Значение абиотического компонента в биосфере
Абиотические факторы определяют множество важных процессов и явлений в биосфере. Они влияют на развитие и функционирование растительного и животного мира, а также на взаимодействие между организмами
На примере нескольких абиотических компонентов можно понять, как важно их значение
|
Вода Вода – это один из основных абиотических компонентов биосферы. Она является жизненно важным ресурсом для всех живых организмов. Вода участвует во многих биологических процессах, таких, как питание, дыхание, транспорт питательных веществ и т.д. Она также играет роль среды обитания для различных видов растений и животных. Без воды невозможно существование жизни на Земле. |
Почва Почва – это грунтовый слой, который образуется из различных минеральных и органических веществ под воздействием биологических, химических и физических процессов. Почва имеет огромное значение для растений, так как является источником питательных веществ, влаги и кислорода. Она также служит средой обитания для многих организмов и выполняет важные экологические функции, такие как фильтрация воды и удержание плодородного слоя. |
|
Атмосфера Атмосфера – это слой газов, который окружает Землю. Она играет огромную роль в поддержании жизни на планете. Атмосфера предоставляет кислород для живых организмов и предотвращает потерю тепла, обеспечивая оптимальные условия для обитания. Кроме того, атмосфера участвует в цикле воды, распространении пыльцы и других материалов, и является средой для различных видов животных, таких как птицы и насекомые. |
Климатические факторы Климатические факторы, такие как температура, осадки, свет, ветер и др., оказывают огромное влияние на жизнь в биосфере. Они определяют адаптацию организмов к среде, способы приспособления и ограничивают распространение различных видов. Например, растения и животные адаптируются к разным температурам и количеству осадков в разных регионах планеты. Климатические факторы также определяют качество и количественные характеристики экосистем и оказывают влияние на биологическое разнообразие. |
Таким образом, абиотический компонент играет ключевую роль в биосфере. Этот компонент определяет условия жизни организмов, их адаптацию и взаимодействие. Понимание и изучение абиотических факторов необходимо для сохранения и устойчивого развития биосферы.
Биологический процесс образования каменноугольных отложений
Каменноугольные отложения формируются в результате процесса, в котором участвуют организмы, а также углеродный цикл. Этот биологический процесс вносит значительный вклад в образование отложений и играет важную роль в биосфере.
Организмы, производящие кислород
Одним из ключевых участников процесса образования каменноугольных отложений являются организмы, способные кислородное отбражение. Эти организмы, такие как водоросли, пластинчатые черви и морские растения, производят кислород в результате фотосинтеза.
После смерти этих организмов, их останки оседают на дно водоемов и начинают подвергаться процессам сепаракисации. В результате образуется органический материал, богатый углеродом, который затем превращается в каменноугольные отложения.
Процесс углеродного цикла
Углеродный цикл также играет значительную роль в образовании каменноугольных отложений. Во время жизнедеятельности организмов они поглощают углекислый газ из атмосферы и превращают его в органические вещества, содержащие углерод. После смерти организмов, эти органические вещества попадают в отложения и, со временем, превращаются в каменный уголь.
Каменноугольные отложения, таким образом, представляют собой накопление органического материала, содержащего углерод, который был поглощен организмами и затем претерпел процессы сепарации и окаменения.
Роль угля в промышленности и энергетике
В промышленности уголь используется в качестве сырья для производства стали и других металлов. Также уголь является основным источником тепла и энергии для многих промышленных процессов. Благодаря своей высокой теплотворной способности, уголь является идеальным топливом для промышленных печей и котлов, обеспечивая эффективное и экономичное производство.
В энергетике уголь является одним из основных источников энергии. С помощью специальных электростанций уголь сжигается, чтобы производить электричество. При этом освобождается большое количество тепла, которое затем используется для работы электрогенераторов
Угольная энергия является надежным и стабильным источником электричества, что делает ее особенно важной для обеспечения энергетической безопасности страны
Однако использование угля также может иметь отрицательные последствия для окружающей среды. Выгорание угля освобождает большое количество углекислого газа, который является одним из основных причин глобального потепления. Кроме того, при сжигании угля может образовываться пепел и другие отходы, которые могут загрязнять окружающую среду.
В целом, уголь играет важную роль в промышленности и энергетике. Он является незаменимым источником топлива и энергии, но его использование также сопряжено с определенными проблемами. Необходимо постоянно работать над разработкой технологий и методов, которые позволят снизить вредные последствия сжигания угля и перейти к более экологически чистым источникам энергии.
Влияние животного мира на образование угольных сланцев
Одной из главных ролей животных в процессе образования угольных сланцев является их участие в формировании биомассы. Животные поглощают растительность и в процессе пищеварения выделяют продукты распада, которые впоследствии становятся составляющими угольных сланцев. Кроме того, остатки животного органического вещества также могут быть включены в состав угольных сланцев.
Особенно значимо влияние животного мира на формирование угольных сланцев в морских биосистемах. Здесь происходит образование толстых слоев угольных сланцев за счет накопления органических отложений, образующихся за счет разрушения и осаждения в морской среде.
| Вид животных | Роль в образовании угольных сланцев |
|---|---|
| Морские водоросли | Обильное накопление растительного органического вещества, которое в итоге превращается в угольный сланец. |
| Морские беспозвоночные | Участие в разрушении и осаждении органических отложений, способствующих образованию угольных сланцев. |
Таким образом, животный мир оказывает значительное влияние на образование угольных сланцев как в морских, так и в сухопутных биосистемах. Участие животных в формировании биомассы и их вклад в образование угольных сланцев делает их неотъемлемой частью этого геологического процесса.
Каменный уголь: важность в современном мире
Одним из важных преимуществ каменного угля является его высокая энергетическая эффективность. Каменный уголь содержит большое количество углерода, который является главным источником энергии при сжигании угля. Благодаря этому, каменный уголь дает больше тепла и энергии в сравнении с другими видами топлива, такими как нефть или природный газ.
Важной характеристикой каменного угля является его доступность и широкое распространение. Каменный уголь найден и добывается во многих странах по всему миру, что делает его одним из самых доступных и экономически выгодных ископаемых
Благодаря этой доступности, каменный уголь является основной энергетической основой для многих стран, особенно в развивающихся регионах.
Однако, несмотря на свою важность и широкое использование, каменный уголь также имеет некоторые негативные последствия для окружающей среды и здоровья человека. Сжигание каменного угля приводит к выбросу значительного количества вредных веществ, таких как углекислый газ, оксиды серы и азота, а также тяжелые металлы
Эти выбросы способствуют ухудшению качества воздуха и глобальному изменению климата.
| Преимущества каменного угля: | Недостатки каменного угля: |
|---|---|
| — Высокая энергетическая эффективность | — Загрязнение воздуха и изменение климата |
| — Низкая стоимость и доступность | — Оскудение природных ресурсов |
| — Широкое распространение и наличие запасов | — Вредные последствия для здоровья человека |
В современном мире каменный уголь продолжает играть важную роль в обеспечении энергетических потребностей различных индустрий и населения
Однако, с учетом его негативных последствий, все большее внимание уделяется разработке и использованию энергетических источников, которые были бы более экологически чистыми и устойчивыми в долгосрочной перспективе
Границы биосферы
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы и всю гидросферу до глубинных слоев океана.
Предел протяженности биосферы – 39-40 км. При этом жизнь в биосфере сконцентрирована в значительно более узких пределах, охватывающих всего несколько десятков километров.
По сравнению с диаметром Земли (13000 км) биосфера — ϶ᴛᴏ тонкая пленка жизни.
Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой радиации. Её значения составляют в среднем 8-10 км от поверхности Земли на полюсах и 20-22 км (местами до 50 км) на экваторе. Именно здесь проходят границы озонового слоя планеты.
- В литосфере нижняя граница проникновения организмов ограничивается прежде всего температурой горных пород и подземных вод, которая на глубине 1,5 км (в молодых альпийских прогибах) — 15 км (в Европе) достигает 100 °С и более. В нефтяных месторождениях на глубине 2,0-2,5 км регистрируются анаэробные бактерии, а глубина 4 км является предельной для микроорганизмов.
- Верхняя литосферная граница в горах поднимается до высоты 5,5-6,0 км над уровнем моря. Проникновение живых организмов на большие высоты ограничивает резкое ухудшение действия важнейших абиотических факторов (низкие температуры) и отсутствие приемлемых для жизнедеятельности субстратов. Граница распространения высших растений – 6,2 км в Гималаях. Выше (до 7 км) обитают лишь жуки, ногохвостки и некоторые клещи, питающиеся зернами растительной пыльцы, спорами растений и микроорганизмами заносимыми ветром.
В Мировом океане жизнь распространена до самых больших глубин (10 — 11 км). В 1841 году английский натуралист Э.Форбс по результатам наблюдений в Средиземном море заявил, что глубже 540 м жизнь в океанических глубинах невозможна.
Но спустя 20 лет с глубины 2160 м с затонувшего судна был поднят кабель: он оказался усеян кораллами, устрицами, моллюсками.
23 января 1960 ᴦ. исследователи-океанологи Ж.Пикар и Д.Уолш опустились в батискафе в Марианскую впадину Тихого океана.
На глубине 10 525 м они разглядели рыбу и креветку. Так было доказано существование живых организмов в самых глубоких местах океана.
Добыча угля[]
Способ добычи угля зависит от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.
В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.
Законы В.И.Вернадского
В.И. Вернадский (1863-1945гг.), основатель геохимии, биогеохимии, автор многочисленных трудов по философии естествознания, изучая эволюцию биосферы Земли, сформулировал следующие законы, занимающие важнейшее место в современной экологии.
ПЕРВЫЙ ЗАКОН: масса вещества, вовлекаемого в жизненные процессы, постепенно увеличивается в процессе эволюции биосферы.
ВТОРОЙ ЗАКОН: скорость оборачиваемости вещества увеличивается в процессе эволюции биосферы.
Каждая экосистема находится в непрерывном развитии, которое обозначают термином СУКЦЕССИЯ (от лат. сукцессио -преемственность, наследование).
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СУКЦЕССИЯ — это упорядоченный процесс развития сообщества животных, который происходит вместе с изменением окружающей среды.
В этом упорядоченном процессе развития сообщество изменяет окружающую среду так, что в новых условиях постепенно вместо старых видов образуются другие популяции, другие виды.
Этот упорядоченный процесс развития на определенной стадии выходит на равновесное состояние.
Имеется ввиду равновесие между живым веществом и биокосным и косным веществом. Это равновесие — зрелая стадия экологической системы.
В естественных условиях в экологической системе Земли — биосфере имеет место УСТОЙЧИВОЕ РАВНОВЕСИЕ: жизнь создает необходимый для жизни состав земной атмосферы, воды и почвы.
Антропогенное воздействие на биосферу приводит к нарушению этого равновесия, изменяя состав атмосферы, воды и почвы. Из атмосферы все больше потребляется кислорода на нужды промышленности и транспорта, сокращаются площади лесов, загрязняются воды Мирового океана, уменьшается количество морского фитопланктона, который как и растения на суше, поставляет кислород в атмосферу.
Общее содержание кислорода в атмосфере уменьшается.
Одновременно увеличивается содержание углекислого газа.
За последнее столетие значительно возросло производство электроэнергии, 80% которой вырабатывается на тепловых электростанциях за счет энергии ископаемого углерода.
То есть человеческая цивилизация невольно стремится нарушить сложившееся в процессе экологической сукцессии равновесие в биосфере.
Биосфера Земли обладает определенным запасом устойчивости, но он не беспределен.
Поэтому такое большое значение имеет рациональное использование ресурсов биосферы.
УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
Эрозия почв
6. Загрязнение почв радиоактивными веществами( регионы Бетпакдалы, Балхаша, Мугоджар, Мангистау, Каспия, Иртыша, район Семипалатинского ядерного полигона)
Загрязнение почв тяжелыми металлами(свинцом – Риддер, Усть-Каменогорск, Заряновск), ядовитыми веществами (Павлодар, Экибастуз, Тараз, Каратау), гептилом ( Атырауская область, район озера Балхаш)
Мероприятия по охране природы в Казахстане:
- Красная книга Казахстана (1981 год, переиздана в 1991 и 1996 годах.)
- Государственные природные заповедники ( Территория на которой полностью запрещена хозяйственная деятельность человека) :
| Название | Место расположения | Объект охраны |
| 1.Аксу — Жабаглы | Южно – Казахстанская область | Ландшафт Таласского Алатау |
| 2. Алматинский | Алматинская область | Заилийский Алатау |
| 3. Барсакельмес | Кызылординская область | Озеро Барсакельмес |
| 4. Наурызум | Костанайская область | Сосновые леса, степи, озера. |
| 5. Коргалджын | Акмолинская и Карагандинская области | Экосистема озёр |
| 6.Маркаколь | Восточно-Казахстанская область | Ландшафт Южного Алтая, озеро Маркаколь. |
| 7. Устюртский | Мангистауская область | Степной ландшафт |
| 8. Западно – Алтайский | Восточно-Казахстанская область | Горный ландшафт Западного Алтая |
| 9. Алаколь | Алматинская область | Водная экосистема |
| 10 .Каратау | Южно – Казахстанская область | Эндемики Каратау |
- Государственные природные заказники ( Территория на которой ограничена хозяйственная деятельность человека)- 49
- Государственные природные парки — 12
- Природные памятники ( территория имеющая научное, историческое, культурное и эстетическое значение) — 26
Впервые ввёл термин «биосфера» в неуку – Ж.Б. Ламарк ( 1802)
Создал учение о биосфере — В.И. Вернадский
Воздействие на окружающую среду
Хотя уголь вносит важный вклад в экономическое и социальное развитие во всём мире, его добыча и потребление наносит ощутимый вред окружающей среде. Например, карьерные разработки затрагивают большие площади земли, вызывают эрозию почв, распространение пыли, загрязнение воды, плохо сказываются на местном биоразнообразии.
Рекультивация разработок занимает много времени и требует финансовых затрат. Основная её цель состоит в восстановлении нарушенной продуктивной способности земель. Различные программы включают утилизацию отвалов, воспроизводство лесов, сельскохозяйственных угодий и рекреационных зон.
Серьёзную опасность представляют продукты сгорания угля. К ним относятся токсичные оксиды азота (NO и NO2), вызывающий кислотные дожди диоксид серы (SO2), а также углекислый газ (СО2), считающийся основным виновником парникового эффекта в атмосфере планеты. Кроме того, в воздух попадают золы и другие твёрдые частицы.
Несмотря на всеобщую озабоченность по поводу загрязнения воздуха в результате выбросов, в ближайшем будущем использование угля будет продолжаться. Поэтому правительства и учёные разных стран не перестают прилагать большие усилия для поиска более эффективных технологий использования этого ценного сырья.
Вещество биосферы
В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в биосфере семь разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ. По В.И. Вернадскому, в состав биосферы входят следующие типы веществ.
1.
Живое вещество –
живые организмы, населяющие нашу планету (масса живого вещества составляет лишь 0,01% от массы всей биосферы).
2.
Косное вещество –
неживые тела, образующиеся в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов (породы магматического и метаморфического происхождения, некоторые осадочные породы).
3.
Биогенное вещество –
неживые тела, образующиеся в результате деятельности живых организмов (некоторые осадочные породы: известняки, мел и др., а также нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы и др.).
4.
Биокосное вещество –
биокосные тела, представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (почвы, илы, кора выветривания и др.).
5. Радиоактивное вещество –
атомы радиоактивных элементов – уран (238U и 235U), торий (232Th), радий (226Ra) и радон (222Rn и 220Rn), калий (40K), рубидий (87Rb), кальций (48Са), углерод (14С) и др.
6. Рассеянные атомы
–
отдельные атомы элементов, встречающиеся в природе в рассеянном состоянии (в таком состоянии часто существуют атомы микро- и ультрамикроэлементов: Mn, Со, Zn, Сu, Аu, Hg и др.)
7. Вещество космического происхождения – вещество, поступающее на поверхность Земли из космоса (метеориты, космическая пыль).
А.В. Лапо классифицировал вещество биосферы по трем основным параметрам:
а) характер вещества: живое или неживое;
б) градации по исходному материалу: образовавшееся из живого вещества – биогенное и образовавшееся из неживого вещества – абиогенное;
в) признак земного или внеземного происхождения.
Предыдущие материалы:
|
Следующие материалы:
|
Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас
Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
Расчет
стоимостиГарантииОтзывы
Функции живого вещества в биосфере
Остановимся подробнее на функциях живого вещества в биосфере:
- Энергетическая функция выражается в улавливании живым веществом энергии, а также передача ее внутри пищевой цепи.Примером этой функции живого вещества в биосфере может служить фотосинтетическая деятельность растений. Результатом является первичная продукция, составляющая 98%, которая потребляется животными.
- Осуществление предыдущей функции живого вещества сопровождается трансформацией газов. В процессе деятельности организмов происходит выделение и поглощение кислорода, углекислого газа и некоторых других соединений. Благодаря газовой функции живого вещества сформировался современный состав атмосферы, сильно отличающийся от добиосферного периода.
- Концентрационная функция проявляется в извлечении и избирательном накоплении организмами химических элементов окружающей среды. Примером этой функции живого вещества в биосфере могут служить накопления соединений кальция в раковинах моллюсков, минеральных включений в тканях растений, кремнезема в панцирях диатомовых одноклеточных существ.
Раковины моллюсков Источник
В результате трансформации органических веществ произошло накопление залежей полезных ископаемых. К примеру, известняк, торф, каменный уголь представляют собой концентрацию различных соединений в телах отмерших организмов. Доказательством этому служат находки окаменелостей в осадочных породах.
Окаменелости в известняке Источник
- Окислительно-восстановительная функция тесно связана с биологическим круговоротом веществ. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях.Например, молекулярный азот – один из важнейших биогенных элементов. Усваивается он живыми организмами в виде различных соединений. В клетках расщепление соединений происходит очень быстро под влиянием ферментов, и молекулярный азот используется для процессов жизнедеятельности. В природе же образование свободного азота происходит очень медленно.
Если бы живые организмы не могли осуществлять данные процессы, то они ощутили бы нехватку многих элементов.
- Одной из важнейших функций является средообразующая. Деятельность живых существ преобразует среду обитания. Живое вещество в биосфере способствовало формированию современного состава атмосферы, благодаря организмам создается почва и поддерживается ее плодородие.
Растительный покров определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности территории. Благодаря трансформации веществ и энергии происходит поддержание на постоянном уровне основных параметров окружающей среды, например, содержание газов в атмосфере.
- Деструкционная функция обусловливает процессы разложения организмов после их смерти. Редуценты разрушают отмершее органическое вещество до минеральных соединений. Далее эти вещества вновь включаются в биологический круговорот.
Выполняя все эти функции, живые организмы являются важной составной частью в биологическом круговороте веществ
Живое вещество
Живое вещество — совокупность живых организмов, населяющих планету Земля. Масса живого вещества сравнительно мала и составляет менее одной миллионной части всей биосферы. Несмотря на столь незначительную массу, живое вещество является «самой мощной геохимической силой нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют Землю, но и преобразуют ее.
*При общем рассмотрении биосферы как планетарной экосистемы особое значение приобретает представление о ее живом веществе как о некой общей живой массе планеты. Под живым веществом В. И. Вернадский понимал все количество живых организмов планеты как единое целое. Его химический состав подтверждает единство природы — он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов отличается и строение молекул иное.
Биомасса — это общая масса всех живых организмов, присутствующих в биосфере.Вы уже знаете, что живые организмы населяют земную поверхность неравномерно. Как вы думаете, почему процентное содержание растений, животных и микроорганизмов на суше и в океане отличается?
Таблица. Масса живого вещества на планете Земля
|
Среда |
Группа организмов |
Биомасса, х1012 т |
Содержание, % |
|
Наземно-воздушная |
Зеленые растения |
1,84 |
99,2 |
| Животные и микроорганизмы |
0,02 |
0,8 |
|
|
Итого |
1,86 |
100 |
|
|
Водная |
Фотосинтезирующие организмы |
0,0002 |
6,3 |
|
Животные и микроорганизмы |
0,0030 |
93,7 |
|
|
Итого |
0,0032 |
100 |
|
|
Почвенная |
Животные и микроорганизмы |
от 0,015 до 0,023 |
100 |
|
Итого |
Общая биомасса |
2, 4382 |
— |
Исходя из данных таблицы, видно, что основная роль на планете Земля принадлежит автотрофным растениям суши.
Биомасса суши зависит от количества тепла, влаги и увеличивается от полюсов к экватору.Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 170 млрд т сухого органического вещества. Биомасса растений на суше значительно больше биомассы животных, однако видовое разнообразие животных в 5 раз больше видового разнообразия растений (1,5—1,7 млн видов животных и примерно 300 тыс. видов растений). Наибольшая биомасса живого вещества суши сконцентрирована в тропических и субтропических лесах. Они являются наиболее продуктивными сообществами материковой части биосферы.
Биомасса океанической частибиосферы распределена неравномерно и представлена преимущественно в верхней части фитопланктоном. Несмотря на то что биомасса океанических живых организмов в 1000 раз меньше биомассы наземных растений, 80 % первичной продукции образуется именно в океане. Это связано с высокой скоростью роста и размножения, короткой продолжительностью жизни представителей фито- и зоопланктона.
Примеры
Химическая структура лупеол, тритерпеноид, полученный из растений
- Каменный уголь и масло возможные примеры компонентов, которые могли претерпеть изменения геологическое время периоды.
- Мел и известняк примеры выделений (морские панцири животных ), которые имеют геологический возраст.
- трава и дерево являются биогенными составляющими современного происхождения.
- Жемчуг, шелк и амбра являются примерами секретов современного происхождения.
- Биогенный нейротрансмиттеры.
Таблица выделенных биогенных соединений
| Химический класс | Сложный | Источник | Ссылка |
|---|---|---|---|
| Липопептид |
|
|
|
| Жирная кислота |
|
|
|
| Терпен | |||
| Алкалоид |
|
|
|
| Кетон |