168626 (Взаємозв’язок біосфери та агросфери як її складової)

Реферат

На тему: Взаємозв’язок біосфери та агросфери як її складової

Зміст

Біосфера та ноосфера

Роль В.І. Вернадського у вивченні біосфери та ноосфери

Агросфера як складова біосфери

Екологічна ситуація в агросфері України

Світові традиції землеробства

Біосфера та ноосфера

3,5 млрд. років тому в первісному океані Землі під впливом ультрафіолетового та проникаючого випромінювань, а також електричних грозових розрядів почалося утворення перших органічних з'єднань – "органічного бульйону", за виразом академіка А.І. Опаріна. Зі зростанням концентрації цього розчину деякі органічні молекулі, об'єднуючись, стали утворювати коацерватні краплі, ізольовані від оточуючого їх середовища і котрі використовували речовини, що входили до його складу, для збільшення свого розміру. Так виникли молекули, здатні самовідтворюватися, що означало народження Життя.

Перші організми живилися оточуючим їх органічним розчином, однак настав час, коли його запаси почали вичерпуватися, а вільного кисню – найкращого окислювача – практично не було, І перші організми змушені були отримувати енергію завдяки процесу бродіння. Однак цей процес малоефективний і вимагає великої кількості їжі. Тому життя було приречене на голодну смерть. Єдина можливість перетворення скінченної речовини в нескінченну – включення її в кругообіг. Тому внаслідок природного відбору утворилися фотосинтезуючі організми, котрі не живилися готовою органічною речовиною, а створювали її самі, використовуючи сонячне світло для перетворення вуглекислого газу, мінеральних солей та води. Відходом цього способу живлення став кисень, котрий, по-перше, зробив можливою появу багатоклітинних представників тваринного світу, які потребують енергії з готових органічних речовин шляхом їх окислення, і, по-друге, створив захист від згубного для білкових з'єднань, впливу ультрафіолетового випромінювання, оскільки деяка частина вільного кисню перетворилася в озон, що є потужним його поглиначем. Таким чином живі істоти отримали можливість вийти з води, котра захищала їх від впливу випромінювання, на суходіл і поступово поширились на всій планеті.

Так утворилося замкнене коло взаємозалежних та взаємо-пристосованих організмів і процесів, серед котрих немає жодного зайвого, оскільки кожен виконує свою функцію: відходи життєдіяльності одного є умовою життя іншого.

Тварини не могли б харчуватися та дихати без допомоги рослин. Однак і рослини без тварин дуже швидко загинули б, оскільки нікому було б переробляти та розкладати утворену органіку на воду, вуглекислий газ та мінеральні солі, запобігаючи засміченню планети відмерлими залишками та відтворюючи запаси поживних речовин для нових поколінь рослин. Живі організми беруть також участь у загальному круговороті речовин в природі і формуванні планети.

Отже, тварини та рослинні організми своєю діяльністю за життя та біомасою після смерті мільярди років створювали та вдосконалювали умови, сприятливі для життя, тобто біосферу, перш ніж з'явилася людина, котра через кілька сотень тисяч років стала руйнувати її своєю нерозумною діяльністю.

На підставі праць В.І. Вернадського та його послідовників використовується визначення біосфери як загальнопланетної оболонки, до складу якої належать_нижні шари атмосфери, гідросфера, та верхні шари літосфери, її склад і будова зумовлені сучасною і минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів. Вона є наслідком взаємодії її живих і неживих компонентів, акумуляції і перерозподілу в ній величезної кількості енергії та є термодинамічне відкритою, самоорганізованою, саморегульованою, динамічно зрівноваженою, стійкою, мозаїчною геометричною), глобальною системою.

Поняття біосфера (від грець, bios – життя + sphairo – cфepa, куля) близько підійшов французький біолог Ж.Б. Ламарк 1802). Але сам термін "біосфера" вперше застосував австрійський геолог Е. Зюсс (1875). Він же виділив біосферу як окрему оболонку Землі, охоплену життям, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери. Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері та верхній частині літосфери, в цілому складаючи плівку життя (сферу) на нашій планеті. Верхня межа біосфери сягає 85 км над поверхнею Землі. На таких висотах (у стратосфері) під час запусків геофізичних ракет у пробах повітря виявлено спори мікроорганізмів. Нижня межа біосфери сягає глибин літосфери, де температура становить 100°С (у молодих складчастих областях – це приблизно 1,5-2 км і на кристалічних щитах – 7-8 км).

Отже, область існування живих організмів на Землі називають біосферою (сферою життя).

Верхня межа біосфери, за В.І. Вернадським, є променевою, а нижня – термічною. Променева межа зумовлена наявністю жорсткого короткохвильового випромінювання, від якого життя на Землі захищає озоновий шар, термічна – наявністю високих температур і знаходиться на суші в середньому на глибині 3-3,5 км від земної поверхні. Таким чином, загальна товщина цієї земної оболонки повинна була б становити кілька десятків кілометрів

Цікаві узагальнення з приводу параметрів біосфери наводить Ф JL Шипунов (1980). За його даними, найбільшу товщину біосфера має на тропічних широтах – 22 км, найменшу – на полярних – 12 км. Приблизна маса біосфери становить 3x1024 г, а об'єм – 10х1024 см3, в тому числі літосфери – 0,6х1024 см3, гідросфери – 1,4x1024 см3 і тропосфери – 8x1024 см3 (приблизна маса тропосфери – 0,004хЮ24 г, гідросфери – 1,4хЮ24 г, а літосфери товщиною 3 км на суші і під дном океану – 0,5 км маса 1,6 х 1024 г). Приблизна маса біосфери становить 0,05% від маси Землі, а об’єм – 0,4% від об'єму Землі, включаючи до останнього атмосферу, товщину в 2000 км від рівня геоїда

Процеси, які відбуваються у біосфері та в оточуючому її оточуючому середовищі, породжуються і підтримуються, з одного "оку космічними, а з другого – земними факторами, пов'язаними з особливостями Землі, як планети (напруженість гравітацій магнітного полів, особливості її речовини, випромінювання тощо). Взаємодія цих двох факторів створює єдиний утвір – систему Землі (Шипунов). Біосфера є структурною частиною цієї складної планетної системи. І якщо її жива речовина формує для себе найсприятливіше середовище існування і розвитку – біосферу то остання перетворює своє планетне середовище таким чином і в таких розмірах, щоб мати максимальну стійкість своєї структурної організації. Тому біосферу треба розглядати не лише як область розвитку живої речовини на Землі, але й як область, що трансформує своє близьке оточення в невід'ємне від неї екологічне планетне середовище.

Роль В.І. Вернадського у вивченні біосфери та ноосфери

Наш геніальний співвітчизник – перший президент Академії Наук України Володимир Іванович Вернадський був у числі перших, хто сприймав Землю як єдиний живий організм, в якому, на перший погляд, зовсім різні процеси у трьох зовнішніх сферах Землі – літосфері, гідросфері і атмосфері – тісно пов'язані між собою.

Володимир Вернадський – великий український натураліст і філософ XX сторіччя. Народився 12 березня 1863 року у Петербурзі в сім'ї українського економіста, професора Івана Вернадського, помер б січня 1945 року. І за походженням, і за національною самовідданістю Вернадський був українцем, багато зробив Для відродження України, її культури і науки. Зокрема, він був організатором і першим президентом Всеукраїнської Академії Наук, Національної книгозбірні України, Комісії з вивчення продуктивних сил України тощо. Всесвітню славу вченому принесли створені ним вчення про біосферу та ноосферу.

У своїй праці "Декілька слів про ноосферу", яка з'явилася у 1944РоЦі, у концентрованому вигляді викладено його бачення еволюційно-історичного процесу, перспектив майбуття людства як космічного феномена

В.І. Вернадський одним із перших усвідомив величезний перетворюючий вплив живих організмів на усі три зовнішні оболонки Землі в планетарному масштабі, тісну взаємодію і взаємозалежність усіх форм життя. Це дало йому поштовх до створення всеохоплюючої теорії біосфери, тобто тієї частини зовнішніх оболонок нашої планети, яка безпосередньо пов'язана з існуванням життя на Землі. Вернадський В.І. (1934) дав таке визначення біосфери: "Біосфера являє собою оболонку життя – область існування живої речовини".

Вернадський особливо виділяє перетворюючий вплив на . Землю однієї з форм життя – людини через її розумну діяльність ' і передбачає швидке зростання глибини і масштабів цього Впливу. Природні об'єкти, які вже зазнали впливу людської діяльності, він відносить до "ноосфери" тобто до "сфери розуму" і передбачає, що ноосфера буде швидко розширюватись, охоплюючи все більшу частину Землі – від глибоких її надр до найвищих

шарів атмосфери.

В золотий фонд світової науки увійшла робота В.І. Вернадського "Декілька слів про ноосферу", яка з'явилася у 1944 р. Тут у концентрованому вигляді викладено його бачення еволюційно-історичного процесу, перспектив майбуття людства як космічного феномена. Стверджується, що під впливом розвитку науки і пізнання біосфера має стати ноосферою, тобто цариною розуму, де панують закони мудрості і гармонії.

Він писав: "Людство, взяте в цілому, стає могутньою геологічною силою. Й перед ним, перед його думкою та працею, постає питання про перебудову біосфери в інтересах вільно мислячого людства як єдиного цілого".

В.І. Вернадський вважав, що ноосфера – це такий стан біосфери, в якому повинні проявитися розум і спрямована ним праця людини як нова, не бувала на планеті, геологічна сила.

Очевидно, що ноосфера в просторі значною мірою перекривається з біосферою, але не тотожна їй. Темпи розвитку ноосфери незрівнянно вищі від темпів змін біосфери.

Але життя на Землі безпосередньо залежить також від низки космічних факторів, найголовнішим (але далеко не єдиним) з яких завжди вважалось випромінювання Сонця. Усвідомлення перетворюючого впливу життя на одне з космічних тіл – планету Земля і безпосередній зв'язок земного життя з космічними факторами дозволили В.І. Вернадському висловити свою всесвітньовідому тезу: життя на Землі – явище космічне. На його думку, зародки життя заносяться з космосу на всі планети, які виникають v Всесвіті, а далі за сприятливих умов різні форми життя можуть еволюціонувати, урізноманітнюватись і вдосконалюватись – залежно від конкретних умов даної планети, посилаючи в свою чергу зародки життя у космос на усі інші планети Всесвіту.

Агросфера як складова біосфери

Агросфера як складова біосфери, чинник добробуту людства та одна з причин екологічної кризи. Як уже зазначалося, вчення про біосферу створив В.І. Вернадський. Біосфера – нижня частина атмосфери, вся гідросфера, верхня частина літосфери, яка є зоною існування і функціонування живої речовини або зачеплена життєдіяльністю живих організмів (у тім числі в історичному минулому); активна оболонка Землі, в якій сукупна діяльність живих організмів проявляється як геохімічний чинник планетарного масштабу. В межах цієї глобальної екосистеми взаємодіють жива і нежива речовини.

Найважливішими компонентами біосфери є жива речовина (рослини, тварини і мікроорганізми), біогенні речовини (органічні й ор-гано-мінеральні продукти, створювані живими організмами упродовж геологічної історії – кам'яне вугілля, нафта, торф та ін.), неживі речовини (атмосфера, гірські породи неорганічного походження, вода); безживні речовини (продукт синтезу живого і неживого, тобто осадові породи, ґрунт, мул).

Сільськогосподарською екосистемою найвищого рівня вважають агросферу – поверхню суходолу, залучену до сільськогосподарського виробництва.

Агросфера – продукт сільськогосподарської діяльності людини – головний компонент антропогеоценозів і складова частина біосфери. В усі часи забезпечення продуктами харчування населення Землі, чисельність якого постійно зростає, було найважливішим завданням. І хоча виробництво харчових продуктів у світі неухильно зростає, ця проблема залишається гострою в багатьох країнах.

Із сотень тисяч видів рослин і тварин, що живуть на Землі, лише декілька сотень видів і сортів основних сільськогосподарських культур і порід тварин використовують люди для виготовлення продуктів харчування. Крім того, виробництво і забезпечення населення продуктами харчування значною мірою залежить від випадкових явищ: екстремальних умов погоди (засухи, суховії, морози, град, вимокання та ін.), епіфітотій та епізоотій серед сільськогосподарських рослин і тварин, забруднення навколишнього середовища понад допустимі норми.

Ріст чисельності населення планети спричинює необхідність значного збільшення обсягів продуктів харчування, що призводить до посилення антропогенного тиску на природні екосистеми.

У своєму прагненні взяти від природних ресурсів якомога більше для забезпечення зростаючих потреб суспільства людина в процесі сільськогосподарського виробництва дедалі енергійніше втручається в екологічну рівновагу, яка складалася тисячоліттями. XX ст. ознаменувалося різким прискоренням і посиленням такого вторгнення: вирубування лісів, різке збільшення площ розораних територій, будівництво гігантських гідротехнічних споруд і систем, часто без належного екологічного обґрунтування, зміна екологічних умов існування біоти зростаючими обсягами застосування хімічних засобів (добрива, пестициди тощо). У результаті розвинулись деградація ґрунтового і рослинного покривів, забруднення повітря, ґрунтів, водойм, спустелення, зменшилась біологічна різноманітність на Землі та ін. Людина своєю господарською діяльністю вийшла на глобальний рівень впливу на біосферу. Незважаючи на деяке збільшення виробництва продуктів харчування в розрахунку на душу населення загалом на Землі, в багатьох країнах сотні мільйонів людей недоїдають і сотні тисяч вмирають від голоду.

У матеріалах конференції ООН з навколишнього середовища і розвитку (Ріо-де-Жанейро, 1992) наведено дані, що прибуток 1,1 млрд. жителів Землі становить менш ніж 1 долар США в день.

Екологічна ситуація в агросфері України

Загальний стан сільського господарства в Україні характеризується спадом виробництва продукції, виснаженням землі, різким зменшенням поголів'я худоби, погіршенням матеріально-технічної бази.