Слайд 2Понятие биосферы впервые было предложено Ламарком в его трудах по
геохимии. В 1926г. В.И. Вернадский ввел в употребление этот термин.
Биосферу
можно определить как часть планеты, которая включает совокупность живых существ и в которой возможна постоянная жизнь.
Не вся земная поверхность одинаково благоприятна для живых организмов. В полярных областях и высоко в горах можно найти только споры бактерий или грибов. Некоторые высшие позвоночные (например, птицы при перелетах) могут временно оказаться в этих местах. Подобные краевые зоны называются парабиосферными.
Биосфера является глобальной экосистемой. В ней выделяют геобиосферу, гидробиосферу и аэробиосферу.
Другая классификация:
Литосфера в узком смысле — среда, ограниченная самыми верхними слоями земной поверхности; другими словами, это твердая поверхность материков.
Гидросфера — водная оболочка Земли. Главной составной частью является Мировой океан.
Атмосфера — слой воздуха, который составляет периферийную оболочку нашей планеты и окружает две другие среды.
Две из многочисленных характеристик биосферы являются основополагающими:
1) всюду всегда есть вода в жидком состоянии;
в биосферу постоянно проникает солнечная радиация,
представляющая собой единственный источник энергии.
Слайд 3Протяженность биосферы по вертикали и соотношение поверхностей, занятых основными структурными
единицами (по Ф. Рамаду, 1981)
Николайкин, Николайкина, Мелехова «Экология»
Слайд 4Функции живого вещества в биосфере
Газовая функция осуществляется зелеными растениями: для
синтеза органических веществ они используют углекислый газ, при этом выделяют
в атмосферу кислород. Весь остальной органический мир использует кислород в процессе дыхания и пополняет при этом запасы углекислого газа в атмосфере. Живое вещество качественно изменило газовый состав атмосферы — геологической оболочки Земли.
Окислительно-восстановительная функция.
Некоторые микроорганизмы непосредственно участвуют в окислении железа, что привело к образованию осадочных железных руд, другие восстанавливают сульфаты, образуя биогенные месторождения серы.
Концентрационная функция проявляется в способности живых организмов накапливать различные химические элементы. Например, в таких растениях-накопителях, как осоки, хвощи, содержится много кремния; морская капуста и щавель — источники йода и кальция. В скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния. Благодаря осуществлению концентрационной функции живые организмы создали многие осадочные породы, например залежи мела и известняка.
Слайд 5Энергетическая функция - связана с запасанием солнечной энергии, ее передачей
по цепям питания, рассеиванием. За счет накопленной солнечной энергии протекают
все жизненные явления на Земле.
Деструктивная функция - разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического вещества, так и косных веществ.
Средообразующая функция - преобразование физико-химических параметров среды в результате процессов жизнедеятельности. Эта функция - интегративная, то есть является результатом совместного выполнения других функций.
Транспортная функция - перенос вещества и энергии в результате активного движения живых организмов.
Рассеивающая функция - противоположна концентрационной функции и проявляется через трофическую и транспортную деятельность организмов.
Информационная функция - живые организмы и их сообщества
накапливают определенную информацию, закрепляют ее в наследственных структурах, передают последующим поколениям.
Слайд 6Свойства живого в биосфере
Живое вещество характеризуется определенными свойствами:
• стремление заполнить собой
все окружающее пространство —Способность быстрого освоения пространства связана как с
интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней при отсутствии факторов, ограничивающих их потенциальные возможности размножения), так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ.
• возможность произвольного перемещения в пространстве, например, против течения воды, силы тяжести, ветра и т. п.;
• наличие специфических химических соединений (белков, ферментов и др.), устойчивых при жизни и быстро разлагающихся после смерти;
• исключительное разнообразие форм, размеров, составов, а также высокая способность адаптироваться к условиям существования;
• исключительно высокая скорость протекания реакций на несколько порядков (в сотни, тысячи и даже миллионы раз) быстрее, чем в неживой природе планеты.
• высокая скорость обновления живого вещества — для биосферы в среднем она составляет 8 лет, причем для суши — 14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким сроком жизни (например, планктон), — 33 дня.
Слайд 7При всем разнообразии живое вещество физико-химически едино, имеет одни и
те же эволюционные корни. В природе нет такого вида, который
бы реагировал на некое химическое или физическое воздействие качественно иначе, чем организмы других видов.
Закон физико-химического единства живого вещества имеет важное практическое значение для человека. Из него следует:
• нет такого физического или химического агента (абиотического фактора), который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для других.
• количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа — таков закон константности количества живого вещества В. И. Вернадского.
Cогласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество является посредником между Солнцем и Землей. Если бы количество живого вещества колебалось, то энергетическое состояние планеты было бы непостоянно.
Живое вещество осуществляет гигантскую геохимическую работу, преобразовывая другие оболочки Земли в геологическом масштабе времени.
Слайд 8Все химические элементы живой материи циркулируют в биосфере по характерным
путям, переходя из внешней среды в организмы, а затем возвращаясь
во внешнюю среду. Эти в большей или меньшей степени замкнутые пути называют биогеохимическими циклами (или круговоротами), причем «био» относится к живым организмам, а «гео» — к горным породам, воздуху и воде. Термин «биогеохимия» предложен академиком В. И. Вернадским.
В каждом цикле различают две части или два фонда:
• резервный фонд — большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент;
• подвижный, или обменный, фонд — меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.
Для биосферы в целом все биогеохимические круговороты делят на круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере (океан) и осадочный цикл с резервным фондом в земле.
Слайд 9Азот непрерывно циркулирует в земной биосфере под влиянием различных химических
и нехимических процессов, причем в последнее время связанный азот попадает
в атмосферу в основном благодаря деятельности человека.
http://cdn01.ru/files/users/images/ff/a7/ffa7fb2194d1416fe44ce3ee14f55703.jpg
Слайд 10http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/7b37f70a-9ee7-4683-a523-91e80bfb2229/%5BBOI10_metod%5D_%5BTM_01%5D.htm
Слайд 11Загрязнение (окружающей среды, природной среды, биосферы) — это привнесение в
окружающую среду (природную среду, биосферу) или возникновение в ней новых,
обычно не характерных физических, химических или биологических агентов (загрязнителей), или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах.
Источники загрязнения – природные и антропогенные
Основные природные источники поступления токсикантов в окружающую среду – ветровая пыль, лесные пожары, вулканический материал, растительность, морские соли. Антропогенные источники – это первичное и вторичное производство цветных металлов, стали, чугуна, железа; добыча полезных ископаемых; автомобильный транспорт; химическая промышленность; производство фосфатных удобрений; процессы сжигания угля, нефти, газа, древесины, отходов и др. Антропогенный поток поступления токсикантов в окружающую среду превалирует над естественным (50–80 %) и лишь в некоторых случаях сопоставим с ним.
Слайд 12Виды загрязнения
Химическое загрязнение – изменение естественных химических свойств среды в
результате выбросов промышленными предприятиями, транспортом, сельским хозяйством различных загрязнителей. Загрязняющие
химические продукты классифицируют по источникам поступления, областям применения и характеру воздействия. Другим типом классификации химических продуктов является деление их на природные и несвойственные окружающей среде - ксенобиотики. Ксенобиотиками называют вещества, по своей структуре и биологическим свойствам чуждые биосфере и полученные исключительно в результате химического синтеза.
Странами ООН, участвующими в мероприятиях по улучшению и охране окружающей среды, согласован общий перечень наиболее важных (приоритетных) веществ, загрязняющих биосферу. К их числу обычно относят соединения тяжелых металлов, пестициды, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), хлорорганические соединения (ХОС), нефтепродукты, фенолы, детергенты, нитраты.
Слайд 13Физическое (параметрическое) загрязнение – воздействие, вызывающее отклонение от нормы
физических параметров окружающей среды.
Виды физического (параметрического) загрязнения:
1. Радиоактивное
загрязнение окружающей среды представляет особую опасность для человека и среды его обитания и заключается в поступлении в окружающую среду радиоактивных веществ. Радиоактивное загрязнение происходит в результате ядерных взрывов, попадания в окружающую среду отходов разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т.д.
2. Электромагнитное загрязнение окружающей среды является результатом изменения электромагнитных свойств окружающей среды (электромагнитного фона), возникающего под воздействием линий электропередач высокого напряжения, работы некоторых промышленных установок, природных явлений — магнитных бурь и др. Может привести к местным или глобальным геофизическим аномалиям и изменениям в биологических процессах.
Слайд 143. Вибрационное загрязнение связано с возникновением акустических колебаний разных частот
и инфразвуковых колебаний вследствие работы различных технических сооружений - компрессорных,
насосных станций, вентиляторов, кондиционеров, турбин и т.д. Вибрации являются источником вредных для живых организмов инфразвуковых волн, а также могут воздействовать непосредственно на скелет, передаваться с малым затуханием в любую точку организма и приводить к значительным последствиям, связанным с резонансными явлениями в организме.
4. Шумовое загрязнение - тип физического загрязнения, характеризующийся превышением естественного уровня шумового фона. Шум — сочетание акустических волн различной частоты и интенсивности. Характерно для городов, окрестностей аэродромов, промышленных объектов; негативно воздействует на человека, животных и даже растения.
5. Тепловое загрязнение– техногенное повышение температуры относительно природного фона, в основном, за счёт сжигания ископаемого топлива. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.
Слайд 15Механическое загрязнение – загрязнение среды материалами, оказывающими лишь механическое воздействие
без химических последствий. Может возникать при изъятии грунтов в процессе
дноуглубительных работ, поступлении пыли в атмосферу, свалке строительного мусора на земельном участке.
Биологическое загрязнение выражается преимущественно в бактериальном загрязнении – привнесении в окружающую среду патогенных микроорганизмов. Бактериальному загрязнению способствует поступление большого количества органических веществ с отходами пищевых, целлюлозно-бумажных производств, неочищенными канализационными сточными водами.
К биологическому загрязнению также относят проникновение в экосистемы чуждых растений, животных и микроорганизмов, которое может привести к взрывообразному росту численности вселившихся организмов и иметь непредсказуемые последствия.
Слайд 16Биоиндикация – это определение биологически значимых нагрузок на основе реакций
на них живых организмов и их сообществ. В полной мере
это относится ко всем видам антропогенных загрязнений
Основой задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ. Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.
Биоиндикация может осуществляться на различных уровнях организации живой материи - молекулярном, клеточном, организменном, видовом, экосистемном, биосферном.
Биотестирование - процедура установления токсичности среды с помощью тест - объектов - специально отобранных и выращиваемых живых организмов по изменению показателей их жизнедеятельности – тест-функций. Тест – функциями могут быть: смертность, плодовитость, частота сердцебиения, состав крови, поведение и др.