Контрольная работа по "Экологии"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ МИНИСТЕРСТВА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дальневосточный государственный технический

рыбохозяйственный университет.

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ    РАБОТА

ЭКОЛОГИЯ

                                                                  Вариант №33

 

 

 

 

 

 

                                                                                          Стандартизация и сертификация 081-ст-833

                                                                                          Выполнил студент 5 курса заоч. обучения                                                                                               

                                                                                           Логинов К.В.                                                                      

 

 

 

 

 

ВЛАДИВОСТОК  

2012 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

Учение И.В. Вернадского о биосфере.Роль живого вещества в биосфере 

Способы очистки воздуха от пыли

Лицензия,договор и лимиты на природопользование

Задача

 

 

 

 

Учение В.И.Вернадского о биосфере

Одним из выдающихся естествоиспытателей, который посвятил себя изучению протекающих  в биосфере процессов, был академик                       В.И.Вернадский. Он стал основоположником научного направления, названного им биогеохимией, которое легло в основу современного учения о биосфере.

До  появления  работ В. И. Вернадского  роль живых организмов на Земле представлялась ученым очень скромной. Действительно, казалось бы, какое может быть сравнение  последствий их жизнедеятельности  с мощью внутренних сил планеты, вздымающих высочайшие горы, разверзающих океанские пучины, перемещающих целые  континенты.

В. И. Вернадский доказал, что, как бы слаб ни был каждый организм в отдельности, все они, вместе взятые, на протяжении длительного отрезка времени  выступают как мощный геологический  фактор, играющий существенную роль в  жизни нашей планеты. Геологическая  деятельность живых организмов проявляется  как следствие следующих их особенностей: они теснейшим образом связаны  с окружающей средой и взаимодействуют  с ней в процессе обмена веществом  и энергией; обмен веществ организмов со средой осуществляется в процессе биологического круговорота; суммарный  эффект результатов деятельности организмов проявляется на протяжении очень  длительных (в сотни миллионов  лет) отрезков времени. Таким образом, приоритет в разработке теоретических  основ учения о биосфере принадлежит  отечественным ученым.

По  определениям ученых, возраст Земли  равен приблизительно 5 млрд. лет. Наиболее древние следы живых организмов найдены в Южной Африке (Восточный  Трансвааль), в толще горных пород, возраст которых равен 3,2 млрд. лет. Эти организмы напоминали современных  нитчатых бактерий. Ученые даже дали им название – эобактериум изолятум. Таким образом, можно считать, что  биосфера Земли возникла около трех миллиардов лет назад.

Наземные  организмы появились около 400 млн. лет назад. Это были первые примитивные  растения. С появлением на суше живых  организмов и возникновением растений начинается важнейший этап в истории  развития биосферы. С этого периода  началось их быстрое распространение  по планете, и в настоящее время  Землю населяет огромное количество разнообразнейших растительных и животных организмов.

В 19 веке в России  постепенно складывалось представление о единстве человека и природы, о тех проблемах, с  которыми неизбежно столкнется человечество при необузданном стремлении всецело  подчинить себе природу. Вообще идея цельного знания, основанного на органической полноте жизни, принадлежит русской  философии. Она легла в основу направления общественной жизни, получившего  название «русский космизм». Именно тогда  в научной среде засверкали имена  психолога и физиолога И. М. Сеченова, химика Д. И. Менделеева, почвоведа В. В. Докучаева, основоположника космонавтики К. Э. Циолковского. К плеяде этих выдающихся ученых принадлежит и В. И. Вернадский.

В 1926 году Вернадский опубликовал в Ленинграде книгу под названием «Биосфера», которая ознаменовала рождение новой  науки о природе, о взаимосвязи  с ней человека. В этой работе биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и  управляемая жизнью, живым веществом  планеты.  «Биосфера – организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная  с жизнью». В работах по биосфере ученый показал, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и  биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических  и биологических циклах.

В. И. Вернадский впервые показал, что  химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится  под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью  которых связан великий планетарный  процесс – миграция химических элементов  в биосфере. Эволюция видов, отмечал  ученый, приводящая к созданию форм жизни, устойчива в биосфере и должна идти в направлении увеличения биогенной миграции атомов.

Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку жизни, населенную организмами, составляющими в совокупности живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли –  область системного взаимодействия живого и косного вещества на планете.

Совокупная деятельность живых  организмов в биосфере проявляется  как геохимический фактор планетарного масштаба.

Биосфера  по вертикали разделяется на две  четко обособленные области: верхнюю, освещенную светом, - фотобиосферу (в  которой происходит фотосинтез), и  нижнюю, «темную», - меланобиосферу (в  которой фотосинтез невозможен). На суше граница между ними проходит по поверхности Земли.

Биосфера  охватывает нижнюю часть атмосферы  до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных  слоев океана. В. И. Вернадский отмечал, что «пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования  жизни». На развитие жизни, а, следовательно, и границы биосферы оказывают  влияние многие факторы и прежде всего наличие кислорода, углекислого  газа, воды в ее жидкой фазе. Ограничивают область распространения жизни  и слишком высокие или низкие температуры. Элементы минерального питания  также влияют на развитие жизни. К  ограничивающему фактору можно  отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской  воде примерно в 10 раз). Лишены жизни  подземные воды с концентрацией  солей свыше 270 г/л.

В планетарной  биосфере выделяют континентальную  и океаническую биосферы, которые  отличаются геологическими, географическими, биологическими, физическими и другими  условиями. Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км) или изотермой в 100C⁰ в литосфере (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км). Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км. Таким образом, вертикальная мощность океанической биосферы составляет 17 км, сухопутной до 12 км. Вверх, в атмосферу, биосфера простирается не выше наибольших плотностей озонового экрана, что составляет 22-24 км. Следовательно, предел протяженности биосферы на Земле выражается цифрой 33-35км, хотя теоретически он может быть более широким.

На основе работ В. И. Вернадского  и других исследователей, внесших  большой вклад в изучение биосферы планеты, предлагается различать три основные ее формы:

• формы биологической систематики, включающие популяции, виды, роды, семейства и др., принятые в ботанике и зоологии;
• биогеографические формы – территории, характеризующие географическое распространение и распределение растений и животных, специфику флоры и фауны. Это биогеографические зоны, области и т.д. Отдельно выделяются ботанико-географические и зоогеографические территории, дающие представление о составе и характере флоры и фауны;
• экологические формы, известные под названием экосистем (биогеоценозов), экотопов, биотопов и др. Напомним, что биотоп – это участок с однородными экологическими условиями, занятый определенными биоценозами, экотоп – это место обитания сообщества. В отличие от биотопа, понятие «экотоп» включает внешние по отношению к сообществу факторы среды. Это совокупность абиотических условий неорганической среды данного участка, представляющего собой местообитание конкретного сообщества. Экологические формы определяют специфику изучения биосферы в экологических аспектах.

Вещественный состав биосферы также разнообразен. В. И. Вернадский включает в него семь глубоко разнородных, но геологически не случайных частей:

-живое вещество;

-биогенное вещество – рождаемое и перерабатываемое живыми организмами (горючие ископаемые, известняки и т. д.);

-косное вещество, образуемое без участия живых организмов (твердое, жидкое и газообразное);

-биокосное вещество – косное вещество, преобразованное живыми организмами (вода, почва, кора выветривания, илы);

-вещество радиоактивного распада (элементы и изотопы уранового, ториевого и актиноуранового ряда);

-рассеянные атомы земного вещества и космических излучений;

-вещество космического происхождения в форме метеоритов, космической пыли и др.

 

В строении и морфологии исключительно важное значение для развития живого вещества имеют следующие ее элементы (сверху вниз):

•             слой живого вещества, так называемая «пленка жизни»;
• педосфера, или почвенный покров;
• ландшафтно-экологические системы – функциональные системы, включающие живые организмы и среду их обитания;
• кора выветривания, т. е. зона разрушения и преобразования горных пород, их минерально-геохимических изменений в верхней части земной коры под воздействием различных факторов;
• древняя биосфера (палеобиосфера) – комплекс горных пород, рельефа и других ландшафтных компонентов, залегающих ниже современной биосферы и погребенных под ее новейшими образованиями. Это горные породы, рудные и нерудные минералы, химические элементы, широко используемые в промышленности;
• многочисленные минералы верхней части земной коры и биосферы: глины, известняки, бокситы и т. д.;
• природные воды осадочной оболочки;
• миллионы органических и органоминеральных соединений: уголь, графит, гумусовые вещества, нефть, природные газы;
• минеральные ресурсы биосферы и земной коры, распространенные в форме свободных элементов: меди, серебра, золота, висмута, платины и т. д. Все они – главный источник сырья для металлургии, химической промышленности и многих других отраслей. Их добыча и использование в экономике растут год от года.

Из  сказанного вытекает, что биосфера является результатом  сложнейшего  механизма геологического и биологического развития косного и биогенного вещества. С одной стороны, это среда  жизни, а с другой – результат  жизнедеятельности. Главная специфика  современной биосферы – это четко  направленные потоки энергии и биогенный (связанный с деятельностью живых  существ) круговорот веществ.

Разрабатывая  учение о биосфере, В.И. Вернадский пришел к выводу, что главным трансформатором  космической энергии является зеленое  вещество растений. Только они способны поглощать энергию солнечного излучения  и синтезировать первичные органические соединения . Для объяснения большой  суммарной энергии биосферы ученый произвел расчеты, которые действительно  показали огромное значение фотосинтезирующих  растений в создании общей органической массы. Ученый подсчитал, что поверхность  Земли составляет меньше одной десятитысячной поверхности Солнца. Общая же площадь  трансформационного аппарата зеленых  растений в зависимости от времени  года составляет уже от 0,86 до 4,2% площади  поверхности Солнца. Разница колоссальная. Этот зеленый энергетический потенциал  и лежит в основе сохранения и  поддержания всего живого на нашей  планете.

В.И. Вернадский так же, как и Ламарк 140 лет назад попытался дать главные  исчерпывающие признаки каждого  царства живого. И чем больше он вникал в проблему, тем более ясно становилось, что вырисовывается новый  разрез мира. В.И. Вернадский составил таблицу из 16-ти пунктов, где рассмотрел несходство живого и неживого в физическом, химическом и термодинамическом  смысле.

Анализ  таблицы показывал, что в природе  нет никаких переходов от неживого к живому: они настолько противоречивы, что живое ни при каких условиях не может происходить от неживого. Организм и косную материю разделяет  непроходимая стена. Принцип итальянского естествоиспытателя и врача Франческо  Реди, гласящий, что живое происходит только от живого, между живым и  неживым веществом проходит резкая граница, хотя и имеется постоянное взаимодействие, - получил свое подтверждение .

 

Роль живого вещества в биосфере. Биосфера, согласно учению В.И.Вернадского, есть целостное единство, планетарная система, все элементы которой взаимосвязаны и взаимодействуют. В этой системе центральную роль играет живое вещество, поскольку с ним генетически связаны и образованы из него все структурные части биосферы благодаря прошлой или настоящей деятельности живых организмов. Окружающая живое вещество физико-химическая среда изменена вследствие его функционирования до такой степени, что биотические и абиотические процессы оказались неразделимыми. В результате их взаимовлияния живые организмы преобразуют среду своего обитания или поддерживают ее в таком состоянии, которое удовлетворяет условиям их существования. Выполняя средообразующие функции, живые организмы контролируют состояние окружающей среды.

Средообразующая роль живого вещества в биосфере имеет, по В.И.Вернадскому, химическое проявление и выражается в соответствующих  биогеохимических функциях, которые  свидетельствуют об участии живых  организмов в химических процессах  изменения вещественного состава  биосферы. Живое вещество выполняет  следующие биогеохимические функции: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека (Вернадский, 1965).