve vrste faktora

4) antropogeni čimbenici

A6. Najvažnija prilagodba sisavaca na život u nestabilnim okolišnim uvjetima može se smatrati sposobnost

1) samoregulacija 3) zaštita potomstva

2) suspendirana animacija 4) visoka plodnost

A7. Čimbenik koji uzrokuje sezonske promjene u životu

priroda je

1) atmosferski tlak 3) vlažnost zraka

2) duljina dana 4) temperatura zraka

A8. Antropogeni faktor je

1) natjecanje dviju vrsta za teritorij

4) branje bobica

A9. izložena čimbenicima s relativno konstantnim vrijednostima

1) domaći konj 3) bikovska trakavica

A10. Šira brzina reakcije u odnosu na sezonske temperaturne fluktuacije ima

1) barska žaba 3) arktička lisica

2) kadis 4) pšenica

U 1. Biotički čimbenici su

1) organski ostaci biljaka i životinja u tlu

2) količina kisika u atmosferi

3) simbioza, prenoćište, grabež

4) fotoperiodizam

5) promjena godišnjih doba

6) veličina populacije

C1. Zašto je potrebno pročišćavati otpadne vode prije nego što uđu u vodena tijela?

7.2. Ekosustav (biogeocenoza), njegove komponente: proizvođači, potrošači, razlagači, njihova uloga. Vrste i prostorna struktura ekosustava. Lanci i energetske mreže, njihove karike. Vrste prehrambenih lanaca. Izrada shema za prijenos tvari i energije (lanci ishrane). Pravilo ekološke piramide. Struktura i dinamika populacija

Biogenocenoza- samoregulirajući ekološki sustav formiran od populacija različitih vrsta koje žive zajedno i međusobno djeluju i s neživom prirodom u relativno homogenim uvjetima okoliša. Dakle, biogeocenoza se sastoji od neživih i živih dijelova okoliša. Svaka biogeocenoza ima prirodne granice, karakterizira je određena cirkulacija tvari i energije. Organizmi koji nastanjuju biogeocenozu dijele se prema svojim funkcijama na proizvođači, potrošači i razlagači:

– proizvođači , - biljke koje proizvode organske tvari u procesu fotosinteze;

– potrošači – životinje, potrošači i pretvarači organskih tvari;

– razlagači , - bakterije, gljive, kao i životinje koje se hrane strvinom i gnojem, uništavaju organske tvari, pretvarajući ih u anorganske;

Navedene komponente biogeocenoze su trofičke razine povezana s razmjenom i prijenosom hranjivih tvari i energije.

Nastaju organizmi različitih trofičkih razina hranidbeni lanci , u kojem se tvari i energija postupno prenose s razine na razinu. Na svakoj trofičkoj razini koristi se 5-10% energije pristigle biomase.

Prehrambeni lanci se obično sastoje od 3-5 karika, na primjer:

1) biljke - krava - osoba;

2) biljke - bubamara - sinica - jastreb;

3) biljke - muha - žaba - zmija - orao.

Lanci ishrane su detritalni i pašnjački.

U detritalnim prehrambenim lancima mrtva organska tvar služi kao hrana ( mrtvo biljno tkivo - gljive - stonoge - grabežljive grinje - bakterije). Lanci ishrane pašnjaka počinju sa živim bićima. ( Primjeri lanaca pašnjaka navedeni su gore..)

Masa svake sljedeće karike u prehrambenom lancu smanjuje se za oko 10 puta. Ovo pravilo se zove pravilo ekološke piramide. Omjeri troškova energije mogu se ogledati u piramidama brojeva, biomase, energije.

Piramida brojeva odražava omjer proizvođača, potrošača i razlagača u biogeocenozi. Biomasa - ovo je vrijednost koja pokazuje masu organske tvari sadržane u tijelima organizama koji nastanjuju jedinicu površine.

Struktura i dinamika broja populacija. Jedna od najvažnijih karakteristika populacije je njezina veličina. Veličinu populacije određuju različiti čimbenici - unutarpopulacijska interakcija organizama, dobne karakteristike, natjecanje, međusobna pomoć. Struktura stanovništva je njegova podjela na skupine. Stanovništvo je podijeljeno na dobne skupine, spolne razlike, genotipove i fenotipove. Prostorna struktura populacija odražava njenu distribuciju u prostoru. Pojedinci formiraju grupe - čopore, obitelji. Takve skupine karakterizira teritorijalno ponašanje.

Dinamika populacije je promjena broja jedinki u njoj. Veličina populacije određuje se kroz njenu gustoću - broj jedinki po jedinici površine. Promjene u brojnosti ovise o migraciji i emigraciji pojedinaca, njihovoj smrti uslijed epidemije ili utjecaju drugih čimbenika okoliša.

A1. Nastaje biogeocenoza

1) biljke i životinje

2) životinje i bakterije

3) biljke, životinje, bakterije

4) teritorij i organizmi

A2. Potrošači organske tvari u šumskoj biogeocenozi su

1) smreke i breze 3) zečevi i vjeverice

2) gljive i crvi 4) bakterije i virusi

A3. Proizvođači u jezeru su

1) ljiljani 3) rak

2) punoglavci 4) ribe

A4. Proces samoregulacije u biogeocenozi utječe

1) omjer spolova u populacijama različitih vrsta

2) broj mutacija koje se javljaju u populacijama

3) omjer grabežljivca i plijena

4) unutarvrsno natjecanje

A5. Jedan od uvjeta za održivost ekosustava može biti

1) njezina sposobnost promjene

2) raznolikost vrsta

3) fluktuacije u broju vrsta

4) stabilnost genskog fonda u populacijama

A6. Reduktori su

1) gljive 3) mahovine

2) lišajevi 4) paprati

A7. Ako je ukupna masa koju je primio potrošač 2. ​​reda 10 kg, kolika je onda ukupna masa proizvođača koji su postali izvor hrane za tog potrošača?

1) 1000 kg 3) 10000 kg

2) 500 kg 4) 100 kg

A8. Navedite detritni prehrambeni lanac

1) muha - pauk - vrabac - bakterije

2) djetelina - jastreb - bumbar - miš

3) raž - sinica - mačka - bakterije

4) komarac - vrabac - jastreb - crvi

A9. Početni izvor energije u biocenozi je energija

1) organski spojevi

2) anorganski spojevi

4) kemosinteza

1) zečevi 3) poljski drozdovi

2) pčele 4) vukovi

A11. U jednom ekosustavu možete pronaći hrast i

1) gopher 3) ševa

2) divlja svinja 4) plavi različak

A12. Električne mreže su:

1) odnosi između roditelja i potomstva

2) obiteljske (genetske) veze

3) metabolizam u stanicama tijela

4) načini prijenosa tvari i energije u ekosustavu

A13. Ekološka piramida brojeva odražava:

1) omjer biomase na svakoj trofičkoj razini

2) omjer masa pojedinog organizma na različitim trofičkim razinama

3) struktura lanca ishrane

4) raznolikost vrsta na različitim trofičkim razinama

A14. Udio energije prenesen na sljedeću trofičku razinu je približno:

1) 10% 2) 30% 3) 50% 4) 100%

U 1. Odaberite primjere (desni stupac) za svaki oblik interakcije između populacija različitih vrsta (lijevi stupac).

C1. Kako objasniti da određenu biogeocenozu nastanjuju određene životinje?

Biogeocenoza je vremenski relativno stabilna i sposobna je za samoregulaciju i samorazvoj u slučaju jednosmjernih promjena u biotopu. Promjena biocenoza se zove sukcesija . Sukcesija se očituje u pojavi i nestanku vrsta u određenom staništu. Primjer sukcesije je zarastanje jezera, promjena njegovog sastava vrsta. Zamjena sastava vrsta ekološke zajednice jedan je od bitnih znakova sukcesije. Jednostavne zajednice tijekom sukcesije mogu se zamijeniti zajednicama složenije strukture i raznolikog sastava vrsta.

Agroekosustavi, glavne razlike od prirodnih ekosustava. Umjetne biocenoze koje stvaraju ljudi koji se bave poljoprivredom nazivaju se agrocenoze . Uključuju iste komponente okoliša kao i prirodne biogeocenoze, imaju visoku produktivnost, ali nemaju sposobnost samoregulacije i stabilnosti, jer ovisi o ljudskoj pažnji prema njima. U agrocenozi (na primjer, polje raži) formiraju se isti lanci ishrane kao u prirodnom ekosustavu: proizvođači (raž i korovi), potrošači (kukci, ptice, voluharice, lisice) i razlagači (bakterije, gljive). Čovjek je bitna karika u ovom lancu ishrane. Agrocenoze, osim sunčeve energije, dobivaju i dodatnu energiju koju je čovjek potrošio na proizvodnju gnojiva, kemikalija protiv korova, štetnika i bolesti, na navodnjavanje ili drenažu zemljišta itd. Bez takvog dodatnog utroška energije, dugoročno postojanje agrocenoza praktički je nemoguće. U agrocenozama djeluje uglavnom umjetna selekcija, koju vodi čovjek, prije svega, kako bi se povećao prinos poljoprivrednih kultura. U agroekosustavima je vrsta živih organizama naglo smanjena. Na poljima se obično uzgaja jedna ili više vrsta (sorti) biljaka, što dovodi do značajnog iscrpljivanja vrstnog sastava životinja, gljiva i bakterija. Dakle, u usporedbi s prirodnim biogeocenozama, agrocenoze imaju ograničen sastav vrsta biljaka i životinja, nisu sposobne za samoobnavljanje i samoregulaciju, podložne su opasnosti od smrti kao posljedica masovnog razmnožavanja štetnika ili patogena, te zahtijevaju neumornu ljudsku aktivnost za njihovo održavanje.

A1. Najbrži put do sukcesije biogeocenoze može voditi

1) širenje infekcija u njemu

2) povećana količina oborina

3) širenje zaraznih bolesti

4) ljudska gospodarska djelatnost

A2. Obično se prvi nasele na stijenama

1) gljive 3) začinsko bilje

2) lišajevi 4) grmlje

A3. Plankton je zajednica organizama:

1) sjedeći

2) lebdenje u vodenom stupcu

3) sjedilačko dno

4) brzo plutajući

A4. Pronaći krivo izjava.

Uvjet za dugotrajno postojanje ekosustava:

1) sposobnost organizama da se razmnožavaju

2) dotok energije izvana

3) prisutnost više od jedne vrste

4) stalna regulacija broja vrsta od strane ljudi

A5. Svojstvo ekosustava da se očuva pod vanjskim utjecajima naziva se:

1) samoreprodukcija

2) samoregulacija

3) otporan

4) integritet

A6. Stabilnost ekosustava se poboljšava ako:

2) smanjuje se broj vrsta razlagača

3) povećava se broj vrsta biljaka, životinja, gljiva i bakterija

4) sve biljke nestaju

A7. Najodrživiji ekosustav:

1) pšenično polje

2) voćnjak

4) kulturni pašnjak

A8. Glavni razlog nestabilnosti ekosustava:

1) neravnoteža cirkulacije tvari

2) samorazvoj ekosustava

3) stalni sastav zajednice

4) fluktuacije stanovništva

A9. Ukažite na pogrešnu tvrdnju. Promjenu sastava vrsta drveća u šumskom ekosustavu određuju:

1) promjene okoliša uzrokovane članovima zajednice

2) promjena klimatskih uvjeta

3) evolucija članova zajednice

4) sezonske promjene u prirodi

A10. Tijekom dugog razvoja i promjene ekosustava, broj vrsta živih organizama uključenih u njega,

1) postupno se smanjuje

2) postupno raste

3) ostaje isti

4) to se događa na različite načine

A11. Pronađite pogrešnu izjavu. U zrelom ekosustavu

1) populacije vrsta su dobro reproducirane i nisu zamijenjene drugim vrstama

2) vrstni sastav zajednice nastavlja se mijenjati

3) zajednica je dobro prilagođena okruženju

4) zajednica ima sposobnost samoregulacije

A12. Namjerno stvorena ljudska zajednica naziva se:

1) biocenoza

2) biogeocenoza

3) agrocenoza

4) biosfera

A13. Ukažite na pogrešnu tvrdnju. Agrocenoza koju je ostavio čovjek umire, jer.

1) pojačava se konkurencija između kultiviranih biljaka

2) kultivirane biljke istiskuju korov

3) ne može postojati bez gnojiva i njege

4) ne podnosi konkurenciju prirodnim biocenozama

A14. Pronađite pogrešnu izjavu. Znakovi koji karakteriziraju agrocenoze

1) veća raznolikost vrsta, složenija mreža odnosa

2) dobivanje dodatne energije uz solarnu

3) nesposobnost za dugotrajno samostalno postojanje

4) slabljenje procesa samoregulacije

U 1. Odaberite znakove agrocenoze

1) ne podržavaju njihovo postojanje

2) sastoje se od malog broja vrsta

3) povećati plodnost tla

4) dobiti dodatnu energiju

5) samoregulirajući sustavi

6) nema prirodne selekcije

U 2. Pronađite korespondenciju između prirodnih i umjetnih ekosustava i njihovih značajki.

VZ. Pronađite točan slijed događaja kada vegetacija kolonizira stijene:

1) grmlje

2) ljuskavi lišajevi

3) mahovine i grmoliki lišajevi

4) zeljaste biljke

C1. Kako će zamjena samura kunama utjecati na biocenozu šume?

Kruženje materije i energije u ekosustavima je posljedica vitalne aktivnosti organizama i nužan je uvjet za njihovo postojanje. Ciklusi nisu zatvoreni, pa se kemijski elementi nakupljaju u vanjskom okruženju i u organizmima.

Ugljik apsorbiraju biljke tijekom fotosinteze i oslobađaju ih organizmi tijekom disanja. Također se akumulira u okolišu u obliku fosila goriva, te u organizmima u obliku rezervi organskih tvari.

Dušik pretvara se u amonijeve soli i nitrate kao rezultat djelovanja bakterija koje fiksiraju i nitrifikuju dušik. Zatim, nakon upotrebe dušikovih spojeva od strane organizama i denitrifikacije od strane razlagača, dušik se vraća u atmosferu.

Sumpor nalazi se u obliku sulfida i slobodnog sumpora u morskim sedimentnim stijenama i tlu. Pretvarajući se u sulfate, kao rezultat oksidacije sumpornim bakterijama, uključuje se u biljna tkiva, a zatim se, zajedno s ostacima njihovih organskih spojeva, izlaže anaerobnim razlagačima. Sumporovodik koji nastaje kao rezultat njihove aktivnosti ponovno oksidira sumporne bakterije.

Fosfor nalazi se u sastavu fosfata stijena, u slatkovodnim i oceanskim sedimentima, u tlima. Kao rezultat erozije, fosfati se ispiru i, u kiseloj sredini, postaju topljivi s stvaranjem fosforne kiseline koju biljke apsorbiraju. U životinjskim tkivima fosfor je dio nukleinskih kiselina i kostiju. Kao rezultat razgradnje od strane razlagača ostataka organskih spojeva, ponovno se vraća u tlo, a zatim u biljke.

Postoje dvije definicije biosfere.

Prva definicija. Biosfera je naseljeni dio geološke ljuske Zemlje.

Druga definicija. Biosfera- ovo je dio geološke ljuske Zemlje, čija su svojstva određena aktivnošću živih organizama.

Druga definicija pokriva šire područje: uostalom, atmosferski kisik nastao kao rezultat fotosinteze distribuira se po cijeloj atmosferi i prisutan je tamo gdje nema živih organizama. Biosfera se u prvom smislu sastoji od litosfera, hidrosfera i niža atmosfera – troposfera. Granice biosfere ograničene su ozonskim zaslonom, koji se nalazi na visini od 20 km, i donjom granicom, smještenom na dubini od oko 4 km.

Biosfera u drugom smislu uključuje cjelokupnu atmosferu. Doktrinu o biosferi i njezinim funkcijama razvio je akademik V.I. Vernadsky. Biosfera- ovo je područje distribucije života na Zemlji, uključujući živu tvar (tvar koja je dio živih organizama), bioinertnu tvar, tj. tvar koja nije dio živih organizama, ali nastaje njihovom djelatnošću (tlo, prirodne vode, zrak), inertna tvar koja nastaje bez sudjelovanja živih organizama.

Živa tvar, koja čini manje od 0,001% mase biosfere, najaktivniji je dio biosfere. U biosferi se odvija stalna migracija tvari, kako biogenog tako i abiogenog porijekla, u čemu glavnu ulogu imaju živi organizmi. Kruženje tvari određuje stabilnost biosfere.

Glavni izvor energije za održavanje života u biosferi je Sunce. Njegova energija se pretvara u energiju organskih spojeva kao rezultat fotosintetskih procesa koji se odvijaju u fototrofnim organizmima. Energija se akumulira u kemijskim vezama organskih spojeva koji služe kao hrana biljojedima i mesožderima. Organske prehrambene tvari se u procesu metabolizma razgrađuju i izlučuju iz organizma. Izolirane ili mrtve ostatke razgrađuju bakterije, gljive i neki drugi organizmi. Nastali kemijski spojevi i elementi sudjeluju u kruženju tvari. Biosferi je potreban stalan priljev vanjske energije, jer Sva kemijska energija pretvara se u toplinu.

Funkcije biosfere. Plin– oslobađanje i apsorpcija kisika i ugljičnog dioksida, redukcija dušika. koncentracija- nakupljanje u organizmima kemijskih elemenata raspršenih u vanjskom okruženju. Oksidativno - oporavak– oksidacija i redukcija tvari tijekom fotosinteze i energetskog metabolizma. Biokemijski- ostvaruje se u procesu metabolizma. Energija- povezana s korištenjem i transformacijom energije.

Kao rezultat toga, biološka i geološka evolucija odvijaju se istovremeno i usko su međusobno povezane. Geokemijska evolucija događa se pod utjecajem biološke evolucije.

Masa sve žive tvari u biosferi je njezina biomasa, koja iznosi približno 2,4? 10 12 t.

Organizmi koji naseljavaju kopno čine 99,87% ukupne biomase, oceanska biomasa - 0,13%. Količina biomase raste od polova prema ekvatoru. Biomasu (B) karakteriziraju:

- njegovu produktivnost - povećanje tvari po jedinici površine (P);

– brzina reprodukcije – omjer proizvodnje i biomase u jedinici vremena (P/B).

Najproduktivnije su tropske i suptropske šume.

Dio biosfere koji je pod utjecajem aktivne ljudske djelatnosti naziva se noosfera – sfera ljudskog uma. Pojam označava razuman utjecaj čovjeka na biosferu u modernoj eri znanstvenog i tehnološkog napretka. Međutim, najčešće je taj utjecaj štetan za biosferu, što je zauzvrat štetno za čovječanstvo.

A1. Glavna karakteristika biosfere:

1) prisutnost živih organizama u njemu

2) prisutnost u njemu neživih komponenti koje obrađuju živi organizmi

3) kruženje tvari koje kontroliraju živi organizmi

4) vezanje sunčeve energije od strane živih organizama

A2. U procesu cirkulacije nastala su ležišta nafte, ugljena, treseta:

1) kisik

2) ugljik

4) vodik

A3. Pronađite pogrešnu izjavu. Nezamjenjivi prirodni resursi nastali tijekom ciklusa ugljika u biosferi:

2) zapaljivi plin

3) kameni ugljen

4) treset i drvo

A4. U ciklusu sudjeluju bakterije koje razgrađuju ureu do iona amonija i ugljičnog dioksida

1) kisik i vodik

2) dušik i ugljik

3) fosfor i sumpor

4) kisik i ugljik

A5. Krug materije temelji se na procesima kao npr

1) naseljavanje vrsta 3) fotosinteza i disanje

2) mutacije 4) prirodna selekcija

A6. Kvržice su uključene u ciklus

1) fosfor 3) ugljik

2) dušik 4) kisik

A7. Sunčeva energija je zarobljena

1) proizvođači

2) potrošači prvog reda

3) potrošači drugog reda

4) razlagači

A8. Jačanje učinka staklenika, prema znanstvenicima, najviše olakšava:

1) ugljični dioksid 3) dušikov dioksid

2) propan 4) ozon

A9. Ozon koji čini ozonski štit nastaje u:

1) hidrosfera

2) atmosfera

3) u zemljinoj kori

4) u plaštu Zemlje

A10. Najveći broj vrsta nalazi se u ekosustavima:

1) umjerene zimzelene šume

2) tropske kišne šume

3) umjerene listopadne šume

A11. Najopasniji razlog za iscrpljivanje biološke raznolikosti - najvažnijeg čimbenika stabilnosti biosfere - je

1) izravno istrebljenje

2) kemijsko onečišćenje okoliša

3) fizičko onečišćenje okoliša

4) uništavanje staništa

C1. Koju ulogu imaju životinje u održavanju kvalitete vode u akumulacijama?

C2. Navedite moguće načine dobivanja energije bakterijama i ukratko otkrijte njihovo biološko značenje.

C3. Zašto je raznolikost vrsta znak otpornosti ekosustava

C4. Je li potrebno regulirati natalitet stanovništva?

Teorija za zadatak 17 s ispita iz biologije

staništa organizama. Ekološki čimbenici: abiotički, biotički, njihov značaj. Antropogeni faktor

Staništa organizama

Organizam se ne može potpuno izolirati od okoliša, budući da je s njim povezan brojnim izravnim i neizravnim interakcijama. Pritom tijelo ne samo da doživljava utjecaj okoline, već ga i aktivno mijenja tijekom svog života. Primjerice, nakupljanje kisika u atmosferi u početku je bilo povezano s djelovanjem fotosintetskih bakterija, a potom i biljaka. U uništavanju stijena važnu ulogu imaju tako mali organizmi kao što su bakterije i lišajevi, koji s vremenom pretvaraju područja u kojima žive u pogodna za druga stvorenja.

Veze organizma s okolinom ne nastaju iznenada, one se najčešće formiraju povijesno. Kao rezultat toga nastaju supraorganizmski sustavi, čiju organizaciju i funkcioniranje proučava znanost. ekologija. Osim toga, njegov predmet su odnos i obrasci suživota živih organizama u prirodi, kao i zakonitosti „zdravog“ stanja kao norme i osnove postojanja života. Stoga će nam poznavanje povijesti obrazovanja, strukture zajednica živih organizama i okolišnih čimbenika koji na njih utječu omogućiti očuvanje okoliša potrebnog za život čovjeka i racionalno korištenje prirodnih resursa.

Sveukupnost svih tijela i pojava žive i nežive prirode koja okružuju organizam čini njegov stanište. Trenutno se razlikuju četiri glavna staništa: vodeno, kopneno-zračno, tlo i unutarnji okoliš tijela.

Vodeni okoliš. Osnova vodenog okoliša je voda, koja, s jedne strane, imajući prilično značajnu gustoću, otežava kretanje organizama u njoj, s druge strane, pruža im potporu, kao i manje ili više ujednačenost uvjeti (transport plinova i hranjivih tvari, manja kolebanja temperature i sl.). d.). Voda slabo otapa kisik i slabo prenosi svjetlost potrebnu za fotosintezu, što prije svega ograničava širenje biljnih organizama u njoj. Osim toga, voda ne sadrži uvijek dovoljnu količinu hranjivih tvari. Obalna područja mora i oceana podložna su značajnim kolebanjima razine vode, pa se organizmi koji žive u tim zonama povremeno nalaze u kopno-zračnom okruženju. Vodeni okoliš karakterističan je za Svjetski ocean, mora, kontinentalne rezervoare.

Organizmi koji su se prilagodili životu u vodenom okolišu nazivaju se hidrobiontima. Ovisno o tome kako su se prilagodili svom staništu, hidrobionti se dijele u četiri glavne ekološke skupine: neuston, nekton, plankton i bentos.

Do neuston uključuju organizme koji žive u površinskom filmu vode i koriste silu površinske napetosti, na primjer, vodene bube, ličinke nekih mekušaca, niz protozoa i algi.

Aktivno plivajući u vodenom stupcu nazivaju se životinje koje se mogu oduprijeti strujama i putovati na velike udaljenosti nekton. Obično imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. To uključuje kitove, peronošce, ribe, glavonošce itd.

Plankton je skup organizama koji obitavaju u vodenom stupcu u raznim akumulacijama i odnošeni su strujama. Planktonski organizmi uglavnom pasivno lebde u vodenom stupcu, iako se neki od njih mogu aktivno kretati. Njihove prilagodbe za život u vodenom stupcu su smanjenje specifične težine i otpornost na pritisak vodenog stupca. Prvi se postiže stvaranjem brojnih izraslina, vakuola ispunjenih uljem ili plinom itd., dok je drugi osiguran prisutnošću vanjskog ili unutarnjeg kostura. Dakle, čak i jednostanični stanovnici mora i oceana - najjednostavnije testaste amebe, foraminifere, dory i raže - imaju dobro definirane vanjske ljuske ili čak unutarnje kosture. Aktivno kretanje planktonskih organizama u vodenom okolišu moguće je zbog prisutnosti pseudopoda, bičaka i cilija u jednostaničnim organizmima, dok višestanični organizmi koriste mlazno kretanje (crijevno) ili primjenjuju mišićne napore (plosnati i anelidi). Ovisno o sustavnoj pripadnosti, planktonski organizmi se dijele na fitoplankton ili zooplankton.

bentoški organizmi prilagođeni da žive na dnu vodenih tijela i vode vezan način života (velike alge, koralji, spužve itd.) ili se kreću po dnu (mekušci, crvi). Biljke vodenog okoliša, osobito one više, koje su se po drugi put vratile u vodu, imaju značajne zračne šupljine koje osiguravaju njihov smještaj na površini vode ili blizu nje. Osim toga, život u vodenom okolišu doprinosi smanjenju pokrovnih, mehaničkih i vodljivih tkiva, budući da funkcije koje obavljaju ta tkiva značajno gube na značaju.

Prizemno-zračno okruženje razlikuje se od vode ne samo po manjoj gustoći, boljoj opskrbljenosti kisikom i većem intenzitetu osvjetljenja, već i po značajnoj promjenjivosti uvjeta - naglim promjenama temperature, vlažnosti, padalina i sl. Ovaj okoliš odlikuje se najvećom raznolikošću uvjeta, prvenstveno temperaturnim faktorom, vlagom i svjetlošću. Organizmi koji su savladali ovo najteže okruženje za stanovanje nazivaju se aerobionti. Odlikuje ih prisutnost razvijenog sustava potpore ili mehaničkih tkiva.

Kretanje u zemljino-zračnom okolišu za životinje je olakšano ne samo malim otporom zraka, već i sposobnošću odgurivanja od čvrstog oslonca (tla). Uspješno su ga svladali mnogi mekušci, paukovi i kukci, te gmazovi, ptice i sisavci. Za biljke, međutim, ovaj okoliš stvara značajne prepreke u provođenju vitalnih procesa, prvenstveno zbog nedostatka vode u atmosferi i njenog siromaštva hranjivim tvarima, pa je njihov pristup zemljištu doveo do pojave pokrovnih, mehaničkih i vodljivih tkiva, kao i podjela tijela na vegetativne organe - izdanak, koji obavlja funkciju zračne prehrane, i korijen, koji biljci opskrbljuje vodom i mineralnim solima. Na kopnu žive uglavnom više biljke.

okoliš tla je površinski sloj litosfere, transformiran kao rezultat interakcije mnogih čimbenika, među kojima su živi organizmi igrali važnu ulogu. Karakterizira ga relativno velika gustoća, niska osvijetljenost, heterogenost sastava, iako, za razliku od prizemno-zračne sredine, obično nema takvu temperaturnu razliku i nedostatak vode i mineralnih soli. Zrak također može prodrijeti u praznine između čestica tla, no kisik se relativno brzo troši oksidacijskim procesima pa se može uočiti njegov nedostatak.

Kretanje organizma u tlu često je povezano s značajnim preprekama, pa se životinje u tlu kreću ili između njegovih čestica, ili ga gurajući poput kišne gliste, ili grabljajući uz pomoć udova (krtica, krtica, medvjed) . Rast korijena je olakšan deskvamacijom i sluzi stanica korijenske kapice. Istodobno su orijentirani prema središtu zemlje, kao i prema visokim koncentracijama vode i hranjivih tvari. Organizmi koji naseljavaju tlo nazivaju se edafobionti.

Stanište, osim što okružuje određeni organizam, ima i određeni utjecaj na njega, baš kao i na njega. Stoga se tijela i prirodne pojave koje mogu djelovati s tijelom nazivaju čimbenicima okoliša. Dijele se u dvije skupine: abiotičke i biotičke.

Do abiotički čimbenici uključuju sve fizikalno-kemijske utjecaje koji mogu izazvati odgovor u tijelu. To uključuje klimatske (svjetlo, temperatura, vlažnost), kemijske (kemijski sastav staništa), edafske (vrste tla) i druge utjecaje.

Svjetlo naziva se cijeli raspon sunčevog zračenja, a to je tok energije valnih duljina od 1 do 1000 nm. Daleko od toga da sva svjetlost koju emitira Sunce pada na površinu Zemlje: više od polovice se odbija i raspršuje u atmosferi. Utjecaj svjetlosti, koja je glavni izvor energije na Zemlji, može se promatrati u smislu njenog intenziteta, valne duljine i fotoperioda.

U odnosu na intenzitet svjetlosti, biljke se dijele na svjetloljubive, sjenoljubive i hladoljubive, a životinje na dnevne i noćne. Prilagodba na hvatanje svjetlosti kod biljaka se izražava u tome što listove iznesu na sunce i rasporede ih tako da jedno ne zaklanja drugo (lisni mozaik). Međutim, ni biljke koje vole svjetlo ne mogu uvijek izdržati prejako sunce, pa se od njega štite mijenjajući položaj listova i kloroplasta u njima, povećavajući pubescenciju listova, što raspršuje svjetlost itd. Biljke koje vole sjenu imaju nešto drugačiji omjer fotosintetskih pigmenata od biljaka koje vole svjetlo, više broj kloroplasta i druge značajke zbog kojih ne samo da dobivaju tamnozelenu boju, već i učinkovitije hvataju svjetlost.

Spektar svjetlosti podijeljen je u nekoliko područja:

• 10-400 nm - ultraljubičasto zračenje;
• 400-740 nm - vidljivo svjetlo;
• 740-1000 nm - infracrveno zračenje.

Valna duljina svjetlosti važna je za tijek najvažnijih životnih procesa. Dakle, male doze ultraljubičastog zračenja potrebne su za vid mnogih insekata, stvaranje vitamina D u ljudskoj koži, a velike doze su smrtonosne, uzrokujući nastanak malignih tumora (karcinoma) kože uz dugotrajno izlaganje otvorenom suncu . Ozonski štit u gornjim slojevima atmosfere štiti Zemlju od viška ultraljubičastog zračenja, ali posljednjih godina njegovo stanje izaziva ozbiljnu zabrinutost zbog upotrebe raznih kemijskih spojeva, lansiranja raketa itd.

Vidljivo svjetlo osigurava proces fotosinteze i transpiracije u biljkama (otvaranje i zatvaranje puca također regulira svjetlo različitih valnih duljina), vid većine životinja i ljudi, a ujedno je i sinkronizator bioloških ritmova za obje skupine organizama.

Duži raspon valnih duljina svjetlosti naziva se infracrveno zračenje. Ovo zračenje podiže temperaturu zagrijanog tijela i smanjuje je u odašiljaču zraka zadane valne duljine. Infracrveno zračenje koriste razne hladnokrvne životinje i neke biljke te tako podižu temperaturu tijela ili pojedinih njegovih dijelova. Međutim, te iste zrake, reflektirane od površine Zemlje i koje emitiraju životinje i biljke, ne mogu proći kroz atmosferu zasićenu ugljičnim dioksidom i reflektiraju se natrag, pridonoseći pogoršanju globalno zatopljenje. Zbog sličnosti ovog fenomena s procesima koji se odvijaju u zatvorenom tlu, nazvan je "efekt staklenika".

Fotoperiod nazivaju trajanjem dnevnog svjetla i noći, koje ima dnevni i sezonski ritam i određuje vrijeme cvatnje mnogih biljaka i ponašanje životinja zbog njihovog ranog osjećaja budućih promjena.

Temperatura utječe na brzinu biokemijskih reakcija, međutim, značajan dio organizama može postojati samo u uskom temperaturnom rasponu, jer nagli prijelazi s topline na hladnoću i obrnuto negativno utječu na njihov metabolizam. Jedina iznimka su, možda, samo bakterije, čije spore mogu podnijeti hlađenje do -200 $°$C i zagrijavanje do 100 $°$C.

Temperature na kojima se odvijaju aktivni fiziološki procesi nazivaju se učinkovitim, njihove vrijednosti ne prelaze smrtonosne temperature. Zbroji djelotvoran temperature, odnosno zbroj topline, stalna su vrijednost za svaku vrstu i određuju granice njezine distribucije. Na primjer, rane sorte krumpira mogu se uzgajati u regiji Magadan, ali suncokret ne može.

U odnosu na temperaturu svi organizmi se dijele na toplinu ( termofila) i hladnoljubiv ( kriofili). Termofili uključuju bakterije, biljke i životinje. Tako neke vrste cijanobakterija žive u geotermalnim izvorima na Kamčatki na temperaturama od 75-80 $°$C, kaktusi i devin trn podnose zagrijavanje zraka do 70 $°$C, a brojne pustinjske vrste skakavaca, leptira i gmazova preferiraju temperature oko $40 °$C. Istodobno, kakao umire kada temperatura padne na +8 $°$S.

Vrste koje vole hladnoću mogu obavljati svoju vitalnu aktivnost na 8-10 $°$S, ali rijetko prežive kada temperatura poraste. Sjeme biljaka, spore bakterija i gljivica, rotifera i nekih okruglih crva podnose smrzavanje iznad -270 $°$C bez veće štete za daljnji život, a u aktivnom stanju na niskim temperaturama nalazi se niz životinjskih vrsta (pingvina) i biljaka (alge, golosjemenjače) .

Biljke nisu u stanju održavati stalnu tjelesnu temperaturu, ali su se, za razliku od životinja, prisiljene prilagoditi njegovom djelovanju. Koliko god to paradoksalno izgledalo, ali prilagodbe na podnošenje visokih i niskih temperatura u biljkama su uglavnom slične: nakupljanje topljivih šećera, aminokiselina i drugih spojeva koji vežu vodu u citoplazmi, te povećanje intenziteta disanja. Mnoge arktičke vrste su kompaktne veličine, dok su njihovi reproduktivni organi relativno veliki. Biljke južnih geografskih širina mogu imati vrlo male listove ili ih potpuno izgubiti (euforbija, kaktusi), dok stabljika obavlja funkciju fotosinteze.

U životinja su reakcije na temperaturu okoline usmjerene na regulaciju prijenosa topline. Oni koji nisu u stanju održavati stalnu tjelesnu temperaturu klasificiraju se kao poikilotermni, a oni kojima je to stalno - da homoiotermni.

Poikilotermne životinje uključuju sve beskralježnjake, ribe, vodozemce i gmazove. Imaju nižu brzinu metabolizma. Povećanje njihove tjelesne temperature osigurava se apsorpcijom toplinskog zračenja sunčeve svjetlosti i zagrijanih predmeta (vodozemci, gmazovi), radom mišića (kukci u letu), društvenim životom (termiti, mravi, pčele), intenzitetom isparavanja vlage s površine. tijela itd. Uz značajno smanjenje temperature poikilotermne životinje padaju u stanje stupora (anabioze).

Homeotermne životinje (ptice i sisavci) odlikuju se višom razinom metaboličkih procesa, koji su popraćeni oslobađanjem topline. Pri niskim temperaturama kod homoiotermnih životinja povećava se intenzitet biokemijskih reakcija i povećava se količina topline koja se distribuira po tijelu. Visoke temperature popraćene su pojačanim znojenjem, pa čak i toplinskim zračenjem. Važnu ulogu u zaštiti tijela od naglih promjena temperature imaju pero ili dlaka, kao i potkožno masno tkivo, koji obavljaju funkciju toplinske izolacije. No, unatoč tako složenom sustavu termoregulacije, rezerve organizma homoiotermnih životinja nisu neograničene, a na preniskim ili visokim temperaturama umiru.

Voda je nužna komponenta stanice, ali njegova brojnost i dostupnost u određenim staništima može ograničiti distribuciju organizama.

Prema stupnju potrebe za vodom, biljke se dijele u tri glavne ekološke skupine: kserofite, mezofite i higrofite. Kserofiti- To su biljke sušnih staništa, karakterizira ih produljenje korijena, zadebljanje kutikule, pubescencija listova, smanjenje veličine listova, a ponekad i njihovo osipanje. To uključuje kaktuse, debele žene, devin trn - saksaul itd.

Mezofiti zauzimaju umjereno vlažne površine zemljine površine, tu spadaju pšenica, grašak itd. Neki predstavnici ove ekološke skupine, kada se pojave nepovoljni uvjeti, u stanju su brzo završiti vegetaciju i preživjeti sušu u obliku sjemena, lukovica, gomolja ili rizomi (tulipan, đurđevak, borovnice).

Higrofiti prilagođena životu u uvjetima prekomjerne vlage. To uključuje lopoč, trsku, rogoz itd. Ne postoje posebni uređaji za zaštitu od isparavanja, međutim, višak vlage u okolišu, koji može uzrokovati nedostatak kisika, pridonosi razvoju zračnih šupljina u higrofitima.

Životinje, kao i biljke, moraju nadoknaditi gubitak vode, za što je piju na pojilima, koja se često nalaze na udaljenosti od nekoliko desetaka kilometara, izvlače je iz hrane ili pohranjuju. U nedostatku vode, neke životinje mogu prezimiti.

Nedostatak mineralnih soli u tlu izaziva njihov nedostatak u tijelu, zbog čega su poremećeni vitalni procesi i, u konačnici, odstupanje od norme u brzini rasta i razvoja. Primjerice, nedostatak kalcija kod ljudi može dovesti do povećanja lomljivosti kostiju, a kod biljaka do smanjenja veličine lišća, odumiranja korijena i vrhova itd.

U slučaju viška soli ometa se izmjena vode biljaka i životinja, štoviše, mnogi ioni su toksični za tijelo. Stoga je bioraznolikost flore i faune solončaka znatno inferiornija od broja vrsta u ekosustavima koji nisu opterećeni tako visokim koncentracijama soli. Međutim, biljke koje žive na tim mjestima prilagodile su se upotrebi tolike količine soli koja im je potrebna za tijek životnih procesa, a višak soli se taloži u vakuole ili ispušta van. Biljke i životinje koje su se prilagodile životu u uvjetima povećane slanosti nazivaju se halofilima. To uključuje soleros, tamarix, koralje, mnoge morske beskralješnjake, bakterije itd.

Kiselost je također bitan čimbenik okoliša, budući da se mnogi metabolički procesi s okolišem odvijaju u ograničenoj pH zoni, a u tlu također utječe na sastav i aktivnost mikroflore koja osigurava vitalnu aktivnost biljaka. Tako se pri niskim pH vrijednostima, primjerice, smanjuje dotok dušika iz tla u biljke, dok se dostupnost kalcija, naprotiv, povećava. Biljke koje su se prilagodile životu u uvjetima visoke kiselosti nazivaju se acidofili(lana od mahovine, nešto preslice i šaša), reducirano - bazofili(stolisnik, joha, plava trava) i tla neutralne reakcije - neutrofili(jagoda, maryannik, kiselo).

Prirodni izvori ionizirajućeg zračenja su kozmičke zrake, koje su gotovo potpuno blokirane gornjim slojevima atmosfere, kao i zračenje niza kemijskih elemenata (izotopa urana, radija, kalija i dr.) i produkata njihovog raspada. Posljednjih desetljeća pojavili su se umjetni izvori Ionizirana radiacija- reaktori nuklearnih elektrana, ledolomci i podmornice, raketne bojeve glave i nuklearne bombe, rendgenski aparati u medicinskim ustanovama, kućanski aparati, itd. Male doze ionizirajućeg zračenja, koje ne prelaze prirodnu pozadinu, mogu povećati klijavost sjemena i brzinu rasta biljaka , a njihovo povećanje uzrokuje mutacije, poremećaje metabolizma i diobe stanica, rast i razvoj tijela te može dovesti do smrti.

Određeni utjecaj na žive organizme imaju i teren, atmosferski tlak, atmosferski elektricitet, požari, Zemljino magnetsko polje, buka i drugi čimbenici.

Biotički čimbenici okoliša naziva ukupnost živih organizama koji svojom životnom aktivnošću utječu na druga živa bića. Jedan od biotičkih čimbenika je i ljudski utjecaj. U tom smislu odlučujuća je raznolikost vrsta zajednice i broj populacija koje je čine. Živi se organizmi međusobno ne naseljavaju slučajno, već formiraju određene zajednice prilagođene zajedničkom životu. Prema smjeru djelovanja na organizam, svi odnosi između organizama u zajednicama mogu se podijeliti na simbiozu, antibiozu i neutralizam.

Mutualizam- ovo je obostrano korisna kohabitacija, u kojoj je prisutnost partnera preduvjet za postojanje svakog od organizama, na primjer, kohabitacija korijena biljaka s kvržicama i gljivicama.

suradnja naziva se oblik simbioze, u kojem suživot partnera donosi očite prednosti obojici, ali njihova povezanost nije obavezna, kao između raka pustinjaka i anemone.

Komensalizam- to je oblik odnosa u kojem jedan od partnera ima koristi od njih, dok je drugi indiferentan (epifitske i drvenaste biljke).

Predatorstvo sastoji se u ubijanju od strane nekih životinja ulovljenih jedinki drugih vrsta. Predatori nisu samo životinje, već i biljke insektojede, neke gljive.

Odnos između jedinki iste ili različitih vrsta koje se natječu za iste ograničene resurse naziva se natjecanje. Na primjer, gljive mogu ograničiti rast bakterija oslobađanjem antibiotika, a životinje se mogu čak i međusobno napadati.

Amensalizam zapravo, riječ je o ekstremnom slučaju natjecanja, ako je jedan od natjecatelja mnogo jači od drugog. Na primjer, veliko stablo zasjeni travu ispod svoje krošnje, dok gotovo ne osjeća otpor.

alelopatija u širem smislu ovog pojma podrazumijeva interakciju biljaka uz pomoć biološki aktivnih tvari, ali je u početku značilo samo suzbijanje drugih od strane jedne biljke. Primjeri alelopatije su suzbijanje rasta drugih biljaka izlučevinama korijena pšenične trave.

Neutralizam naziva se svaka vrsta odnosa u kojoj organizmi koji žive zajedno na istom teritoriju ne utječu izravno jedni na druge, kao što su, na primjer, hrast i los u hrastovoj šumi.

Zakon optimuma. Unatoč činjenici da su brojni čimbenici okoliša praktički nepromijenjeni dulje vrijeme, kao što su sila gravitacije, sastav i svojstva atmosfere, oceanske vode itd., većina drugih čimbenika mijenja se kako u vremenu tako iu prostoru. Te promjene mogu biti redovito-periodične (doba dana, plime, godišnja doba), nepravilne (uragani, tsunamiji, potresi) ili usmjerene (klimatske promjene, onečišćenje atmosfere).

Pojedinačni organizmi, kao i superorganizmski sustavi, prisiljeni su se prilagođavati tekućim promjenama, međutim, rezerve njihove prilagodbe nastale su u procesu evolucije i nisu neograničene, stoga za svaki organizam, populaciju i ekosustav postoji raspon okolišnih uvjeta - raspon stabilnosti (preživljavanja)., unutar kojeg se odvija životna aktivnost objekata. Izvan ovog raspona - granice preživljavanja- živi sustav ili odmah umire, ili proizvodi sjemenke, spore i sl., ili prelazi u privremeno stanje mirovanja (lukovice, gomolji i drugi organi za skladištenje biljaka, anabioza kod životinja itd.).

Unutar raspona stabilnosti, stopa rasta i razvoja organizama nije ista. Na primjer, životni ciklus voćne mušice Drosophila na +24 $°$C u prosjeku je dva tjedna, a na +17 $°$C oko tri tjedna. Takve vrijednosti ekološkog faktora, pri kojima organizmi i populacije postižu najbolji razvoj i maksimalnu produktivnost, nazivaju se optimalno. Svako odstupanje od ovog optimuma uzrokuje inhibiciju vitalnih procesa.

Identifikacija ovih pravilnosti omogućila je formuliranje zakon optimuma: svaki čimbenik okoliša ima određene granice pozitivnog utjecaja na organizme.

Potraga za optimalnim vrijednostima okolišnih čimbenika od velike je praktične važnosti za poljoprivredu i šumarstvo, kao i neke grane medicine, jer se samo pod tim uvjetom ostvaruje genetski programirani proizvodni potencijal date vrste, a također je moguće za očuvanje zdravlja ljudi.

Zakon minimuma. Optimalni omjer čimbenika okoliša prilično je rijedak u prirodi, a oni čimbenici koji najviše uzrokuju smetnje u rastu i razvoju tijela nazivaju se ograničavajući. Na njih tijelo prije svega razvija prilagodbe.

Unatoč činjenici da priroda ograničavajućih čimbenika nije ista: nedostatak kemijskog elementa u tlu, nedostatak topline ili vlage, biotički odnosi (zauzimanje teritorija od strane jačeg konkurenta, nedostatak oprašivača za biljke), mogu značajno ometati prosperitet vrste. Dakle, raspon vrste značajno je ograničen s dva pokazatelja: temperaturnim pragom razvoja i zbrojem efektivnih temperatura.

Identifikacija ograničavajućih čimbenika vrlo je važna u praktičnom smislu. Dakle, mnoge su kultivirane biljke vrlo zahtjevne za kiselost tla, tako da vapnenje tla može značajno povećati njihovu produktivnost.

Njemački fiziolog J. Liebig je, proučavajući učinak nedostatka mineralnih elemenata ishrane na biljke, formulirao zakon minimuma(1840):

Najveći utjecaj na rast i razvoj organizma ima faktor koji trenutno u najvećoj mjeri nedostaje.

Međutim, ne samo nedostatak bilo kojeg čimbenika može dovesti do poremećaja vitalnih funkcija tijela, već i njegov višak, stoga je u ovom trenutku postao sve rašireniji. zakon ograničavajućeg faktora:

Najznačajniji čimbenik je onaj koji najviše odstupa od optimalnih vrijednosti za organizam; on je taj koji određuje opstanak pojedinaca u danom trenutku.

Čimbenici okoliša djeluju na organizme ne odvojeno, već u bliskoj interakciji jedni s drugima. Prekomjerne vrijednosti nekih od njih mogu smanjiti štetne učinke nedostatka drugih, jer se, na primjer, u slučaju nepovoljnog fotoperioda, može zamijeniti povišenim temperaturama. Ovaj fenomen se zove kompenzacija.

biološki ritmovi. Postojanje ritmičkih fluktuacija brojnih čimbenika okoliša prisiljava žive organizme da svoju vitalnu aktivnost usklađuju s razdobljima djelovanja najpovoljnijih vrijednosti ovih čimbenika. Takve povremeno ponavljajuće promjene u intenzitetu i smjeru bioloških procesa nazivaju se biološki ritmovi.

Biološki ritmovi su najčešće nasljedno fiksirani, ali se neki od njih korigiraju promjenama okolišnih čimbenika. Svjetlo je jedan od glavnih periodičkih utjecaja na organizme i ekosustave, jer ne samo da djeluje na organizme od trenutka njihovog pojavljivanja, već je i najstabilnije u svojoj dinamici, autonomno i nije podložno drugim utjecajima.

cirkadijalni ritmovi zajednički za većinu biljnih i životinjskih vrsta. Način osvjetljenja za njih služi kao signalni faktor za početak i završetak aktivnosti. Kod mnogih vrsta dolazi do promjene dnevnih ritmova tijekom sezone. Gerbili usred ljeta imaju dva vrhunca aktivnosti tijekom dana, te po jedan u rano proljeće i kasnu jesen.

cirkadijanski(cirkadijalni, cirkadijalni) ritmovi su ponavljane promjene intenziteta i smjera vitalnih procesa u trajanju od 20 do 28 sati, uključujući dnevne cikluse aktivnosti različitih organa i sustava organa ljudskog tijela, otvaranje i zatvaranje cvjetova broj biljaka.

U drugu vrlo važnu skupinu bioloških ritmova, koji su od velike važnosti za više i niže organizme, spadaju sezonski (oko sezonski), godišnji (cirkanualni, cirkanski) ritmovi, zbog rotacije Zemlje oko Sunca.

fotoperiodizam. Reakcija organizama na dnevni ritam osvjetljenja (omjer duljine dana i noći), koja se izražava u promjeni intenziteta procesa rasta i razvoja, naziva se fotoperiodizam. Prisutan je i u životinjama i u biljkama.

U biljkama je fotoperiodizam prilagodba na kompleks sezonskih promjena u vanjskim uvjetima. Na primjer, biljke ekvatorijalnog pojasa i tropa, gdje su dan i noć približno jednaki u trajanju, cvjetaju na kratkom dnevnom svjetlu, dok biljke umjerene klime, čije ljeto karakterizira dugi dan (preko 12 sati), nose ovaj čin samo na dugom danu. Smanjenje duljine dnevnog svjetla za njih znači približavanje zime i prestaju rasti, prelazeći na cvjetanje i plodove, akumulaciju rezervnih tvari.

Kod životinja fotoperiodizam je također povezan s promjenama vitalnih procesa, na primjer, početkom i prestankom sezone parenja, linjanjem, sezonskim migracijama, hibernacijom itd. Također je genetski fiksiran, ali je u mnogim slučajevima usklađen s dnevnim ritam osvjetljenja.

Antropogeni faktor

antropogena faktor je ukupnost posljedica ljudskih aktivnosti na okoliš. Sastoji se od iskorištavanja prirodnih resursa, uključujući i iscrpivih (vađenje plina, nafte, ruda itd.), onečišćenja zraka, vode i tla, istrebljenja značajnog broja životinjskih i biljnih vrsta, što dovodi do nepovratnog kršenja ekološke ravnoteže. U većini slučajeva antropogeni čimbenik nije sustavan, pa je prilagodba organizama na njegovo djelovanje značajno otežana.

Ekosustav (biogeocenoza), njegove komponente: proizvođači, potrošači, razlagači, njihova uloga. Vrste i prostorna struktura ekosustava. trofičke razine. Lanci i energetske mreže, njihove karike. Pravila ekološke piramide. Izrada shema za prijenos tvari i energije (lanci i elektroenergetske mreže)

Ekosustav (biogeocenoza), njegove komponente: proizvođači, potrošači, razlagači, njihova uloga

Biogeocenoza je stabilan, prilično homogen kompleks međusobno povezanih vrsta živih organizama i komponenti okoliša.

Primjeri biogeocenoza su listopadne šume, borova šuma, vodena livada, jezero, močvara itd. Prema doktrini biogeocenoza koju je razvio akademik V.N. Sukachev, svojstva biogeocenoze su cjelovitost, otvorenost, samoregulacija i samoreprodukcija.

U biogeocenozi se razlikuju biotička i abiotička komponenta (biocenoza, odnosno biotop). Biocenoza naziva se ukupnost populacija živih organizama koji naseljavaju kopneno područje ili rezervoar. Karakterizira ga raznolikost vrsta, gustoća naseljenosti, biomasa i produktivnost. Mjesto akumulacije ili samog zemljišta s istim reljefnim uvjetima, klimom i drugim abiotičkim čimbenicima, koje zauzima određena biocenoza, je biotopa.

Integritet biogeocenoza održava se protokom energije koji kroz njih prolazi. Budući da je glavni opskrbljivač energije Zemlji sunčeva svjetlost, autotrofi je hvataju i pretvaraju u oblik organskih tvari dostupnih drugim organizmima, dok heterotrofi koriste gotove organske tvari.

S ekološkog stajališta, biogeocenoze se dijele na tri glavne skupine organizama: proizvođače, konzumente i razlagače. Proizvođači su autotrofni organizmi koji sintetiziraju organske tvari iz anorganskih tvari. Preko njih dolazi do dotoka u ekosustav energije sunčeve svjetlosti ili kemijskih veza anorganskih spojeva.

Glavni proizvođači većine ekosustava su zelene biljke, iako se foto- i kemosintetske bakterije, koje su osnova nekih vodenih ekosustava, ne mogu zanemariti.

Potrošači, koji su heterotrofi, troše organske tvari koje sintetiziraju autotrofi tijekom života. To uključuje životinje biljojede i mesoždere, kao i gljive. Potrošači mogu biti predstavljeni brojnim vrstama, od kojih je svaka hrana za sljedeću. Na primjer, životinje biljojede (kukci) smatraju se potrošačima 1. reda, ptice kukojede - potrošačima 2. reda, a ptice grabljivice - potrošačima 3. reda.

Prisutnost konzumenata u biogeocenozi nije preduvjet za njezino postojanje, budući da će mrtve ostatke i dalje koristiti razlagači. To su neki dubokomorski ekosustavi u kojima su kemosintetske bakterije proizvođači.

razlagači također spadaju u heterotrofe, budući da koriste gotove organske tvari, razgrađujući ih u anorganske tvari, ponovno uključene u biotički ciklus tvari od strane proizvođača. Razlagači su bakterije, gljive i neke životinje, kao što su gliste.

Dakle, zbog postojanja ove tri skupine organizama u biogeocenozama, odvija se kruženje tvari, a većina energije se raspršuje.

Vrste i prostorna struktura ekosustava

Unatoč činjenici da su biogeocenoze Zemlje prilično raznolike, u prirodnim uvjetima nijedna od njih ne može funkcionirati na račun jedne vrste živih organizama, budući da potonji ne mogu biti i proizvođač, potrošač i razlagač. Tako u običnoj hrastovoj šumi živi oko 100 vrsta biljaka, nekoliko tisuća vrsta životinja i stotine vrsta gljiva i bakterija.

Naravno, vrste živih bića razlikuju se ne samo po vanjskim i unutarnjim značajkama, već i po broju jedinki u populacijama, kao i po njihovoj ulozi u ovoj biogeocenozi. Vrste koje najviše određuju tip i strukturu zajednice nazivaju se dominante.

Tako je u borovoj šumi dominantan sloj drveća bor, a u sloju grmlja npr. maline, dok u travnatom sloju bizon, jagode i dr. Ostale vrste mogu imati manje značajnu ulogu u ekosustavu, ali to ne znači da su one manje važne od dominantnih, budući da svaka vrsta igra svoju ulogu u biogeocenozi i zauzima svoje mjesto, karakterizirano određenim skupom okolišnih čimbenika koji omogućuje da vrsta u njoj postoji - ekološka niša.

Abiotički uvjeti, čak ni u pojedinim dijelovima biotopa, nisu isti, budući da se, primjerice, u jezeru može razlikovati obalni pojas, zona otvorenih voda i pridonska dubokovodna zona, koji se razlikuju po uvjetima osvjetljenja. , opskrbe kisikom, temperaturom i drugim značajkama, što pak ostavlja otisak na pojavu pojedinih vrsta organizama u njima.

U obalnom pojasu jezera, osim algi, rastu više vodene biljke-proizvođači trske, rogoza, trske, lopoča, kanadske elodee, rogoza i dr. Konzumenti ove zone su ličinke vretenaca, razni rakovi, ribnjak puževi, žabe i zmije. U zoni otvorenih voda kao proizvođači služe razne vrste algi čija je dubina određena prodiranjem sunčeve svjetlosti.

Ti se proizvođači hrane zooplanktonom, uključujući male rakove - kiklope i dafnije, koje jedu male ribe, poput žohara, koje su pak plijen većih riba - štuke ili smuđa. Dubokovodnu zonu i donji mulj akumulacije nastanjuju bakterije, tubifeksi, ličinke komaraca i školjkaši koji se hrane organskim ostacima.

Listopadna šuma također ima izraženu strukturu, jer se u njoj može razlikovati nekoliko slojeva: visoko drvenasto, nisko drvenasto, žbunasto, travnato i mahovinsko tlo. U tim se slojevima osvjetljenje, temperatura i vlažnost značajno razlikuju. Dakle, slojevi drveća predstavljaju svjetloljubivi hrastovi, bukve, lipe. U gornjim slojevima šume gnijezde se mnoge ptice (sova, hobi, jastreb, golub šumarka, svraka, čavka, vrana, pjevica, sisa, velika sjenica, sjenica, djetlić, šojka, zrez, štuka), lišće drvenastih biljaka a grmlje služi kao hrana za odrasle kukce i njihove ličinke (na primjer, moljce i oko 1600 drugih vrsta), ptice biljojede, gljive i bakterije. Od sisavaca ovdje živi siva vjeverica.

Podrast grmovi su pretežno euonymus, glog, bazga, viburnum i crni trn koji toleriše hladovinu. Ptice koje ovdje nastanjuju su crvendać, kos, muharica, crvendać, djetlić, mušnik, pika. Ovdje je česta i siva vjeverica, ali i mnogi kukci koji se također nalaze u travnatom sloju.

Trave i mahovine u šumi su sve tolerantnije na sjenu, jer su ljeti gotovo potpuno zasjenjene lišćem drveća. Na nekim mjestima ima gljiva i lišajeva. U travi se mogu naći gnijezda malih ptica - čamca, šumskog sokola, pevača. Sisavci ovog sloja većinom pripadaju glodavcima (voluharice, puhovi), lagomorfi (zečevi) i artiodaktili (divlje svinje, losovi, srne). Raznolikost vrsta artropoda ovdje nije manja nego u gornjim slojevima, jer se u prizemnom sloju mogu susresti leptiri, pčele, mušice, kornjaši, skakavci i pauci.

Tlo u listopadnoj šumi obično je prekriveno leglom biljnih ostataka. U njemu i gornjim slojevima tla koje prodire korijenje biljaka, posebno je veliko mnoštvo vrsta bakterija i gljivica, tu su i gliste, ličinke muha, leptiri, balegaši i mrtvi kornjaši, stonoge, drvene uši, repice , grinje, nematode. Neki sisavci, poput krtica, također su odabrali tlo kao stalno stanište.

Dakle, biogeocenozu karakterizira vrsta i prostorna struktura koja osigurava ne samo njezinu cjelovitost, već i jedinstvenost.

Lanci i energetske mreže, njihove karike. Trofičke razine

Svaki organizam u biogeocenozi povezan je s drugim pozitivnim ili negativnim interakcijama. Prvi ublažavaju učinak čimbenika okoliša, osiguravajući prehranu, reprodukciju i mogućnost zaštite, dok drugi, naprotiv, često predstavljaju prijetnju samom postojanju danog organizma.

Zove se niz međusobno povezanih vrsta, od kojih svaka služi kao hrana za sljedeću strujni krugovi, ili prehrambeni (trofički) lanac. Lanac ishrane osigurava prijenos energije sadržane u organskim tvarima od proizvođača kroz niz organizama jedući neke vrste od strane drugih.

Prilikom prijenosa energije znatan dio iste (80-90%) se raspršuje u obliku topline, pa većina prehrambenih lanaca sadrži 3-5 karika. Na primjer, poljski miš jede zrna pšenice, a lisica to može sama. U vodenim ekosustavima lanci ishrane obično su duži nego u kopnenim i mogu sadržavati potrošače do 4. reda. Dakle, u zoni epikontinentalnog pojasa, fitoplankton (dijatomeje i flagelati) je hrana za zooplankton (kopepode, ličinke rakova i kril), koje, pak, konzumiraju glavonošci, a palamide i tune hrane se njima.

Sudeći prema rezultatima nedavnih studija, duljina prehrambenih lanaca ograničena je drugim čimbenicima. Moguće je da dostupnost preferirane hrane i teritorijalno ponašanje igraju značajnu ulogu, smanjujući gustoću naseljenosti organizama, a time i broj potrošača višeg reda u određenom staništu.

Postoje dvije vrste lanaca ishrane u ekosustavima: lanci ispaše i lanci propadanja. Gore navedeni lanci ishrane, koji počinju od proizvođača (biljke) i idu do potrošača različitih redova (biljojedi, a zatim do grabežljivaca), nazivaju se lanci prehrane, ili lanci pašnjaka.

Nasuprot tome, u lancima razgradnje, odnosno detritalnim lancima, izvor organske tvari su biljni i životinjski ostaci, životinjski izmet, koji se hrane malim životinjama (rakovi, mekušci), kao i mikroorganizmi. Poluraspadnuta masa organskih ostataka, zajedno s mikroorganizmima koji je prerađuju, naziva se detritus. Tako u mangrovama kukci troše samo oko 5% biljne biomase, a njezin ostatak ulazi u vodu i prenosi se na znatne udaljenosti. Postojanje detritnih lanaca nije beskorisno, jer osigurava završetak cirkulacije tvari u biogeocenozama. Osim toga, organizmi uključeni u ove lance ujedno su i hrana za potrošače pašnih lanaca (na primjer, u šumi može postojati takav lanac: leglo listova - glista - kos - jastreb).

Različita područja biocenoza karakteriziraju nejednaki lanci ishrane. Tako na kopnu i na epikontinentalnom pojasu većina biljne biomase pada u lance razgradnje, dok na otvorenom moru prevladavaju lanci ispaše.

Prehrambeni lanci biogeocenoze zamršeno su isprepleteni zbog činjenice da se isti organizmi mogu hraniti s nekoliko vrsta drugih, služiti kao hrana za nekoliko vrsta, a također istovremeno ulaziti u lance prehrane i razgradnje. Stoga se u stvarnim biogeocenozama formiraju kompleksi međusobno povezanih trofičkih lanaca prehrambene mreže.

Mreže i lanci ishrane unutar svake biogeocenoze imaju dobro definiranu strukturu, budući da se u njima mogu razlikovati skupine organizama ujedinjenih zajedničkom vrstom prehrane. Primjerice, na livadi su žitarice, djetelina, poljski geranija i druge biljke proizvođači, dok su skakavci, lišćari, gusjenice raznih vrsta leptira i poljski miševi konzumenti 1. reda, gušteri, skakavci i crvendaći su potrošači 2. red. red. Takve skupine organizama pripadaju jednoj trofičke razine.

Pravila ekološke piramide

Budući da se trofičke razine razlikuju po brojnim pokazateljima, odnos između njih u ekosustavu može se prikazati grafički - u obliku ekološka piramida.

Postoje tri vrste ekološke piramide: piramida brojeva, piramida biomase i piramida energije.

Piramida brojeva odražava broj jedinki na svakoj trofičkoj razini.

piramida biomase na temelju količine suhe organske tvari.

energetska piramida temelji se na količini energije sadržane u pojedincima na svakoj trofičkoj razini.

U slučajevima kada je broj ili masa proizvođača manji od mase potrošača, baza piramide je manja od njenog vrha i ispada da je obrnuta. Primjerice, u hrastovoj šumi broj stabala je mali u odnosu na broj kukaca koji se hrane njihovim tkivom i steljom, dok je u dubokomorskim dijelovima ekosustava biomasa proizvođača zanemariva, a organska tvar dolazi. iz drugih dijelova akumulacije. Obrnuti se mogu samo piramide brojeva i biomase, dok se piramida energije uvijek sužava prema gore.

Ekološke piramide pružaju vizualni okvir za usporedbu različitih ekosustava, sezonskih stanja istog ekosustava i različitih faza promjene ekosustava. Osim toga, kompilacija ekoloških piramida daje osobi priliku da dobije maksimalan učinak proizvoda ekosustava. Piramide energije smatraju se najvažnijim jer se izravno odnose na osnovu nutritivnih odnosa - protok energije nužan za život bilo kojeg organizma.

Osnova za sastavljanje piramide energije je produktivnost Ekosustavi - količina energije koju proizvodi u određenom vremenskom razdoblju. Unatoč činjenici da proizvođači mogu pohraniti značajne količine energije u kemijskim vezama organskih tvari, oni je sami djelomično troše na procese disanja. Veće ili manje količine energije (obično 80-90%) potrošači gube na svakoj sljedećoj trofičkoj razini, zadržavajući samo oko 10%, a u konačnici je stabilna biogeocenoza gotovo u potpunosti troši na vlastito funkcioniranje. Na temelju ove pravilnosti, pravilo ekološke piramide, ili 10% pravilo: u svakoj sljedećoj karici prehrambenog lanca količina energije se smanjuje za 10 puta.

Jednostavno nabrajanje vrsta koje žive na određenom području teritorija ili vodnog područja ne daje potpunu informaciju o ekosustavu, budući da odnos tih organizama ostaje izvan dosega takvog popisa. Osim toga, proučavanje prehrambenih lanaca i mreža biogeocenoza daje potrebne informacije o protoku energije i tvari u ekosustavu.

Radi praktičnosti pisanja prehrambenog lanca, njegove su karike ispisane u retku s lijeva na desno, počevši od proizvođača, zatim potrošača 1., 2. reda itd. Karike prehrambenog lanca međusobno su povezane strelicama koje pokazuju smjer protoka materije i energije. Primjerice, na livadi su žitarice hrana za skakavce, koje jedu male ptice kukojede, a njima se hrane zmije koje su opasne za ježeve. Ovaj lanac ishrane će izgledati ovako:

žitarice $→$ skakavci $→$ ptice kukojede $→$ zmije $→$ ježevi.

Iz ovog zapisa se vidi da su žitarice proizvođači, skakavci su potrošači 1. reda, ptice su potrošači 2. reda, a zmije i ježevi su potrošači 3. odnosno 4. reda.

Ponekad je potrebno sastaviti lanac ishrane, vodeći se samo popisom vrsta organizama uključenih u njega. U ovom slučaju potrebno je analizirati ne toliko njihovu sustavnu pripadnost koliko način hranjenja. Na primjer, potrebno je sastaviti lanac ishrane prema sljedećim podacima: gepardi, antilope, akacije i hijene rasprostranjene su u afričkoj savani.

Prvo odabiremo proizvođače iz predloženih vrsta - to su biljke (bagrem). Oni bi, bez sumnje, trebali biti na prvom mjestu, budući da su sve ostale vrste životinje (heterotrofi). Sada raspoređujemo potrošače prema njihovom položaju u trofičkom lancu: antilope su biljojedi, gepardi su grabežljivci, a hijene su čistači.

Dakle, lanac ishrane će izgledati ovako:

Međutim, moguć je i kraći lanac u kojem će treća karika izostati, jer se hijene mogu hraniti i antilopama koje su umrle od gladi, bolesti, rana ili starosti.

Isto treba učiniti ako, imajući popis biljaka i životinja, želite napraviti mrežu hrane. Na primjer, dani su nam vuk, lisica, los, vjeverica, dabar, šumski bor, javor, zec, jela, jasika i mačor. S obzirom na činjenicu da svaka komponenta ove prehrambene mreže može poslužiti kao hrana za jednog ili više drugih i imati više od jednog izvora hrane, dobivamo sljedeću mrežu hrane.

Rješavanje ekoloških problema

Zadatak 1. Izgradite prehrambeni lanac šumskog ekosustava u kojem su drvenaste biljke proizvođači, a jastreb je potrošač višeg reda.

Odluka.

Budući da su biljke proizvođači, one će zauzeti prvo mjesto u prehrambenom lancu:

biljka $→$

Mnogi insekti se mogu hraniti svojim tkivom, na primjer, lisne uši koje sišu sok od floema. Lisne uši će biti potrošač 1. reda:

biljka $→$ lisne uši $→$

Kao što znate, lisne uši istrebljuju bubamare, koje se umjesto pesticida koriste čak iu vrtovima i poljima:

biljka $→$ lisne uši $→$ bubamara $→$

Rijetke ptice mogu jesti bubamare zbog njihove boje koje upozoravaju, ali čvorci su također jedan od njih:

biljka $→$ lisna uš $→$ bubamara $→$ čvorak $→$

Čvorak bi mogao postati plijen jastreba, koji će dovršiti ovaj prehrambeni lanac, budući da je konzument 4. reda:

Odgovor: biljka $→$ lisna uš $→$ bubamara $→$ čvorak $→$ jastreb.

Zadatak 2. U pojednostavljenom ekosustavu afričke savane postoje četiri komponente: biljke (bagrem), biljojedi (antilope), mesožderi (gepardi) i čistači (hijene). Koji organizmi zauzimaju drugu trofičku razinu u ovom ekosustavu?

Odluka.

Budući da su samo bagremi proizvođači, a svi ostali potrošači, biljke su na početku prehrambenog lanca:

bagrem $→$

Antilope su biljojedi, gepardi su grabežljivci, a hijene su čistači. Stoga lanac ishrane ima oblik:

akacije $→$ antilope $→$ gepardi $→$ hijene.

Iz ovog lanca ishrane jasno je da su antilope te koje zauzimaju drugu trofičku razinu.

Odgovor: antilopa.

Zadatak 3. Koliko se galebova može hraniti na morskom području gdje se godišnje formira 1200 kg suhe mase fitoplanktona? Masa galeba je 1 kg (suhe tvari - 40%), galeb se hrani ribom, a riba fitoplanktonom. Prilikom rješavanja problema treba voditi računa o pravilu ekološke piramide.

Odluka.

Prije svega, na temelju podataka o problemu, potrebno je izraditi mrežu hrane:

fitoplankton $→$ riba $→$ galeb.

Iz ovog lanca proizlazi da će piramida biomase biti trostepena, a prema pravilu 10% ili pravilu ekološke piramide biomasa galeba bit će 100 puta manja od biomase fitoplanktona:

galeb - 1%;

riba - 10%;

fitoplankton - 100%.

Imajući na umu da se piramida biomase temelji na masi suhe tvari, izračunavamo masu suhe tvari galeba:

$(m)↙(suhi galebovi)=(m)↙(sirovi galebovi) 40% / 100% = 1 0,4 = 0,4$ kg.

Odredite koliko je suhe tvari fitoplanktona potrebno za prehranu jednog galeba:

$(m)↙(suhi fitoplankton)=(m)↙(sirovi galebovi) 100 = 0,4 100 = 40 $ kg.

I, konačno, izračunavamo koliko se galebova može hraniti na ovom akvatoriju:

$(n)↙(galebovi)=((m)↙(ukupni suhi fitoplankton))/((m)↙(suhi fitoplankton)) = (120)/(40) = 30$ galebovi.

Odgovor: 30 galebova.

Zadatak 4. Prosječna težina jednogodišnje crvene lisice je 20,5 kg. Pretpostavimo da je od dobi od mjesec dana, kada je težina mladunčeta lisice bila 500 g, prešao na hranjenje isključivo jarebicama (prosječna težina - 800 g). Koliko je jarebica trebao pojesti da bi dosegao masu jednogodišnje lisice? Koje je povećanje biomase proizvođača bilo potrebno za to? Koja je površina (u ha) dovoljna za hranjenje jedne lisice ako je produktivnost biljne biomase 2 t/ha?

Odluka.

Napravimo lanac ishrane za ovaj teritorij, s obzirom da su jarebice pretežno biljojedi:

biljka $→$ jarebica $→$ lisica.

Izračunajmo koliko je kilograma lisica dobila tijekom godine, jedući jarebice:

$(∆m)↙(lisice)=20,5kg-0,5kg=20kg$

Prema pravilu ekološke piramide, da bi dobio takvu masu, trebao je pojesti 10 puta više jarebica:

$(m)↙(jarebice)=(∆m)↙(lisice) 10 = 20 10 = 200 $ kg.

Odredimo broj jarebica potrebnih za hranjenje lisice:

$(n)↙(jarebice)=((m)↙(jarebice))/((m)↙(jarebice)) = (200kg)/(0,8kg) = 250$ (jarebice).

Sada odredimo, prema pravilu ekološke piramide, kolika je biomasa proizvođača bila potrebna za hranjenje 200 kg jarebica:

$(m)↙(proizvođači)=(m)↙(jarebica) 10 = 200 kg 10 = 2000 $ kg.

Izračunajmo površinu potrebnu za opstanak jarebica i lisica, uzimajući u obzir produktivnost ovog ekosustava (2000 kg/ha):

$S=((m)↙(proizvođači))/produktivnost = (200kg)/(2000(kg)/(ha)) = 1$ ha.

Odgovor: za prehranu jedne lisice potrebno je 250 jarebica koje troše 2000 kg biljne biomase. Za hranjenje jedne lisice dovoljan je 1 hektar teritorija.

Raznolikost ekosustava (biogeocenoze). Samorazvoj i promjena ekosustava. Stabilnost i dinamika ekosustava. Biološka raznolikost, samoregulacija i kruženje tvari temelj su održivog razvoja ekosustava. Uzroci stabilnosti i promjene ekosustava. Promjene ekosustava pod utjecajem ljudskih aktivnosti. Agroekosustavi, glavne razlike od prirodnih ekosustava

Raznolikost ekosustava (biogeocenoze)

Biomi

Naizgled beskrajna raznolikost biogeocenoza našeg planeta, na temelju nekoliko ekoloških kriterija, može se svesti na nekoliko glavnih tipova ograničenih na određene krajobrazne i klimatske zone. Te specifične zbirke različitih skupina organizama i njihovih staništa nazivaju se biome. Značajke staništa, koje ostavljaju pečat na prirodu procesa koji se odvijaju u biogeocenozi, kao i na njegovu vrstu i prostornu strukturu, omogućuju pripisivanje bioma tlo (zemljište) ili voda.

Glavni kopneni ekosustavi

Klasifikacija kopnenih ekosustava temelji se, prije svega, na tipu vegetacijskog pokrivača određenog kopnenog područja, što omogućuje razlikovanje pustinjskih, travnatih i šumskih biogeocenoza. Pustinjski ekosustavi se, pak, dijele na tropske, umjerene i hladne, travnate - na savane, prerije, stepe i tundre, a šumske - na tropske prašume, listopadne šume umjerenih širina itd.

pustinje. Do pustinje obuhvaćaju područja gdje količina oborina ne prelazi 250 mm godišnje, a isparavanje vlage je puno veće od količine oborine. Ovi ekosustavi pokrivaju oko 30% kopnene površine u gotovo svim geografskim širinama Zemlje, od tropske Atacame i Južne Sahare do ledenih pustinja Antarktika.

Iznimno teški uvjeti života u pustinjama uvjetuju oskudnost i oskudnost vegetacijskog pokrivača, što je pak razlog izrazito niske produktivnosti ovih ekosustava i pridonosi stvaranju kratkih lanaca ishrane u njima. Dakle, u pustinjama Sjeverne Amerike dominiraju kaktusi, a kojoti i jastrebovi su najveći potrošači.

Krhkost života u pustinjama zahtijeva posebnu pozornost na njihovu zaštitu, jer ispaša i terenska motorna vozila dovode do ozbiljnih poremećaja ovih ekosustava.

Ekosustavi u kojima prevladava travnati pokrivač karakteristični su za područja u kojima su oborine veće, a vlaga se djelomično zadržava u tlu. Nalaze se uglavnom u tropskim, umjerenim i subarktičkim zonama planeta.

Tropski travnati ekosustavi, ili savane, tvore široke trake s obje strane ekvatora. U tim su krajevima prosječne temperature prilično visoke, a oborine padaju uglavnom u proljeće ili ljeto, dok ih u ostalo vrijeme nema (sušna sezona). Osim trava i drugih zeljastih biljaka, u savanama se mogu naći i rijetka stabla poput baobaba i kišobrana bagrema. Fauna tropskih travnatih ekosustava, koju predstavljaju slonovi, nosorozi, žirafe, antilope, lavovi, razni glodavci, lagomorfi, mnoge ptice itd., zimi je obogaćena pticama koje migriraju iz Euroazije. No, unatoč činjenici da je produktivnost savana i njihova raznolikost vrsta veća od pustinja, te bi trebale biti održivije, savane nisu ništa manje pod utjecajem antropogenih čimbenika, poput prekomjerne ispaše i požara.

Biljni ekosustavi umjerenih geografskih širina zauzimaju većinu unutrašnjih područja kontinenata. U Euroaziji se zovu stepe, u Sjevernoj Americi - prerijama, na jugu pampa i llanos, u Južnoj Africi velds. Unatoč vjetrovima koji gotovo neprestano pušu, koji doprinose isparavanju vlage, dio se zbog gustog vegetacijskog pokrivača još uvijek zadržava u tlu. U flori ovih ekosustava dosta su zastupljene žitarice poput pampas trave, perjanice i dr. Ranije su se u njima nalazili i veliki sisavci poput bizona, tura, saiga, kulana i dr. grabežljivo istrebljenje ovih životinja, a kasnije i oranje prerija i stepa doveli su do degradacije biogeocenoza, praćene erozijom tla i prašnim olujama.

Na istim geografskim širinama, u područjima s boljom vlagom, češće u poplavnim ravnicama, u brdovitim područjima i na šumskim proplancima, nalazi se još jedna vrsta travnatih ekosustava - livade. Njihov vegetacijski pokrov karakterizira obilje višegodišnjih trava, uglavnom trava i šaša.

Polarni ekosustavi trave, ili tundra, koji se nalazi u subarktičkoj zoni. Veći dio godine prekriveni su snijegom i ledom, iako na ovim područjima ima malo oborina, a padaju uglavnom u obliku snijega. Zime u tundri su duge i oštre, jer je učinak niskih temperatura pogoršan gotovo konstantnim olujnim vjetrovima. Sloj tla tundre vezan je permafrostom, a čak se i ljeti tlo otapa za najviše 1 m, ali u isto vrijeme ostaje prezasićeno vlagom. Vegetacijski pokrivač ovdje uglavnom čine mahovine i lišajevi, te vrijesak, sjeverna linnaea i druge, iako se nalaze i puzave drvenaste biljke, poput patuljastih vrba i breza. Fauna tundre također nije bogata, predstavljaju je polarni medvjedi, arktičke lisice, vukodlake, sobovi, lemingi, polarne guske koje stižu ljeti, lubenice, pomornice, itd. Ovdje su u izobilju i insekti koji sišu krv - mušice, mušice koje grizu, komarci.

Nedostatak vrstnog sastava, niske stope rasta vegetacije, sporo raspadanje organske tvari, mala debljina tla ili potpuni nedostatak na dijelu teritorija ugrožavaju nastavak postojanja ekosustava zbog intenzivnog iskorištavanja prirodnih resursa (proizvodnja nafte i plina). ) u ovim područjima.

Šumski ekosustavi u kojima prevladavaju drvenaste biljke nalaze se u područjima zemaljske kugle s više ili manje stabilnim vremenskim uvjetima i gotovo ujednačenim oborinama tijekom cijele godine.

Tropske prašumeširoko rasprostranjena u ekvatorijalnim područjima, karakterizirana manje-više stabilnim, umjereno visokim prosječnim godišnjim temperaturama, kao i značajnom količinom oborina, koje određuju vlažnost zraka, koja doseže i do 100%. Za vlažne šume tipično je prevladavanje velikih zimzelenih stabala, dok travnati sloj ovdje praktički nije izražen zbog visokog stupnja gustoće krošnje. Unatoč vrlo visokoj produktivnosti takvih ekosustava, stvaranje plodnog sloja tla u njima je vrlo teško zbog iznimno brze obrade biljne stelje i drugih organskih ostataka bakterijama i gljivama, kao i relativno lakog ispiranja biogenih elemenata. pod pljuskovima, osobito u poremećenim područjima.

Biocenozu vlažne tropske šume karakterizira najveća raznolikost visokospecijaliziranih biljnih i životinjskih vrsta među kopnenim biogeocenozama, od kojih svaka zauzima strogo određeno mjesto u hranidbenim mrežama. Istodobno, neravnoteža u ekosustavu vlažne tropske šume uslijed sječe, polaganja cesta i sl. dovodi do nepovratnih procesa. Ova vrsta biogeocenoza tim više zahtijeva pažljivu zaštitu, jer je, primjerice, amazonska selva jedan od najvažnijih izvora kisika na planetu.

Listopadne šume umjerene geografske širine tvore vegetacijski pokrivač u područjima s dobro izraženom sezonskom dinamikom i ujednačenim oborinama tijekom cijele godine. Unatoč činjenici da je ljeto ovdje prilično dugo, a zima nije previše oštra, klima na ovim geografskim širinama je prilično hladna ili umjereno vruća. Značajna raznolikost vrsta flore i faune u listopadnim šumama uvjetuje složenost hranidbenih lanaca i stabilnost biogeocenoze u cjelini, što zauzvrat pridonosi njihovom brzom oporavku u slučaju različitih antropogenih poremećaja.

Sjeverne četinjača, ili borealne šume (tajga), karakteristične su za južnije regije subarktičkog pojasa od tundre. Ljeta su ovdje relativno kratka i prohladna, dok su zime duge i prilično oštre, a količina oborina tijekom godine je mala (250-500 mm godišnje). U usporedbi s drugim šumskim ekosustavima, tajga je jedna od najmanje poremećenih biogeocenoza, unatoč intenzivnoj sječi, branju gljiva i bobica te lovu na krzno.

Uz geografsku širinu, na Zemlji je izražena i visinska zonalnost, koja je određena ne samo i ne toliko intenzitetom sunčevog zračenja, koliko kutom upada sunčevih zraka, temperaturnim razlikama, dostupnošću vlage i drugim čimbenicima. . Stoga ovdje postoje šumski, livadski i pustinjski ekosustavi. Za planine su karakteristične vrste životinja i biljaka kao što su, na primjer, rumun, galijska ljubičica, muflon, snježni leopard itd.

Glavni vodeni ekosustavi

Klasifikacija vodenih biogeocenoza u velikoj je mjeri određena karakteristikama staništa, odnosno salinitetom, dubinom prodiranja sunčeve svjetlosti, koncentracijom otopljenog kisika, dostupnošću hranjivih tvari i temperaturom. Predstavljaju ih oceani i mora, kao i kontinentalna vodena tijela - rijeke i potoci, jezera i močvare.

Oceani i mora. U oceanima i morima mogu se razlikovati dvije glavne zone: obalna zona i zona otvorenog oceana. Obalni pojas oceana predstavljen je relativno toplim, hranjivim tvarima bogatim plitkim vodama, koje zauzimaju oko 10% površine oceana između linije plime na kopnu i epikontinentalnog pojasa. Obalni vodeni ekosustavi najproduktivniji su zbog protoka hranjivih tvari iz dna i kopna, što određuje koncentraciju od 90% biomase oceanskih biljaka i životinja ovdje. Obalno područje prvenstveno uključuje estuarije i koraljne grebene.

Estuari- to su mjesta gdje se rijeke i potoci ulijevaju u ocean, a karakterizira ih niska slanost i povećan unos biogenih elemenata, što određuje značajnu produktivnost ovih ekosustava.

koraljni grebeni, raspoređeni u obalnim zonama oceana u toplim tropskim i suptropskim širinama, tijekom milijuna godina tvore najsloženije ekosustave, poput atola Tihog oceana i Velikog koraljnog grebena u Australiji. Karakterizira ih značajna vrsta raznolikosti flore i faune.

Udio otvorenog oceana, čija je granica rub epikontinentalnog pojasa, čini samo oko 10% biomase živih organizama u ovom ekosustavu, budući da je razvoj biljaka u velikoj mjeri ograničen nedostatkom hranjivih tvari i dubinom prodiranja sunčeva svjetlost. Međutim, zbog golemog prostranstva otvorenog oceana, u njemu nastaje značajan dio organske tvari i kisika. Život na otvorenom oceanu uvelike se oslanja na fitoplankton, zbog čega se često nazivaju oceanskim travnjacima.

kontinentalne vode zauzimaju samo oko 2-3% zemljine površine. Prema karakteristikama vodotoka dijele se na stajaće (jezera i močvare) i na tekuće (rijeke i potoci).

Raznolikost vrsta u jezerima ovisi prvenstveno o površini i dubini akumulacije, regionalnim klimatskim uvjetima i kemijskom sastavu vode. U onim slučajevima kada u vodu jezera uđe više mineralnih i organskih tvari nego što može biti uključeno u cirkulaciju ovog ekosustava, proces eutrofikacija- postupno nakupljanje neraspadnutih organskih ostataka, što uzrokuje promjenu biljnih i životinjskih zajednica, postupno plićenje i zarastanje akumulacije.

močvare- to su pretjerano vlažna područja zemljišta, u čijim se gornjim horizontima nakuplja manje-više značajan sloj nerazgrađenih biljnih ostataka koji tvore sloj treseta. Ovi ekosustavi zauzimaju oko 350 milijuna hektara u gotovo svim krajobraznim i geografskim zonama Zemlje.

Močvare obavljaju izuzetno važne funkcije povezane s nakupljanjem nerazgrađenih organskih tvari koje potom stvaraju treset, kao i s pročišćavanjem voda koje potom ulaze u rijeke, jezera, mora, podzemne vode, od mineralnih i organskih tvari. Poput tropskih prašuma i estuarija, one su među najproduktivnijim ekosustavima.

U protočnim ekosustavima, osim protoka koji određuje značajke formiranja biljnih i životinjskih zajednica, te poboljšava opskrbu kisikom i pomaže u održavanju manje ili više stalne temperature, dodatni čimbenici su opskrba organskim tvarima i hranjivim tvarima. , posebice s kućnim i industrijskim otpadnim vodama. Raznolikost vrsta flore i faune postupno raste od izvora do ušća, osim toga, duž tokova nizinskih rijeka formira se i fauna obalnih padina.

Siromaštvo baze hrane u tekućim vodama doprinosi stvaranju prehrambenih mreža, budući da su mnoge životinje svejedi, jedu ne samo biljke i životinje, već i detritus. Intenzivna ljudska gospodarska aktivnost dovela je do značajne promjene lica planeta i narušavanja značajnog dijela prirodnih ekosustava planeta, povijesno nastalih pod utjecajem geoloških i klimatskih čimbenika, te stvaranja umjetnih, uključujući agrocenoze.

Samorazvoj i promjena ekosustava

Ljudski život je u većini slučajeva prekratak i odvija se u okolini koju je stvorio čovjek da bi uhvatio promjene koje se događaju u ekosustavima. Najvidljivije su na napuštenim seoskim cestama koje prvo preuzimaju biljke otporne na gaženje kao što su trputac, zatim ovdje prevladava kukolj (dvornica), a na kraju ih zamjenjuju jednogodišnje trave, koje pak tjeraju trajnice. Za 10-15 godina samo će uvježbano oko po sastavu vegetacije moći razaznati kuda je prolazila ova cesta.

Promjene se ne događaju samo u poremećenim ekosustavima, već su im podložni i već formirani. Dakle, poplavno jezero s lopočima koje nam se u djetinjstvu činilo čistim, nakon niza godina, ispada jako zagađeno. Obraslo je trskom i rogozom, u njemu se razmnožavaju alge i potopljeno vodeno bilje, a jezero se postupno pretvara u močvaru. To je zbog činjenice da populacije prisutne u biocenozi mijenjaju stanište, čime se stvaraju uvjeti za nastanak i širenje novih vrsta koje se s vremenom umnožavaju, zauzimaju sve više novih područja, te na kraju zauzimaju dominantno mjesto. položaj u novoj zajednici.

Promjene u biogeocenozama mogu biti usmjerene i na obnovu i na promjenu samih ekosustava. Razlozi ovih promjena najčešće leže u samim biogeocenozama, a sukcesivne promjene zajednica na jednom području nazivaju se samorazvojem biogeocenoze.

Održivost i dinamika ekosustava

Kao i svaki sustav, i ekosustav ima određeni puferski kapacitet, odnosno nastoji minimizirati posljedice poremećenih utjecaja na račun unutarnjih rezervi (Le Chatelier-Brownov princip), uključujući i posljedice ljudske aktivnosti.

Ekosustavi koji postoje stotinama i tisućama godina, kao što su tropske prašume, nisu očuvane formacije, njih karakterizira stanje pokretne ravnoteže. To najbolje pokazuju dnevne, sezonske i dugoročne promjene u zajednicama, primjeri kojih su kretanje biljaka, opadanje lišća, migracije životinja itd.

U vlažnim tropskim šumama upečatljiva je iznimna raznolikost vrstnog sastava flore i faune, koja u slučaju nestanka jedne vrste dopušta da na njezino mjesto zauzme dupler, koji čak može pripadati nekoj drugoj sustavnoj skupini, pa tako lanci ishrane u takvom ekosustavu praktički nisu poremećeni ako nema utjecaja.prejaki. Odsutnost ekološkog dupliciranja dovodi do prekida trofičkih lanaca, neravnoteže biotičkih i abiotičkih komponenti i, u konačnici, do promjene biogeocenoze.

Glavni proizvođači ove biogeocenoze - biljke - zauzimaju različite slojeve, što im omogućuje najučinkovitije korištenje sunčeve svjetlosti, pa su tropske šume vrlo produktivne. Međutim, do nakupljanja organskih ostataka u tropskim vlažnim šumama ne dolazi zbog njihovog brzog uništavanja od strane razlagača. Stabilnost trofičke strukture zajednice, u kojoj lanci pašnjaka nisu zamijenjeni lancima ispaše, dodatni je čimbenik stabilnosti ovog ekosustava.

Ništa manje značajno za očuvanje biogeocenoze nije dugotrajno izostanak oštrih fluktuacija klimatskih čimbenika, poput globalnog zatopljenja ili glacijacije.

Dakle, stabilnost ekosustava osigurava raznolikost vrsta flore i faune, sposobnost samoregulacije obilja sastavnica cjelokupne biocenoze ograničavanjem broja jedinki u populacijama, visokom primarnom produktivnošću, odsutnošću neiskorištenih organskih ostataka, te stabilnost klimatskih čimbenika.

Ipak, zajednice se stalno mijenjaju: manje stabilnu zajednicu zamjenjuje stabilnija. Razlozi za ove promjene mogu se nalaziti i izvan zajednice (klimatske fluktuacije, antropogene transformacije) i unutar njih (smanjenje raznolikosti vrsta, poremećaj samoregulacije, nakupljanje mrtvih organskih ostataka u okolišu). Vremenski okviri promjene uvelike variraju. Ako vanjski čimbenici ostanu relativno stabilni, tada će se zajednica razviti od takozvanog pionirskog stanja (na goloj zemlji ili u beživotnom rezervoaru) do zrelog ili vrhunca.

Ekosustav se razvija prirodno, te su promjene povezane s vremenskim promjenama strukture vrste i procesa koji se odvijaju u zajednici. Često ih kontrolira sama zajednica, budući da se stanište aktivno mijenja pod djelovanjem zajednice. Dakle, zajednica je ta koja postavlja granice unutar kojih će se promjena dogoditi.

sukcesija- ovo je promjena vremena nekih biogeocenoza od strane drugih na određenom području zemljine površine.

Slijed ekosustava koji se međusobno zamjenjuju na istom teritoriju naziva se sukcesijski red, ili niz biogeocenoza. Bakterije i alge, koje stvaraju organsku tvar, prve se naseljavaju na područja koja još nisu promijenjena djelovanjem živih bića. Slijedeći ih, lišajevi se naseljavaju na novo mjesto, uništavajući čak i kamenje svojim izlučevinama (organskim kiselinama) i doprinoseći procesima stvaranja tla. Ova faza razvoja ekosustava naziva se pionir(početno) zajednica.

Tada se mogu pojaviti jednogodišnje zeljaste biljke koje zamjenjuju trajnice, a zatim grmlje i drveće. Kratkovječna stabla naknadno se zamjenjuju dugovječnima. Takve posredne zajednice nazivaju se privremeni.

Postiže se uzastopnom promjenom faza razvoja zajednice veća ili manja ravnoteža označava formiranje vrhunske (autohtone, konačne, zrele) zajednice. Zajednica klimaksa smatra se najsloženijom, heterogenom i najproduktivnijom od svih onih koje stabilno postoje u ovim zemljišno-klimatskim uvjetima. Njegovo se stanje može neznatno mijenjati tijekom dana, u različitim godišnjim dobima, u dugoročnoj perspektivi, ali u načelu zajednica ostaje stabilna ako ne doživi katastrofalne vanjske utjecaje poput vulkanske erupcije, požara ili intenzivnog krčenja šuma od strane čovjeka. . Uz snažnu intervenciju zajednice, ostat će samo slučajno preživjeli organizmi i mrtve organske tvari, a započet će novi niz promjena koje će dovesti do obnavljanja vrhunca. Međutim, zajednica vrhunca također nije vječna, jer nagle promjene uvjeta okoliša mogu dovesti do njezine zamjene drugom, prilagođenijom.

Ovisno o uvjetima njegova tijeka, razlikuju se primarne i sekundarne sukcesije.

primarna sukcesija je proces promjene zajednica u prethodno nenaseljenim područjima, na primjer, na pješčanim dinama, na obalama jezera ili mora, na tokovima lave ili beživotnim stijenama izloženim tijekom izdizanja kopnenih područja, kao što je gore opisano. Najčešće se na takvim područjima prvo naseljavaju fotosintetske bakterije i lišajevi, zatim mahovine, koje zamjenjuju jednogodišnje i višegodišnje trave, grmlje, brzorastuća i sporo rastuća stabla.

sekundarna sukcesija javlja se na mjestima gdje je prethodna zajednica bila uništena nekim snažnim čimbenicima, ali su tlo i organska tvar očuvana. Na primjer, u zoni isključenja nuklearne elektrane Černobil, odakle su ljudi preseljeni, na poljima se događa sekundarna sukcesija. Isprva su ih zauzeli jednogodišnji korovi, koje su brzo zamijenile jednogodišnje i višegodišnje trave te kompozitorice, da bi nakon nekoliko godina među njima iznikle mlade breze, jasike i borovi, koje će s vremenom zamijeniti smreka ili hrast. Sekundarne sukcesije najčešće su usmjerene na obnovu zajednice vrhunca, ali to nije moguće, primjerice, u tropskim prašumama.

sukcesija uzrokovane prirodnim (prirodnim) ili antropogenim čimbenicima. Prirodni čimbenici su masovna reprodukcija životinja, kao što su lemingi u tundri, brzo širenje biljaka, najčešće uvezenih s drugih mjesta, prirodne katastrofe (požari, vjetrovi, poplave) itd.

Biološka raznolikost, samoregulacija i kruženje tvari temelj su održivog razvoja ekosustava. Uzroci održivosti i promjene ekosustava

Proučavanje održivih prirodnih ekosustava pokazuje da sve skupine organizama u njima (proizvođači, potrošači i razlagači) međusobno usko međusobno djeluju, koordinirajući tokove tvari i energije. Njihovo zajedničko funkcioniranje ne samo da održava strukturu i cjelovitost ekosustava, već ima i značajan utjecaj na abiotske komponente biotopa. To se posebno dobro očituje u vodenim ekosustavima, gdje postoje skupine organizama koji se hrane filterom, poput malog rakova epishura u jezeru. Bajkal, koji osigurava pročišćavanje svojih voda.

Raznolikost uvjeta unutar ekosustava, karakteristična za prirodne biogeocenoze, u pravilu uvjetuje veću raznolikost vrsta zajednice. Štoviše, što više vrsta ekosustav sadrži, manje jedinki sadrži odgovarajuće populacije vrsta.

Kao što je već spomenuto, u biocenozama tropskih šuma, s velikom raznolikošću vrsta, populacije su relativno male. Naprotiv, u sustavima s niskom raznolikošću vrsta (biocenoze pustinja, suhe stepe, tundra) neke populacije dosežu veliki broj.

Bogatstvo flore, faune i mikrokozmosa ekosustava proširuje mogućnosti samoregulacije broja pojedinih populacija u biogeocenozi, budući da izumrlu vrstu zamjenjuje vrsta sa sličnom ekološkom nišom. Zamjenjiva vrsta je obično manje specijalizirana, ali prilagodljivija. Dakle, kopitare u stepi zamjenjuju glodavci; u plitkim jezerima i močvarama rode i čaplje zamjenjuju čaplje itd. U ovom slučaju odlučujuću ulogu ne igra sustavni položaj, već blizina ekoloških funkcija organizama. Istodobno, povećanje broja jedinki jedne od populacija popraćeno je povećanjem intraspecifične i interspecifične borbe.

Međutim, biogeocenoze koje karakterizira obilje vrsta nisu zaleđeni sustavi, jer se odavno računa da nestanak jedne biljne vrste povlači smrt deset s njom povezanih životinjskih vrsta, stoga ekosustav koji je izgubio nekoliko vrsta nije isto, ali prelazi u novo ravnotežno stanje.

Ekosustavi s niskom raznolikošću vrsta podložni su velikim fluktuacijama u obilju dominantnih vrsta, što se događa u tundri i pustinjama, a posebno u agrobiogeocenozama s monokulturama koje iskorištava čovjek. Takva nestabilnost posljedica je jednostavnosti prehrambenih lanaca i ograničenih mogućnosti samoregulacije.

Ipak, i tundre i pustinje, u nedostatku intenzivnog antropogenog pritiska, sposobne su za dugotrajno postojanje, dok agroekosustavi potpuno degradiraju bez ljudske intervencije. Jedan od glavnih razloga nestabilnosti agroekosustava je poremećaj prirodnih tokova tvari i energije od strane čovjeka, budući da on dio energije doprinosi biogeocenozi gnojivima, a značajan dio organske tvari povlači za svoje potrebe. U tropskim šumama većina biogenih elemenata nalazi se u živim organizmima, koji se zbog aktivnosti razlagača odmah ponovno uključuju u ciklus.

Konstantnost najvažnijih parametara okoliša često se naziva homeostaza ekosustava. Stabilnost ekosustava je, u pravilu, veća, što je veća njegova veličina i bogatiji i raznolikiji sastav vrsta i populacije, to je veća sposobnost samoregulacije i što je ciklus tvari u njemu potpuniji. U nastojanju da održe homeostazu, ekosustavi su ipak sposobni za promjenu, razvoj i prijelaz iz jednostavnijih u složenije oblike.

Promjene u ekosustavima pod utjecajem ljudskih aktivnosti

Ljudska gospodarska aktivnost jedan je od najznačajnijih čimbenika koji utječu na ekosustave. Dugo je vršio pritisak na ekosustave, ali tek u posljednja dva stoljeća posljedice te aktivnosti postale su katastrofalne, zbog čega na Zemlji praktički više nema netaknutih teritorija.

Promjene u ekosustavima pod utjecajem ljudskih aktivnosti događaju se puno brže nego pod utjecajem drugih čimbenika, ponekad su općenito katastrofalne, kao što su krčenje šuma, oranje zemljišta, izgradnja brana i stvaranje akumulacija, isušivanje močvara itd. .

Međutim, čak ni tako oštri utjecaji ne dovode do dalekosežnih posljedica. Primjerice, na livadama gdje se stoka redovito paše, zbog gaženja, izjedanja pojedinih biljnih vrsta i nakupljanja izmeta, neke biljne i životinjske vrste istiskuju druge, a prethodno cvjetala livada postaje od male vrijednosti. njegove kvalitete. Unošenje jedne strane vrste na teritorij može dovesti do ekološke katastrofe. Dakle, zbog uvoza koza početkom 16. stoljeća na oko. Sveta Helena, sačuvan je jedini primjerak biljke na svijetu Trochetia erytroxylon da ne spominjemo zečeve i kaktuse u Australiji, sivog štakora u Europi itd.

Čak i obična šetnja šumom dovodi do promjene okoliša, jer se oštećuju biljke travnatog sloja i podrast, nestaju sakupljene gljive, bobice i cvjetnice, gaženje je popraćeno zbijenošću tla i otežanim rastom korijena i rizoma, a šumsko bilje zamjenjuju se livadskim.

Agroekosustavi, njihove glavne razlike od prirodnih ekosustava

Za razliku od prirodnih ekosustava – šume, livade, jezera, rijeke, močvare, biogeocenoze koje je stvorio čovjek nazivaju se Umjetna kao što su parkovi, vjetrobrani, rezervoari, ribnjaci itd. To uključuje agrobiogeocenozama, ili agroekosustavi— Ekosustavi stvoreni za proizvodnju poljoprivrednih proizvoda i umjetno održavani od strane ljudi. Kao agrocenoze smatraju se uglavnom polja, povrtnjaci, voćnjaci, pašnjaci, a ponekad i parkovi, ribnjaci i dr. Oko 10% površine zemljišta zauzimaju agroekosustavi, dok samo šest biljnih vrsta koje se na njima uzgajaju čine 80% ukupne površine zemljišta. dijetalna prehrana čovječanstva.

Kao iu prirodnim ekosustavima, u njima postoje proizvođači, potrošači i razlagači. Proizvođači u agroekosustavima su biljke koje su interesantne čovjeku sa stajališta njegovih gospodarskih potreba (pšenica, krumpir, soja, lan i dr.), potrošači su kukci, ptice, zečevi, lisice i dr., a razlagači su gljivice i bakterije. Dakle, kao i prirodni ekosustavi, agrobiogeocenoze se odlikuju raznolikošću vrsta i imaju izraženu trofičku strukturu.

Uz zajednička obilježja, agroekosustavi imaju i niz razlika od prirodnih ekosustava, budući da se najčešće na poljima uzgaja samo jedna biljna vrsta, što dovodi do znatno niže raznolikosti vrsta ostalih skupina organizama. Osim sunčeve energije, agrobiogeocenoze koriste i energiju koju čovjek unosi u obliku gnojiva, ali čovjek odstranjuje i dio organske tvari, te stoga procesi akumulacije prevladavaju nad mineralizacijom.

Reguliranje ove vrste biogeocenoze također je prerogativ osobe koja ne samo da se bori protiv korova i štetnika, već i obavlja melioracijske radove, primjenjuje gnojiva za povećanje prinosa, zamjenjuje biljne sorte i vrste koje se uzgajaju na istom mjestu itd., stvarajući najpovoljniji uvjeti samo za biljne vrste koje ga zanimaju.

Općenito, agroekosustavi su nestabilni i ne mogu postojati bez ljudske intervencije, budući da je u procesu uzgoja usjeva otpornost na čimbenike okoliša žrtvovana radi produktivnosti, a rezultat niske raznolikosti vrsta je nedostatak dupliciranja ekoloških niša i krhkost hrane. mreže. Stoga će biljke agrocenoza u slučaju izuzimanja ovih zemljišta iz poljoprivrednog prometa brzo biti zamijenjene korovima, a sekundarna sukcesija će se promatrati na napuštenim oranicama.

Biosfera je globalni ekosustav. Učenje VI Vernadskog o biosferi. Živa tvar, njezine funkcije. Značajke distribucije biomase na Zemlji. Biološka cirkulacija i transformacija energije u biosferi, uloga organizama različitih kraljevstava u njoj. Evolucija biosfere

Biosfera – globalni ekosustav

Biosfera- područje postojanja i vitalne aktivnosti živih organizama, koje prožima donje slojeve atmosfere, cijelu hidrosferu i gornji dio litosfere.

Osim staništa, pojam biosfere uključuje cjelokupni skup živih organizama koji ga nastanjuju i osiguravaju njegovo funkcioniranje. Biosfera se također može smatrati višerazinskim sustavom elementarnih ekosustava - biogeocenoza.

Raspodjela života u geografskim omotačima Zemlje ovisi o nizu čimbenika. Dakle, u atmosferi povećanje sile zemljine gravitacije kako se približava Zemlji i slabljenje kozmičkog zračenja ozonskim zaslonom određuju prisutnost uvjeta pogodnih za život unutar 20 km nadmorske visine. U hidrosferi su pronađena živa bića do dubine od 11 km ili više (Marijanski rov). U litosferi prodiru do dubine od 5-6 km (u prosjeku do 2-3 km).

Sposobnost biosfere kao otvorenog sustava, ovisnog o opskrbi energijom izvana, da uhvati i propušta protok energije, kao i kruženje tvari na planetu, čini je globalnim ekosustavom.

Veliki ciklusi tvari na razini biosfere, koji su skup malih ciklusa i predstavljaju skup načina kretanja tvari kroz žive organizme i njihovo stanište, nazivaju se biogeokemijskih ciklusa. Biogeokemijski ciklusi su mnogo zatvoreniji od malih ciklusa na razini biogeocenoza. Nepotpuno zatvaranje biogeokemijskih ciklusa (95-98%) odigralo je veliku ulogu u akumulaciji biogenih elemenata u zemljinoj kori.

Faze raznih biogeokemijskih ciklusa odvijaju se različitom brzinom i nemoguće je postići potpuno ponavljanje svakog ciklusa, budući da je cijela priroda neprestano u procesu promjene. Ipak, svi biogeokemijski ciklusi u prirodi međusobno su povezani i osiguravaju postojanje života.

Biogeokemijski ciklusi nalikuju kotačima vodenog mlina, koji pod utjecajem protoka energije Sunca osiguravaju kretanje, modificiranje i preraspodjelu energije i tvari u biosferi. Sam pojam "biogeokemijski ciklus" uveo je početkom 20. stoljeća V. I. Vernadsky.

"Oštrice" na "kotačima" biogeokemijskih ciklusa su različite ekološke skupine organizama - proizvođači, potrošači i razlagači, čiji omjer u biosferi određuje i hvatanje sunčeve energije i potpunost prometa tvari. Da bi se osigurao održiv protok energije i kruženje tvari u biosferi, neophodna je ne samo raznolikost vrsta organizama, već i samoregulacija ovog globalnog ekosustava zbog postojanja brojnih izravnih i povratnih veza.

Pojam "biosfera" u značenju "zona života" i vanjska ljuska Zemlje prvi je upotrijebio J. B. Lamarck 1802., ali je njegovo tumačenje, blisko modernom, 1875. predložio austrijski znanstvenik E. Suess.

Učenje V. I. Vernadskog o biosferi i noosferi

Razvoj doktrine o biosferi kao složenom višekomponentnom planetarnom sustavu značajnih međusobno povezanih bioloških kompleksa, kao i kemijskih i geoloških procesa koji se odvijaju na Zemlji, zasluga je velikog ruskog znanstvenika V. I. Vernadskog (1864.-1945.). Za razliku od drugih sfera Zemlje, unutar biosfere, najmoćniji geološki čimbenik koji transformira globalni ekosustav su živi organizmi koji osiguravaju usmjeren protok energije i funkcioniranje biogeokemijskih ciklusa.

Prema teoriji V. I. Vernadskog, biosfera se sastoji od četiri komponente: živih, biogenih, bio-inertnih i inertnih tvari.

Živa materija je ukupnost živih organizama.

Hranjivo je niz organskih ostataka, uključujući i one nepotpuno razgrađene (detritus, treset, ugljen, nafta i plin biogenog podrijetla).

Bio-inertna tvar- to su već razne mješavine biogenih tvari s mineralnim stijenama abiogenog podrijetla (tlo, mulj, prirodne vode, plinski i uljni škriljevci, bitumenski pijesci, dio sedimentnih karbonata).

inertna tvar Predstavljena je raznim abiotičkim komponentama na koje ne utječe izravni biogeokemijski utjecaj organizama (stijene, minerali, sedimenti itd.).

Unatoč činjenici da je čovječanstvo dio biosfere, u posljednja dva stoljeća ono je postalo ništa manje moćan geološki čimbenik od svih ostalih živih tvari. S tim u vezi, francuski filozof E. Leroy je 1927. uveo pojam "noosfera" u značenju već postojećeg "sloja mišljenja". Međutim, prema doktrini noosfere, koju je također razvio V. I. Vernadsky, noosfera- ovo je najviša faza u razvoju zemaljske prirode, rezultat zajedničke evolucije prirode i društva, koju vodi čovjek; budućnost biosfere, kada će zahvaljujući racionalnoj aktivnosti i moći čovjeka dobiti novu funkciju – funkciju skladne stabilizacije uvjeta života na planetu. Prema V. I. Vernadskyju, glavni cilj u izgradnji noosfere je nepromjenjivost vrste biosfere u kojoj je osoba kao vrsta nastala i može postojati, zadržavajući svoje zdravlje i način života.

Dobu noosfere trebala bi prethoditi duboka socio-ekonomska reorganizacija društva, promjena njegove vrijednosne orijentacije. Ideje V. I. Vernadskog o mogućnosti u budućnosti postizanja stanja autotrofije kao sredstva neovisnosti od organskih resursa pridružene su ideji noosfere.

Unatoč činjenici da mnogi autori noosferu ne odnose na budućnost, već je smatraju vrlo bliskom ili već formiranom, ako uzmemo u obzir destruktivnu ljudsku gospodarsku aktivnost koja još uvijek traje, noosfera je hipotetska faza u razvoju biosfere. , kada će u budućnosti racionalna aktivnost ljudi postati glavni odlučujući čimbenik njezina održivog razvoja.

Harmonija antropogenih aktivnosti čovjeka i prirode moguć je samo kontroliranjem populacije čovječanstva, ograničavanjem prekomjernih potreba ljudi, racionalizacijom korištenja prirodnih resursa, korištenjem isključivo ekološki prihvatljivih industrijskih tehnologija uz maksimalnu obradu i korištenjem sekundarnih materijalnih i tehnoloških resursa, provedbom globalno ekološko praćenje prirodnog okoliša i sl. .

Živa tvar, njezine funkcije

Ukupnost svih živih organizama na planeti čini biomasu, odnosno živu tvar Zemlje. Njegova suha masa procjenjuje se na otprilike 1,8-2,5 $·$ 10 12 tona. Ova naizgled nevjerojatna količina zapravo iznosi samo 0,01% mase zemljine kore, ali V. I. Vernadsky je također primijetio da na površini zemlje nema druge kemikalije sila koja bi djelovala postojanije, a time i snažnije u svojim konačnim rezultatima, od žive materije.

Doista, uloga živih organizama u procesima koji se odvijaju na planeti je ogromna. Poznato je da je sav kisik u atmosferi biogenog porijekla, ljuske mrtvih morskih i slatkovodnih jednostaničnih organizama su milijunima godina formirale sedimentne stijene poput vapnenca i dijatomita, a bez bakterija, gljivica, algi i jednostaničnih organizama u tlu, stvaranje plodnog sloja tla je nemoguće. Živa tvar godišnje reproducira oko 10% biomase, što je 232,5 $×$ 10 9 tona suhe organske tvari, dok je 46 $×$ 10 9 tona ugljika uključeno u fotosintezu, za koju kroz sebe prođe 170 $×$ 10 9 tona ugljičnog dioksida i 68 $×$ 10 9 tona vode. Osim toga, u proces je uključeno 6 $×$ 10 9 tona dušika, 2 $×$ 10 9 tona fosfora godišnje, kao i tisuće tona kalija, kalcija, magnezija, sumpora, željeza i drugih kemijskih elemenata .

Proučavanje aktivnosti žive tvari omogućilo je V. I. Vernadskyju da identificira devet biogeokemijskih funkcija koje je izvršio, a trenutno uključuju energiju, plin, redoks, koncentraciju, destruktivnu, stvaranje okoliša itd.

Energija- povezana je s osiguravanjem apsorpcije sunčeve energije, njezinog nakupljanja u kemijskim vezama organskih spojeva i prijenosa kroz lance hrane i razgradnje, što u konačnici omogućuje živoj tvari da djeluje kao pokretačka snaga geoloških procesa.

Plin- sastoji se u promjeni plinovitog sastava atmosfere u procesu fotosinteze i disanja. Obavljaju ga biljke i neke bakterije koje u procesu fotosinteze oslobađaju kisik u atmosferu i apsorbiraju ugljični dioksid, dok svi organizmi, bez iznimke, apsorbiraju kisik i oslobađaju ugljični dioksid tijekom disanja. Neke bakterije su tijekom svoje životne aktivnosti sposobne i oslobađati dušik, njegove okside, sumporovodik itd. Zahvaljujući djelovanju živih organizama ne samo da se stvara, nego se i održava stalan sastav atmosfere.

redoks- zbog oksidacije i redukcije raznih elemenata u tlu i hidrosferi od strane živih organizama, što je popraćeno stvaranjem soli, oksida i slobodnih spojeva, te u konačnici vapnenca, boksita i raznih ruda.

koncentracija- povezana sa selektivnim izdvajanjem i akumulacijom kemijskih elemenata (ugljik, vodik, dušik itd.) u živoj tvari. Neki od njih su specifični koncentratori određenih elemenata: mnoge morske alge - jod, ljutika - litij, leća - radij, dijatomeje i žitarice - silicij, koje se potom pretvaraju u mineralne naslage.

destruktivno- očituje se dovršenjem biološkog ciklusa tvari, budući da u procesu vitalne aktivnosti organizama razlagača dolazi do uništavanja (uništavanja) mrtvih ostataka i otpadnih produkata do anorganskih tvari, koje opet mogu biti uključene u biogenu migraciju atoma.

Formiranje okoliša- zbog transformacije sastava okoliša u procesu života biomase, primjerice, formiranja sastava atmosfere, nakupljanja soli u hidrosferi, formiranja tla i regulacije klimatskih promjena.

Značajke distribucije biomase na Zemlji

Unatoč činjenici da se živi organizmi nalaze posvuda u biosferi, kao što je već spomenuto, njihova distribucija u svemiru nipošto nije ujednačena: velika većina života koncentrirana je uglavnom na kopnu, dok je biomasa oceana oko 0,13%, ne da spomenemo atmosferu.

Više od 99% biomase kopnenih organizama su proizvođači (uglavnom biljke), dok potrošači i razlagači čine manje od 1% (životinje i mikroorganizmi). Proizvođači kopna, kako po sustavnoj pripadnosti tako i po biomasi, većinom pripadaju višim biljkama, dok su u oceanu uglavnom male jednostanične alge. No, ni na kopnu ih nema ravnomjerno: najveća raznolikost vrsta, biomasa i produktivnost karakteristični su za tropske prašume i močvare, dok su pustinje praktički beživotne.

U oceanu se uočava drugačija slika: biljke čine oko 6%, a životinje, bakterije i gljive preko 93%. Takav udio proizvođača, potrošača i razlagača također određuje nisku produktivnost otvorenog oceana, čija se prostranstva mogu smatrati polupustinjom. Ipak, ocean je glavni opskrbljivač primarne proizvodnje na planetu zbog svoje velike veličine i činjenice da se značajan dio energije koju proizvođači pohranjuju u obliku kemijskih veza organskih tvari ne troši na životne procese. , ali se taloži na dno.

Biološka cirkulacija i transformacija energije u biosferi, uloga organizama različitih kraljevstava u njoj

Energija i tvari koje dolaze izvana u ekosustave tijekom svog postojanja prolaze kroz brojne promjene i prelaze iz jednog oblika u drugi. Protok energije kroz ekosustav ne može se zatvoriti, budući da sunčeva energija, iako zbog aktivnosti proizvođača prelazi u energiju kemijskih veza, najveći dio se raspršuje tijekom života pojedinih komponenti biogeocenoza, a samo mali dio udio se taloži u obliku mineralnih naslaga (nafta, plin, treset). Energija (solarna i oslobođena u geološkim procesima) pokretačka je snaga kruženja tvari u pojedinim biogeocenozama i biosferi u cjelini.

U kratkim vremenskim razdobljima - od jedne do nekoliko godina - mogu se promatrati gotovo ciklički procesi pretvorbe tvari i pojedinih kemijskih elemenata tijekom proizvodnje resursa i obrade otpada u ekosustavima, dok se u dugotrajnijem roku uočava da ti procesi nisu potpuno zatvoreni, budući da se talože u geosferama Zemlje, a vjetrovi, pljuskovi i sl. prenose u druge biogeocenoze. Međutim, ti mali ciklusi tvari (na razini biogeocenoze) sastavni su dio velikih ciklusa tvari. u ekosustavima više razine, odnosno biogeokemijskim ciklusima.

U kruženju tvari i energije u biogeocenozama vodeću ulogu imaju živi organizmi jer neki od njih (proizvođači) hvataju energiju Sunca i fiksiraju ugljik, kao i dušik, sumpor i fosfor u obliku organskih spojeva, dok drugi ih, naprotiv, koriste (potrošači) i postupno mineraliziraju (razlagači).

U ekosustavima se neprestano odvijaju ciklusi ugljika, dušika, vodika, kisika, sumpora, fosfora i drugih kemijskih elemenata, kao i ciklusi tvari, poput vode.

Ugljični ciklus. Ugljik je jedan od najvažnijih biogenih elemenata koji biljke fiksiraju u procesu fotosinteze u obliku organskih spojeva koje koriste potrošači. U procesu disanja većina organskih spojeva se razgrađuje stvaranjem ugljičnog dioksida, a organske ostatke razgrađuju i mineraliziraju organizmi razlagači. Kao rezultat ova dva procesa, većina ugljičnog dioksida vraća se natrag u atmosferu.

Dio ugljika trenutno se taloži u obliku neraspadnutih organskih ostataka koji tvore plodni sloj tla, a pohranjuju ga biljke koje su živjele prije milijunima godina, formirale su naslage minerala kao što su kameni i smeđi ugljen, nafta, prirodni plin, treset, itd.

U vodenim ekosustavima ugljični dioksid se veže u obliku karbonatnih i hidrokarbonatnih aniona, te može tvoriti netopivi kalcijev karbonat, koji je dio skeleta mnogih protozoa i koelenterata. Kosturi uginulih životinja formiraju sedimentne stijene (kreda, vapnenac) i dugo su isključeni iz cirkulacije, međutim u procesu izgradnje planina izvlače se na površinu, te se uništavaju pod utjecajem biotičkih čimbenika i kao rezultat aktivnosti živih organizama, ponovno su uključeni u nju.

Gospodarska aktivnost čovjeka uvelike utječe na ciklus ugljika u biogeocenozama, uglavnom zbog korištenja neobnovljivih izvora energije – nafte i plina.

Ciklus dušika. Kao i ugljik, dušik je biogeni element koji je dio proteina, nukleinskih kiselina, ATP-a, hitina, niza vitamina itd. U atmosferi je dušik u molekularnom obliku (79% atmosfere), ali je kemijski inertan i ne mogu se apsorbirati izravno biljke. Većinu dušika fiksiraju slobodno živeće i simbiotske bakterije koje fiksiraju dušik (uključujući cijanobakterije), pretvarajući ga u nitrate. Dio dušika dolazi iz atmosfere kao dušikov oksid (IV) koji nastaje tijekom grmljavine.

Biljke preuzimaju nitrate i ugrađuju ih u organske spojeve. Biljni proteini služe kao osnova za ishranu životinja dušikom, međutim, dušične spojeve potonje neprestano izlučuju u procesu života, kao iu procesu razgradnje biljnih i životinjskih ostataka bakterijama i gljivama. Nastali amonijak dijelom koriste razlagači za izgradnju vlastitog tijela, dok se drugi dio pretvara nitrificirajućim bakterijama u nitrate, koje ponovno koriste biljke ili denitrifikacijske bakterije, vraćajući ga u atmosferu. Dio dušika, poput ugljika, dugo je isključen iz cirkulacije, taloži se u dubokomorskim sedimentima.

Krug dušika doživio je značajne promjene zbog korištenja dušikovih gnojiva od strane ljudi, kao i drugih dušičnih spojeva u raznim industrijama, uslijed čega značajne količine dušika ulaze ne samo u polja, već iu zrak i vodene ekosustave.

Ciklus sumpora. Sumpor kao biogeni element dio je nekih aminokiselina i niza drugih važnih organskih spojeva. Većina sumpora se taloži u tlu i morskim sedimentnim stijenama u obliku sulfida i sulfata. Mikroorganizmi pretvaraju sulfide u oblik dostupan biljkama - sulfate. Ostatke biljaka i životinja obrađuju razlagači i osiguravaju povratak sumpora u ciklus.

U sadašnjoj fazi emisija sumpornih spojeva je značajno povećana kao posljedica ljudskih aktivnosti (sagorijevanje ugljena i plina u termoelektranama, ispušni plinovi vozila), što dovodi do stvaranja sumporne kiseline i kiselih kiša, što uzrokuje smrt vegetacije.

Ciklus fosfora. Fosfor je koncentriran u sedimentima nastalim u prošlim geološkim epohama, budući da su mnogi fosfati netopivi. Postupno, fosfor se ipak ispire iz njih i ulazi u ekosustave. Biljke koriste samo dio tog fosfora, dok se većina odnese u vodena tijela i ponovno taloži u obliku sedimentnih stijena.

Ljudska djelatnost napravila je značajne prilagodbe ciklusu ovog kemijskog elementa u vezi s ekstrakcijom morskih plodova i korištenjem ogromne količine fosfornih gnojiva, čiji se značajan dio svake godine ispere s polja.

Neracionalno iskorištavanje prirodnih rezervi fosfora dovodi, na primjer, do geografskih promjena. Na primjer, mala otočna država Nauru u jugozapadnom Tihom oceanu, koja postoji uglavnom zbog vađenja fosforita, uskoro će nestati s lica Zemlje, budući da su se zalihe tih minerala nakupljale stotinama tisuća godina zahvaljujući na izmet ptica selica, gotovo su iscrpljene.

Vodeni ciklus (hidrološki ciklus). Ukupne zalihe vode na planeti iznose oko 1,5 milijardi m 3, a najviše ih je u vodnim tijelima (osobito slanim), dok je atmosfera u njima prilično siromašna. Voda isparava i prenosi se zračnim strujama na znatne udaljenosti. Voda pada na površinu zemlje u obliku oborina, a ne samo da je koriste živa bića, već doprinosi i uništavanju stijena, čini ih pogodnima za život biljaka i mikroorganizama, erodira gornji sloj tla i vraća se duž s kemijskim spojevima otopljenim u njemu i suspendiranom organskom tvari.čestice u vodnim tijelima. Hidrološki ciklus traje oko godinu dana. Krug vode između oceana i kopna najvažnija je karika u održavanju života na Zemlji, jer ne samo da osigurava potrebe organizama za vodom, već i unosi mineralne i organske tvari u vodene ekosustave, zarobljene na kopnu tijekom uništavanja litosfera.

Čovjek je danas snažan geološki čimbenik koji u svom djelovanju koristi gotovo sve elemente, čak i one koji su nužni samo za tehnogeno djelovanje (uran, plutonij itd.). To pridonosi činjenici da se prirodni ciklusi tvari pretvaraju u prirodno-antropogene, budući da osoba ne samo da povlači određene elemente iz cirkulacije, već i ubrzava korištenje nekih od njih.

Evolucija biosfere

Biosfera, kao i svaki drugi ekosustav, nije zamrznuta, pa je u devonskom razdoblju u atmosferi bilo do 30% kisika, a sada - do 21%, osim toga, tijekom proteklih 50 godina, sadržaj ugljičnog dioksida u na to je utjecala gospodarska aktivnost.osoba povećana za 10%. Sam nastanak i povijesni razvoj biosfere usko su povezani s nastankom i evolucijom života na planetu.

U prvoj fazi evolucije biosfere, vodeću ulogu u njoj imali su fizikalno-kemijski procesi povezani s formiranjem Zemlje iz protoplanetarnog oblaka, njezinim zagrijavanjem, migracijom atoma i podjelom litosfere u plašt i jezgre, nastanak hidrosfere, kao i stvaranje sekundarne atmosfere od metana, ugljičnog dioksida, vodene pare i amonijaka, što je stvorilo preduvjete za abiogeno nastanak života.

U budućnosti je živa tvar imala ogroman utjecaj na evoluciju biosfere, koja se sastojala u promjeni sastava atmosfere i njegovom održavanju (pojava kisika, smanjenje koncentracije ugljičnog dioksida, metana itd.) , u reguliranju sastava morskih i slatkih voda, utječući na klimu i plodnost tla, kao i na procese stvaranja sedimenta i razaranja stijena. To je bilo zbog pojave već u prvim fazama razvoja života autotrofnih i heterotrofnih organizama, koji su osiguravali cirkulaciju tvari i protok energije na planetu. Unatoč činjenici da prirodne geološke i klimatske promjene na planetu također i dalje igraju važnu ulogu u procesima koji se odvijaju na planetu, živa tvar je vodeći geokemijski čimbenik.

Evoluciju organskog svijeta neizbježno je pratila pojava nekih sustavnih skupina organizama koji su više prilagođeni okolišu, a izumiranje drugih, međutim, u biosferi u cjelini približno je jednak omjer proizvođača, potrošača i razlagača. održava, osiguravajući održivi razvoj biosfere.

U sadašnjoj fazi evolucije biosfere, treći čimbenik igra veliku ulogu, usporediv s aktivnošću žive tvari - ljudsko društvo, čija je gospodarska aktivnost već dovela do narušavanja ekološke ravnoteže i prijeti potpunim uništenjem biosfere. .

Globalne promjene u biosferi uzrokovane ljudskim aktivnostima (poremećaj ozonskog zaslona, ​​kisele kiše, efekt staklenika itd.). Problemi održivog razvoja biosfere. Pravila ponašanja u prirodnom okruženju

Globalne promjene u biosferi uzrokovane ljudskim aktivnostima (ozonski ekran, kisele kiše, efekt staklenika, itd.)

Ljudska evolucija i razvoj ljudskog društva nisu imali značajan utjecaj na biosferu dugo vremena, međutim, već prije 20-30 tisuća godina počelo je intenzivno istrebljenje velikih biljojeda, a prije 10-12 tisuća godina krčenje šuma, zbog sustava poljodjelstva s pokosom i palicom. Nakon toga, u nekim dijelovima planeta, zajedno s klimatskim promjenama, to je dovelo do erozije tla i dezertifikacije. Ipak, samo u posljednja dva stoljeća nagli porast stanovništva i kvalitativni skok u razvoju znanosti i proizvodnje doveli su do najjačeg opterećenja prirode, pojave antropocenozama.

Ljudska gospodarska djelatnost, koja je sebi postavila dobar cilj zadovoljavanje najosnovnijih potreba za hranom i manje-više ugodnom okolinom, u početku je zahvatila samo površinu zemlje (krčenje šuma, oranica, polaganje cesta), a potom se proširila duboko u litosferu ( rudarstvo), utjecalo je na atmosferu (izgaranje goriva, emisije iz industrijskih poduzeća i automobila) i hidrosferu (domaći i industrijski otpadni efluenti, isušivanje močvara, izgradnja brana). Negativne posljedice ove aktivnosti bile su dugo neutralizirane zbog puferskih svojstava biosfere, međutim, sve veće antropogeno opterećenje povezano s onečišćenjem zraka, vode i zemljišta uzrokovalo je, možda, već nepovratne promjene u odgovarajućim ljuskama planeta. . Unatoč činjenici da se onečišćenja događa na mnogim mjestima diljem svijeta, njihovi učinci ne ostaju lokalni, već se akumuliraju i poprimaju globalne razmjere.

Efekt staklenika. Ubrzanje mineralizacije humusa tla na oranicama, emisija produkata izgaranja goriva u atmosferu, posebno ugljičnog dioksida i metana, kao i freona koji se naširoko koristi u hladnjacima, klima uređajima i raspršivačima, doveli su ne samo do njihovog nakupljanja, već i do kašnjenja. infracrvenog zračenja zemljine površine, što dovodi do zagrijavanja biosfere. Vjeruje se da je promatrano efekt staklenika je glavni razlog globalno zatopljenje, što je popraćeno povećanjem broja vrućih dana u godini, smanjenjem količine oborina i suša u glavnim poljoprivrednim područjima, otapanjem ledenjaka i porastom vode Svjetskog oceana, kao i raznim kataklizmama, u pojedini uragani, oluje itd. Brojni znanstvenici globalno zatopljenje u većoj mjeri objašnjavaju stupnjem cikličnosti procesa promjene temperature na planetu, odnosno činjenicom da trenutno živimo u međuledenom razdoblju.

Razbijanje ozonskog omotača. Freon i dušikov oksid (II) također se smatraju glavnim čimbenicima slabljenja ozonskog omotača i nastanka "ozonskih rupa" iznad Antarktika, Arktika i Skandinavije. Unatoč činjenici da se ozon neprestano stvara u atmosferi pod utjecajem električnih pražnjenja velike snage, a mi ga osjećamo nakon grmljavine, ozonski zaslon se formirao milijunima godina, a tek je završetak tog procesa ozbiljno smanjen. opskrba ultraljubičastim zračenjem koje je štetno za sva živa bića na planetu i omogućilo organizmima da slete na kopno. Oštećenje ozonskog omotača danas se smatra glavnim uzrokom alarmantne statistike raka kože u mnogim zemljama svijeta, pa se stoga naširoko postavlja pitanje opasnosti dugotrajnog izlaganja sunčevoj svjetlosti i solariju.

Brojni međunarodni ugovori, uključujući Montrealski (1987.) i Kyoto (1997.) protokol, pozvani su da riješe dva gore navedena goruća problema čovječanstva, koji predviđaju ograničavanje upotrebe freona, kao i emisije stakleničkih plinova u atmosfera.

Kisela kiša. Sredinom 70-ih godina 20. stoljeća u Skandinaviji, Velikoj Britaniji, kao i u nizu regija Sjeverne Amerike, ustanovljeno je da kišnica umjesto neutralne reakcije ima kiselu (pH< 7,0). В первую очередь выпадение кислотных дождей стало причиной нарушений в пресноводных экосистемах, где начала исчезать не только рыба, но и лягушки, тритоны и другие животные. Несмотря на то, что последствия таких осадков для растительности установить трудно, считается, что они являются причиной деградации лесов, а также разъедания строительных конструкций, эрозии почв и т. д. Причиной выпадения кислотных дождей является загрязнение воздушной среды оксидами серы и азота, которые реагируют с атмосферной влагой с образованием серной и азотной кислот. Оксиды серы и азота попадают в атмосферу в результате сгорания топлива, содержащего даже небольшие количества этих химических элементов.

Smog. Oslobađanje raznih plinova i čestica u atmosferu također dovodi do stvaranja smog, što je trenutno karakteristično za industrijske regije država (primjerice Kina) koje doživljavaju gospodarski procvat. Smog je uzrok porasta broja bolesti dišnog sustava.

Zagađenje vode. Intenzivno iskorištavanje vodnih resursa povezano je ne samo s ribarstvom, uzgojem morskih plodova i bisera, budući da je čovječanstvu potrebna pitka i tehnička voda. Promjene u vodnoj ravnoteži planeta uslijed krčenja šuma, izgradnje brana i isušivanja močvara, kao i onečišćenja vode, prvenstveno su utjecale na kontinentalna slatkovodna tijela, no posljedice tih aktivnosti osjećaju se i u morima, kao npr. slučaj pesticida DDT, koji je primijenjen na poljima, ali je pronađen i u tkivima riba i sisavaca Arktičkog oceana. Onečišćenje rijeka i stajaćih vodnih tijela domaćim i industrijskim otpadnim vodama, uključujući radioaktivni otpad, dovelo je do ozbiljnog narušavanja raznolikosti vrsta ovih ekosustava, ali su pravovremene mjere poduzete u nizu zemalja pridonijele njihovom pročišćavanju i obnavljanju prirodnih populacija. Neracionalno korištenje podzemnih voda uzrokovalo je iscrpljivanje prirodnih resursa u nekim regijama i slijeganje tla na ogromnim područjima. Trenutno se vjeruje da više od milijardu ljudi u svijetu nema pristup visokokvalitetnoj pitkoj vodi, a ova situacija se i dalje pogoršava, stoga vodni resursi trebaju posebnu zaštitu.

Smanjenje šuma.Šume su dugo smatrane plućima planeta, jer u procesu fotosinteze proizvode značajan dio atmosferskog kisika. Osim toga, aktivno sudjeluju u održavanju vodne ravnoteže planeta, očuvanju tla, raznolikosti vrsta itd. Unatoč tome, šume diljem planeta i dalje se zastrašujućom brzinom sječu, posebno u tropskim regijama, za potrebe građevinske, namještaja, kemijske, celulozne i papirne i drugih industrija. Posljedice takvog grabežljivog iskorištavanja prirodnih resursa, koje su u posljednje vrijeme sve uočljivije, su plitak rijeka, poplave, nestanak mnogih biljnih i životinjskih vrsta, degradacija tla, povećanje koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi. i klimatske promjene općenito.

Erozija tla i dezertifikacija. Plodnost tla, koja prvenstveno zanima čovječanstvo, ovisi o debljini humusnog sloja nakupljenog tijekom tisućljeća zbog djelovanja milijuna organizama. Černozemi se smatraju najplodnijim tlima, a tijekom Velikog Domovinskog rata čak su ih nacistički osvajači s područja naše zemlje odveli u Njemačku. Međutim, u poslijeratnom razdoblju plodnost tla počela je postojano opadati zbog erozije. Erozija je uništavanje gornjeg plodnog sloja tla uslijed njegovog ispiranja vodom i nanošenja vjetrovima. Erozija, zbijanje tla poljoprivrednim strojevima, zaslanjivanje, onečišćenje, krčenje šuma, intenzivna ispaša na pašnjacima i drugi utjecaji dovode do degradacije tla, a u konačnici i do dezertifikacije, kao što se dogodilo u kolijevci ljudske civilizacije – Mezopotamiji i sjevernoj Africi.

Ništa manje značajne posljedice ljudskog gospodarskog djelovanja su iscrpljivanje energetskih resursa, izumiranje biljnih i životinjskih vrsta itd.

Čovjek je dugo jačao svoju vlast nad prirodom, razvijao tehnički potencijal, povećavao eksploataciju prirodnih resursa, ali u budućnosti taj proces može dovesti samo do katastrofalnog uništenja prirodnog okoliša, praćenog smanjenjem kvalitete života. Jedini mogući korak prema prijelazu biosfere u noosferu je spoznaja i deklariranje potrebe za prijelazom svjetske zajednice na poziciju održivog razvoja.

Problemi održivog razvoja biosfere

U poslijeratnom razdoblju posljedice ljudske ekonomske aktivnosti postale su toliko naglašene da je dokazano da je otklanjanje proturječja nastalih između antropogenog opterećenja i tampon sposobnosti biosfere, kao i daljnje poboljšanje u kvaliteta života ljudi moguća je samo u okviru stabilnog društveno-ekonomskog razvoja koji ne uništava prirodni mehanizam samoregulacije biosfere. Za rješavanje ovih problema stvoren je niz međunarodnih organizacija za zaštitu prirodnog okoliša, kao što su Međunarodna unija za zaštitu prirode i okoliša (IUCN), Svjetski fond za divlje životinje (WWF), Rimski klub, održani su Međunarodni sud za okoliš (IEC), Greenpeace i mnoge reprezentativne konferencije. Najznačajniji forumi o ovom pitanju su Konferencija UN-a o okolišu (Stockholm, 1972.) i Konferencija UN-a o okolišu i razvoju (Rio de Janeiro, 1992.). Rad prvog od njih bio je stvaranje Programa Ujedinjenih naroda za okoliš i razvoj (UNEP), a drugi je usvojio Deklaraciju iz Rija o okolišu i razvoju, Okvirnu konvenciju o klimatskim promjenama, Konvenciju o biološkoj raznolikosti i UN Action Program "Agenda za 21. stoljeće". Upravo je u dokumentima posljednjeg sastanka teorija održivog razvoja iznesena ranije u UNEP izvješću "Naša zajednička budućnost" (1987.) činila konceptualnu osnovu donesenih odluka.

Održivi razvoj podrazumijeva vrstu razvoja koja omogućuje stabilan gospodarski rast na dugoročnoj osnovi, a da ne vodi daljnjoj degradaciji prirodnog okoliša.

U užem smislu, održivi razvoj se shvaća isključivo kao optimizacija čovjekove ekonomske aktivnosti u biosferi koja bi, s jedne strane, zadovoljila potrebe čovječanstva, a s druge strane, ne bi pogoršala stanje prirodnog okoliša. .

Šire tumačenje ovog pojma povezuje održivi razvoj s radikalnom revizijom samih principa funkcioniranja ljudske civilizacije, uključujući rješavanje prehrambenih, gospodarskih i drugih problema, te prijelaz biosfere u kvalitativno novo stanje - noosferu.

Za rješavanje ovih problema potrebno je riješiti četiri glavna zadatka našeg vremena: očuvanje opstanka i vraćanje na razinu prirodne produktivnosti niza degradiranih ekosustava, racionalizacija potrošnje, široko uvođenje "ekoloških" tehnologija. i normalizacija stanovništva.

Budući da je biosfera, kao regulator stanja okoliša, jedinstven sustav, punopravni prijelaz na održivi razvoj moguć je samo na razini svjetske zajednice uz učinkovitu međunarodnu suradnju. Uz spomenute konferencije UN-a, sastanak u Montrealu (Montreal, 1987.; Montrealski protokol o ograničavanju emisije freona u atmosferu), Paneuropska konferencija ministara okoliša (Sofija, 1995.), Konferencija stranaka Okvirna konvencija UN-a o klimatskim promjenama (Kyoto, 1997.; potpisan Protokol iz Kyota o ograničavanju toplinskih emisija u atmosferu) i Međunarodni kongres o održivom razvoju (Johannesburg, 2002.). Ipak, u tom procesu posebnu ulogu ima niz zemalja, od kojih je jedna Rusija, koja ima velika područja koja zapravo nisu zahvaćena gospodarskom aktivnošću i koja su rezerva za stabilnost biosfere u cjelini.

Ruska Federacija se aktivno uključila u rješavanje globalnih ekoloških problema, što se odrazilo na donošenje niza temeljnih dokumenata, uključujući Koncept tranzicije Ruske Federacije ka održivom razvoju, Državnu strategiju održivog razvoja Ruske Federacije, Doktrina o okolišu Ruske Federacije, Savezni zakon "O zaštiti okoliša", koji osigurava stabilizaciju i temeljno poboljšanje stanja prirodnog okoliša uvođenjem ekološki prihvatljivih tehnologija i metoda upravljanja, promjenama u samoj strukturi gospodarstva, kao i osobnu i javnu potrošnju. U ovim dokumentima velika se pozornost posvećuje formiranju novog, ekološkog mišljenja kako kod mlađe generacije tako i kod ekonomski aktivnog stanovništva.

Već se ocrtavaju zasebni uspjesi na području zaštite okoliša. Uglavnom se odnose na ekološku politiku država i nastojanja međunarodne zajednice koja postavlja standarde za kvalitetu prirodnog okoliša i maksimalno dopuštene razine onečišćenja, poput Euro-2, Euro-4 itd. Većina poluga ekološke politike i dalje leže u ekonomskoj ravni i predviđa sprječavanje roba i usluga koje ne zadovoljavaju standarde na tržištu, uvođenje kazni, ekoloških poreza, povećanje cijena energije itd. Uvođenje ekološki prihvatljivih tehnologija, naprotiv, popraćeno je poreznim olakšicama. Stoga u većini zemalja svijeta industrijska poduzeća ugrađuju posebne filtere za smanjenje štetnih emisija u atmosferu, pročišćavanje otpadnih voda i nastojanje da proizvodni ciklusi budu zatvoreni i bez otpada. Posebna se važnost trenutno pridaje dobivanju energije iz obnovljivih izvora kroz izgradnju plimnih, vjetroelektrana i solarnih elektrana, kao i uvođenje tehnologija za uštedu energije.

Međutim, ti napori ne mogu biti plodonosni bez sudjelovanja svakog pojedinca. Stoga je u razvijenim zemljama poštivanje prirode, koje se sastoji u razvrstavanju kućnog otpada, korištenju višekratne ambalaže, vožnji biciklom i sl., element zajedničke kulture.

Procjena globalnih ekoloških problema i mogućih rješenja

Do kraja 20. stoljeća ljudska je aktivnost dovela do uništenja više od 60% prirodnih ekosustava kopna (unatoč činjenici da je samo 10% teritorija preorano), vodeni ekosustavi, uključujući i one morske, su umiranje, što je posljedica neracionalnog korištenja resursa, onečišćenja uzrokovanog ljudskim djelovanjem i globalnih klimatskih promjena. Međutim, temeljni uzroci tako žalosnog stanja biosfere su populacijska eksplozija u nizu zemalja u razvoju i formiranje potrošačkog društva u ekonomski razvijenim zemljama.

Daljnje odgađanje rješavanja ekoloških problema za 20 godina dovest će do porasta temperature na planetu za 1-2 ─S, uzrokovati teške suše i poplave na ogromnim područjima, osuditi milijune ljudi na smrt od gladi i bolesti uzrokovanih, između ostalog stvari, pothranjenošću, nedostatkom kvalitetne pitke vode i onečišćenjem okoliša. U konačnici, u bliskoj budućnosti moguć je potpuni nestanak čovjeka kao biološke vrste zbog uništenja njegovog staništa.

Čovječanstvo neće moći umjetno održavati funkcioniranje biosfere na potrebnoj razini, jer samo živa tvar planeta može osigurati i regulirati ovaj proces. Glavni uvjet za obnovu normalnog prirodnog staništa je obnova same žive tvari, prvenstveno kroz očuvanje raznolikosti vrsta biljaka, životinja, gljiva i bakterija. Međutim, neće ga biti moguće u potpunosti obnoviti, barem u ovom trenutku, jer bi se u to morali usmjeriti svi resursi kojima čovječanstvo raspolaže. Stoga je ekonomski i ekološki opravdana razina izdvajanje oko 1/6 zemljišta kao zaštićena područja. Ako se za većinu industrijaliziranih zemalja svijeta ovaj zadatak čini neodoljivim, onda Rusija još uvijek ima ogromnu rezervu u obliku 65% teritorija gotovo netaknutih ljudskom aktivnošću.

Pravila ponašanja u prirodnom okruženju

S obzirom na današnju stvarnost, tijekom opuštanja u prirodi treba nastojati ne nanijeti još više štete ekosustavima. Da biste to učinili, tijekom vožnje ne biste se trebali iseliti i napustiti već postavljene rute, kako ne biste zbili tlo. Nemoguće je besciljno lomiti i čupati biljke, sakupljati njihovo sjeme i plodove, jer to može poremetiti proces reprodukcije biljnih zajednica. Paljenje u prirodi također je moguće samo na posebno opremljenim mjestima kako bi se izbjegao požar koji može nastati čak i od bačene šibice ili opuška. Hvatanje i ubijanje kukaca i drugih životinja samo zato što su lijepe ili zbog sportskog interesa je neprihvatljivo, jer oni također mogu utjecati ne samo na veličinu populacija, već i na integritet hranidbenih lanaca i trofičkih mreža biogeocenoza. Također treba imati na umu da se čak i kod herbarizacije biljaka i sakupljanja životinja za zbirke uzima u obzir stupanj rijetkosti tih organizama. U prirodnom okruženju također je nemoguće ostavljati smeće, prati automobile i ispuštati motorno ulje i gorivo, jer to također uzrokuje ako ne trenutnu, ali ipak veliku štetu ekosustavima.

Samo racionalno gospodarenje prirodom može osigurati očuvanje prirodnog okoliša za dugi niz godina.