Какова концентрация живого вещества в различных структурах биосферы? Где большая часть растений на планете сконцентрирована

Какова концентрация живого вещества в различных структурах биосферы?

Общая биомасса живого вещества составляет, по разным расчетам, от 1800 до 2500 млрд т (в среднем около 2000 млрд т) . Более 90% приходится на биомассу наземных растений (фитомассу) , остальное - на водную растительность и гетеротрофные организмы. Таким образом, основная роль в живом веществе Земли принадлежит автотрофным растениям суши. Географическое распределение автотрофных организмов крайне неравномерно: оно зависит от количества тепла и влаги. Так, главные запасы фитомассы приходятся на тропические области (более 55%), где они достигают 650 т/га. В полярных и пустынных областях запасы фитомассы составляют всего 1-2%, обычно не превышая 1-2 т/га. Биомасса гетеротрофных организмов суши, прежде всего животных (зоомасса) , во много раз меньше биомассы растений. В разных биогеоценозах зоомасса составляет от 0,05% до 5% (в среднем 2-3%) всей биомассы. При этом наиболее высока биомасса почвенных микроорганизмов и беспозвоночных, а доля наземных позвоночных в общей зоомассе - всего от 0,2% до 4% (то есть в сотни раз меньше) . Составляя незначительную долю биомассы, животные суши тем не менее играют существенную роль в регулировании процессов, происходящих в отдельных биогеоценозах и биосфере в целом (стаи саранчи или стада антилоп) . Биомасса Мирового океана существенно меньше, чем биомасса суши ( в несколько сотен раз) , причем здесь наблюдается обратное соотношение запасов биомассы растений и животных. Фитомасса (водоросли и фитопланктон) составляет всего около 0,2 - 0,3 млрд т, в то время как зоомасса достигает 5-6 млрд т (в 20 раз больше) . Количество фитомассы океана ограничивается количеством питательных или биогенных веществ (то есть дающих жизнь элементов).

otvet.mail.ru

Раздел 7 - Стр 4

Богатство флоры, фауны и микромира экосистемы расширяет возможности саморегуляции численности отдельных популяций в биогеоценозе, поскольку исчезнувший вид замещается ви­дом, имеющим сходную экологическую нишу. Вид-дублер обычно менее специализирован, однако более адаптивен. Так, копытных в степи замещают грызуны; на мелководных озерах и болотах аистов и цапель замещают кулики и т. п. При этом решающую роль играет не систематическое положение, а близость экологических функций организмов. Вместе с тем увеличение численности особей одной из популяций сопровождается усилением внутривидовой и межвидовой борьбы.

Однако биогеоценозы, характеризующиеся изобилием видов, не являются застывшими систе­мами, так как уже давно подсчитано, что исчезновение одного вида растений влечет за собой ги­бель десяти видов животных, связанных с ним, поэтому экосистема, утратившая несколько видов, не является прежней, а переходит в новое равновесное состояние.

Экосистемы с малым видовым разнообразием подвержены большим колебаниям численности доминирующих видов, как это происходит в тундрах и пустынях, и в особенности в эксплуатиру­емых человеком агробиогеоценозах с монокультурами. Такая неустойчивость является следствием простоты пищевых цепей и ограниченных возможностей саморегуляции.

Тем не менее, и тундры, и пустыни в отсутствие интенсивной антропогенной нагрузки способ­ны к длительному существованию, тогда как агроэкосистемы полностью деградируют без вмеша­тельства человека. Одной из главных причин неустойчивости агроэкосистем является разрывание человеком естественных потоков веществ и энергии, поскольку часть энергии он вносит в био­геоценоз с удобрениями, а значительную часть органических веществ изымает для своих нужд. В тропических же лесах большая часть биогенных элементов находится в живых организмах, и они тут же включаются в круговорот вновь благодаря деятельности редуцентов.

Постоянство важнейших экологических параметров часто обозначают как гомеостаз экоси­стемы. Устойчивость экосистемы, как правило, тем больше, чем больше ее размеры и чем богаче и разнообразнее ее видовой и популяционный состав, чем выше способность к саморегуляции, и чем более полон круговорот веществ в ней. Стремясь к поддержанию гомеостаза, экосистемы тем не менее способны к изменениям, развитию, к переходу от более простых к более сложным формам.

Изменения в экосистемах под влиянием деятельности человека

Хозяйственная деятельность человека является одним из наиболее существенных факторов воздействия на экосистемы. Она оказывала давление на экосистемы в течение продолжительного времени, однако только в последние два века последствия этой деятельности стали катастрофиче­скими, вследствие чего на Земле практически не осталось девственных территорий.

Изменения в экосистемах под действием человеческой деятельности происходят намного бы­стрее, чем под действием других факторов, иногда они являются вообще катастрофическими, как вырубка лесов, распашка земель, возведение плотин и создание водохранилищ, осушение болот и т. д.

Однако даже не такие резкие воздействия приводят к далеко идущим последствиям. Напри­мер, на лугах, где производится регулярный выпас скота, из-за вытаптывания, выедания отдель­ных видов растений и накопления экскрементов происходит вытеснение одними видами растений и животных других, и ранее цветущий луг становится малоценным по своим качествам.

Завоз единственного чужого вида на территорию может привести к экологической катастрофе. Так, вследствие завоза коз в начале XVI века на о. Св. Елены сохранился единственный в мире экземпляр растения Trochetia erytroxylon, не говоря уже о кроликах и кактусах в Австралии, серой крысе в Европе и т. д.

Даже простая прогулка по лесу приводит к изменению среды, так как повреждаются растения травяного яруса и подрост, исчезают собираемые грибы, ягоды и красивоцветущие растения, вы­таптывание сопровождается уплотнением почвы и нарушением роста корней и корневищ, а лес­ные растения вытесняются луговыми.

Агроэкосистемы, их основные отличия от природных экосистем

В отличие от естественных экосистем — лесов, лугов, озер, рек, болот, биогеоценозы, соз­данные человеком, называются искусственными, как, например, парки, лесозащитные полосы, водохранилища, пруды и др. К ним относятся и агробиогеоценозы, или агроэкосистемы — создан­ные для получения сельскохозяйственной продукции и искусственно поддерживаемые человеком экосистемы. В качестве агроценозов рассматриваются в основном поля, огороды, сады, пастбища, а иногда к ним относят парки, пруды и т. д. Агроэкосистемами занято около 10% поверхности суши, при этом всего шесть видов растений, возделываемых на них, составляют 80% рациона питания человечества.

Как и в естественных экосистемах, в них существуют продуценты, консументы и редуценты. Продуцентами в агроэкосистемах являются растения, интересующие человека с точки зрения его хозяйственных потребностей (пшеница, картофель, соя, лен и др.), консументами — насекомые, птицы, зайцы, лисы и др., а редуцентами — грибы и бактерии. Таким образом, как и естествен­ные экосистемы, агробиогеоценозы характеризуются видовым разнообразием и имеют выражен­ную трофическую структуру.

Регуляция данного типа биогеоценоза также является прерогативой человека, который не только борется с сорняками и вредителями, но и производит мелиорационные работы, вносит удо­брения для повышения урожайности, заменяет сорта и виды растений, выращиваемые на одном и том же месте и т. д., создавая наиболее благоприятные условия только для интересующего его вида растений.

В целом, агроэкосистемы неустойчивы и не могут существовать без вмешательства человека, так как в процессе селекции культурных растений устойчивость к действию факторов среды была принесена в жертву урожайности, а результатом малого видового разнообразия являются отсут­ствие дублирования экологических ниш и хрупкость пищевых сетей. Поэтому растения агроце­нозов в случае выведения этих земель из сельскохозяйственного оборота будут быстро вытеснены сорняками, и на заброшенных пахотных землях будет наблюдаться вторичная сукцессия.

7.5. Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Живое вещество, его функции. Особенности распределения биомассы на Земле. Эволюция биосферы.

Биосфера — глобальная экосистема

Биосфера — область существования и жизнедеятельности ныне живущих организмов, которая пронизывает нижние слои атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Помимо среды обитания, в понятие биосферы включается и вся совокупность живых организ­мов, населяющих ее и обеспечивающих ее функционирование. Биосферу можно рассматривать и как многоуровневую систему элементарных экосистем — биогеоценозов.

Распространение жизни в географических оболочках Земли зависит от ряда факторов. Так, в атмосфере нарастание силы земного тяготения по мере приближения к Земле и ослабление ко­мического излучения озоновым экраном обусловливает наличие условий, пригодных для жизни, в пределах 20 км над уровнем моря. В гидросфере живые существа обнаружены до глубин 11 км и более (Марианская впадина). В литосфере же они проникают на глубину 5—6 км (в среднем до 2-3 км).

Способность биосферы как открытой системы, зависящей от поступления энергии извне, обе­спечивать улавливание и прохождение потока энергии, а также круговорот веществ на планете делает ее глобальной экосистемой.

Большие круговороты веществ на уровне биосферы, являющиеся совокупностью малых кру­говоротов и представляющие собой совокупность путей перемещения веществ через живые орга­низмы и среду их обитания, называются биогеохимическими циклами. Биогеохимические циклы гораздо более замкнуты, нежели малые круговороты на уровне биогеоценозов. Неполная зам­кнутость биогеохимических циклов (95—98%) сыграла огромную роль в накоплении биогенных элементов в земной коре.

Стадии различных биогеохимических циклов протекают с неодинаковой скоростью, да и пол­ного повторения каждого цикла добиться невозможно, поскольку вся природа постоянно нахо­дится в процессе изменения. Тем не менее все биогеохимические циклы в природе взаимосвязаны и обеспечивают существование жизни.

Биогеохимические циклы напоминают колеса водяной мельницы, которые под действием потока энергии Солнца обеспечивают перемещение, видоизменение и перераспределение энер­гии и веществ в биосфере. Сам термин «биогеохимический цикл» был введен в начале XX века В. И. Вернадским.

«Лопатками» на «колесах» биогеохимических циклов служат различные экологические груп­пы организмов — продуценты, консументы и редуценты, от соотношения которых в биосфере зависит как улавливание солнечной энергии, так и полнота оборота веществ. Для обеспечения устойчивого потока энергии и круговорота веществ в биосфере необходимы не только видовое раз­нообразие организмов, но и саморегуляция этой глобальной экосистемы благодаря существованию многочисленных прямых и обратных связей.

Термин «биосфера» в значении «зоны жизни» и внешней оболочки Земли впервые был упо­треблен Ж.-Б. Ламарком в 1802 году, однако его трактовку, близкую к современной, предложил в 1875 году австрийский ученый Э. Зюсс.

Учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере

Разработка учения о биосфере как сложной многокомпонентной планетарной системе связан­ных между собой значительных биологических комплексов, а также химических и геологиче­ских процессов, происходящих на Земле, — заслуга великого русского ученого В. И. Вернадского (1864-1945). В отличие от других сфер Земли, в пределах биосферы мощнейшим геологическим фактором, преобразующим глобальную экосистему, выступают живые организмы, обеспечиваю­щие направленный поток энергии и функционирование биогеохимических циклов.

Согласно теории В. И. Вернадского, биосфера состоит из четырех компонентов: живого, био­генного, биокосного и косного веществ.

Живое вещество является совокупностью ныне живущих организмов.

Биогенное вещество представляет собой разнообразные органические остатки, в том числе и не полностью разложившиеся (детрит, торф, уголь, нефть и газ биогенного происхождения).

Биокосное вещество — это уже разнообразные смеси биогенных веществ с минеральными по­родами абиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных карбонатов).

Несмотря на то, что человечество является частью биосферы, в последние два века оно ста­ло не менее мощным геологическим фактором, нежели все остальное живое вещество. В связи с этим французский философ Э. Jlepya в 1927 году ввел термин «ноосфера» в значении уже су­ществующего «мыслящего пласта». Однако, согласно учению о ноосфере, также разработанному В. И. Вернадским, ноосфера — это высший этап развития земной природы, результата совместной эволюции природы и общества, направляемой человеком; будущее биосферы, когда она, благо­даря разумной деятельности и могуществу человека, приобретет новую функцию — функцию гармоничной стабилизации условий жизни на планете. Согласно В. И. Вернадскому, главная цель в построении ноосферы заключается в неизменности того типа биосферы, в которой возник и мо­жет существовать человек как вид, сохраняя свое здоровье и образ жизни.

Эпохе ноосферы должна предшествовать глубокая социально-экономическая реорганизация общества, изменение его ценностной ориентации. К идее ноосферы примыкают соображения В. И. Вернадского о возможности в будущем достижения человеком состояния автотрофности как средства независимости от органических ресурсов.

Несмотря на то что многие авторы не относят ноосферу в будущее, а считают ее совсем близкой или уже формирующейся, если принять во внимание все еще продолжающуюся разрушительную хозяйственную деятельность человека, то ноосфера является гипотетической стадией развития биосферы, когда в будущем разумная деятельность людей станет главным определяющим факто­ром ее устойчивого развития.

Гармония антропогенной деятельности человека и природы возможна только при осущест­влении контроля численности человечества, ограничении чрезмерных потребностей людей, ра­ционализации использования природных ресурсов, использовании только экологически целесо­образных промышленных технологий с максимальной переработкой и применением вторичных материальных и технологических ресурсов, осуществлении глобального экологического монито­ринга окружающей природной среды и др.

Живое вещество, его функции

Совокупность всех живых организмов планеты образует биомассу, или живое вещество Земли. Его сухая масса оценивается приблизительно в 1,8-2,5 1012 т. Это кажущееся невероятным ко­личество на самом деле составляет всего лишь 0,01 % массы земной коры, однако еще В. И. Вер-надский отмечал, что на земной поверхности нет иной химической силы, которая бы действовала более постоянно, а поэтому и более могущественной по своим конечным результатам, чем живое вещество.

И действительно, роль живых организмов в процессах, происходящих на планете, огромна. Хорошо известно, что весь кислород в атмосфере имеет биогенное происхождение, панцири от­мерших морских и пресноводных одноклеточных образовали в течение миллионов лет такие оса­дочные породы, как известняки и диатомит, а без бактерий, грибов, водорослей и почвенных одноклеточных невозможно формирование плодородного слоя почвы. Живое вещество ежегодно воспроизводит около 10% биомассы, а это 232,5 х 109 т сухого органического вещества, при этом в фотосинтез вовлекается 46 х 109 т углерода, для чего они пропускают через себя 170 х 109 т ди­оксида углерода и 68 х 109 т воды. Кроме того, в процесс вовлекается 6 х 109 т азота, 2 х 109 т фос­фора в год, а также тысячи тонн калия, кальция, магния, серы, железа и других химических элементов.

Изучение деятельности живого вещества позволило В. И. Вернадскому выделить девять вы­полняемых им биогеохимических функций, в настоящее время к ним относят энергетическую, га­зовую, окислительно-восстановительную, концентрационную, деструктивную, средообразующую и др.

Энергетическая — связана с обеспечением поглощения солнечной энергии, ее аккумуляции в химических связях органических соединений и передаче по цепям питания и разложения, что, в конечном итоге, позволяет живому веществу выступать движущей силой геологических про­цессов.

Газовая — заключается в изменении газового состава атмосферы в процессе фотосинтеза и ды­хания. Ее осуществляют растения и некоторые бактерии, которые в процессе фотосинтеза выделя­ют в атмосферу кислород и поглощают углекислый газ, тогда как все без исключения организмы поглощают кислород и выделяют углекислый газ в процессе дыхания. Часть бактерий способна также в процессе жизнедеятельности выделять азот, его оксиды, сероводород и др. Благодаря де­ятельности живых организмов не только сформировался, но и поддерживается постоянный состав атмосферы.

Окислительно-восстановительная — обусловлена окислением и восстановлением различных элементов в почве и гидросфере живыми организмами, что сопровождается образованием солей, оксидов и свободных соединений, а в конечном итоге, известняков, бокситов и различных руд.

Концентрационная — связана с избирательным извлечением и накоплением в живом веще­стве химических элементов (углерода, водорода, азота и др.). Некоторые из них являются специ­фическими концентраторами определенных элементов: многие морские водоросли — йода, люти­ки — лития, ряска — радия, диатомовые водоросли и злаки — кремния, которые затем переходят в залежи полезных ископаемых.

Деструктивная — проявляется в завершении биологического круговорота веществ, посколь­ку в процессе жизнедеятельности организмов-редуцентов происходит разрушение (деструкция) отмерших остатков и продуктов жизнедеятельности до неорганических веществ, которые могут быть вновь вовлечены в биогенную миграцию атомов.

Средообразующая — обусловлена преобразованием состава окружающей среды в процессе жизнедеятельности биомассы, например, формированием состава атмосферы, накоплением солей в гидросфере, почвообразованием и регуляцией климатических изменений.

Особенности распределения биомассы на Земле

Несмотря на то, что живые организмы встречаются в биосфере повсеместно, как уже упоми­налось выше, их распределение в пространстве является отнюдь не равномерным: подавляющая часть жизни сосредоточена в основном на суше, тогда как биомасса океана составляет около 0,13%, не говоря уже об атмосфере.

Более 99% биомассы организмов суши составляют продуценты (в основном растения), тогда как на долю консументов и редуцентов приходится менее 1 % (животные и микроорганизмы со- отвественно). Продуценты суши, как по систематической принадлежности, так и по биомассе, в большинстве своем относятся к высшим растениям, тогда как в океане это в основном мелкие одноклеточные водоросли. Однако и на суше они встречаются не равномерно: наибольшие видовое разнообразие, биомасса и продуктивность характерны для тропических влажных лесов и болот, тогда как пустыни практически безжизненны.

В океане наблюдается иная картина: на долю растений приходится около 6 %, а животные, бактерии и грибы составляют свыше 93 %. Такая пропорция продуцентов, консументов и реду­центов обусловливает и низкую продуктивность открытого океана, просторы которого можно счи­тать полупустынными. Тем не менее, именно океан является основным поставщиком первичной продукции на планете благодаря огромной его протяженности и тому, что значительная часть энергии, запасенной продуцентами в виде химических связей органических веществ, не расходу­ется на процессы жизнедеятельности, а оседает на дно.

Биологический круговорот и превращение энергии в биосфере, роль в нем организмов разных царств

Энергия и вещества, поступающие извне в экосистемы в процессе их существования, подвер­гаются многочисленным изменениям и переходят из одной формы в другую. Поток энергии через экосистему не может быть замкнутым, поскольку солнечная энергия, хотя и переходит в энергию химических связей благодаря деятельности продуцентов, однако большая ее часть рассеивается в процессе жизнедеятельности отдельных компонентов биогеоценозов, и лишь незначительная доля депонируется в виде залежей полезных ископаемых (нефть, газ, торф). Энергия (солнечная и высвобождаемая в геологических процессах) является движущей силой круговорота веществ в отдельных биогеоценозах и биосфере в целом.

В течение коротких промежутков времени — от одного до нескольких лет — можно наблюдать почти циклические процессы превращений веществ и отдельных химических элементов при полу­чении ресурсов и переработке отходов в экосистемах, тогда как в более длительной перспективе обнаруживается, что данные процессы замкнуты не полностью, поскольку они и депонируются в геосферах Земли, и выносятся в другие биогеоценозы ветрами, ливнями и т. д. Однако эти ма­лые круговороты веществ (на уровне биогеоценоза) являются составляющими больших круговоро­тов веществ в экосистемах более высокого уровня, или биогеохимических циклов.

В круговороте веществ и энергии в биогеоценозах ведущую роль играют живые организмы, поскольку одни из них (продуценты) улавливают энергию Солнца и фиксируют углерод, а также азот, серу и фосфор в виде органических соединений, а другие, наоборот, используют их (консументы) и постепенно минерализуют (редуценты).

В экосистемах постоянно осуществляются круговороты углерода, азота, водорода, кислорода, серы, фосфора и других химических элементов, а также круговороты веществ, например, воды.

Круговорот углерода. Углерод является одним из важнейших биогенных элементов, который фиксируется растениями в процессе фотосинтеза в виде органических соединений, используемых консументами. В процессе дыхания большая часть органических соединений расщепляется с об­разованием углекислого газа, а органические остатки разлагаются и минерализуются организмами-редуцентами. В результате этих двух процессов большая часть углекислого газа возвращается обратно в атмосферу.

Часть углерода в настоящее время депонируется в виде неразложившихся органических остат­ков, формирующих плодородный слой почвы, а запасенный растениями, жившими миллионы лет назад, образовал залежи таких полезных ископаемых, как каменный и бурый уголь, нефть, природный газ, торф и др.

В водных экосистемах углекислый газ связывается в виде карбонат- и гидрокарбонатанионов, и может образовывать нерастворимый карбонат кальция, который входит в состав скелетов многих простейших животных и кишечнополостных. Скелеты отмерших животных образуют осадоч­ные породы (мел, известняки) и надолго исключаются из круговорота, однако в процессе горо­образования они выносятся на поверхность, и, разрушаясь под действием биотических факторов и в результате деятельности живых организмов, вновь вовлекаются в него.

Хозяйственная деятельность человека в значительной степени влияет на круговорот углерода в биогеоценозах, в основном вследствие использования невозобновляемых энергетических ресур­сов — нефти и газа.

Круговорот азота. Как и углерод, азот является биогенным элементом, который входит в со­став белков, нуклеиновых кислот, АТФ, хитина, ряда витаминов и др. В атмосфере азот нахо­дится в молекулярной форме (79% атмосферы), однако он химически инертен и не может быть усвоен непосредственно растениями. Большая часть азота фиксируется свободноживущими и сим- биотическими азотфиксирующими бактериями (в том числе цианобактериями), преобразующими его в нитраты. Некоторая часть азота поступает из атмосферы в виде оксида азота (IV), образую­щегося во время грозы.

Нитраты поглощаются растениями и включаются ими в состав органических соединений. Белки растений служат основой азотного питания животных, однако азотистые соединения по­стоянно выделяются последними в процессе жизнедеятельности, а также в процессе разложения растительных и животных остатков бактериями и грибами. Образующийся аммиак частично ис­пользуется редуцентами на построение собственного тела, другая же его часть преобразуется ни­трифицирующими бактериями в нитраты, вновь используемые растениями или денитрифицирую­щими бактериями, возвращающими его в атмосферу. Часть азота, как и углерода, на длительное время исключается из оборота, оседая в глубоководных отложениях.

Круговорот азота претерпел значительные изменения в связи с использованием человеком азотных удобрений, а также других азотистых соединений в различных отраслях промышленно­сти, вследствие чего значительные количества азота попадают не только на поля, но и в воздух, и в водные экосистемы.

Круговорот серы. Сера как биогенный элемент входит в состав некоторых аминокислот и це­лого ряда других важнейших органических соединений. Большая часть серы депонирована в по­чве и морских осадочных породах в виде сульфидов и сульфатов. Микроорганизмы переводят сульфиды в доступную для растений форму — сульфаты. Остатки растений и животных перера­батываются редуцентами и обеспечивают возврат серы в круговорот.

На современном этапе выброс соединений серы существенно возрос в результате хозяйствен­ной деятельности человека (сжигание каменного угля и газа на тепловых электростанциях, вы­хлопные газы автомобилей), что приводит к образованию серной кислоты и кислотным дождям, вызывающим гибель растительности.

Круговорот фосфора. Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологи­ческие эпохи, поскольку многие фосфаты нерастворимы. Постепенно фосфор все же вымывается из них и попадает в экосистемы. Растения используют только часть этого фосфора, тогда как большая его часть уносится в водоемы и вновь откладывается в виде осадочных пород.

Деятельность человека внесла существенные коррективы в круговорот этого химического эле­мента в связи с добычей морепродуктов и использованием огромного количества фосфорных удо­брений, значительная часть которых ежегодно смывается с полей.

Нерациональная эксплуатация природных запасов фосфора ведет, например, и к географи­ческим изменениям. Так, маленькое островное государство Науру в юго-западной части Тихого океана, существующее в основном за счет добычи фосфоритов, вскоре исчезнет с лица Земли, по­скольку запасы этих полезных ископаемых, накапливавшихся в течение сотен тысяч лет благо­даря экскрементам перелетных птиц, почти истощены.

Круговорот воды (гидрологический цикл). Совокупные запасы воды на планете составляют около 1,5 млрд м3, причем большая их часть находится в водоемах (особенно соленых), тогда как атмосфера достаточно бедна ею. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на значительные расстояния. На поверхность суши вода выпадает в виде осадков, при этом она ис­пользуется не только живыми существами, но и способствует разрушению горных пород, делаетих пригодными для жизни растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и возвращается вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными орга­ническими частицами в водоемы. Гидрологический цикл занимает около 1 года. Круговорот воды между океаном и сушей является важнейшим звеном в поддержании жизни на Земле, поскольку не только обеспечивает потребность организмов в воде, но и привносит в водные экосистемы ми­неральные и органические вещества, захватываемые на суше в процессе разрушения литосферы.

В настоящее время человек является мощным геологическим фактором, использующим в сво­ей деятельности почти все элементы, даже те, которые необходимы лишь для техногенной дея­тельности (уран, плутоний и др.). Это способствует тому, что природные круговороты веществ трансформируются в природно-антропогенные, так как человек не только изымает из оборота определенные элементы, но и ускоряет использование некоторых из них.

studfiles.net

Большая часть растений на планете сконцентрирована где — Все карты мира

Концентрация и активность жизни особенно велики у поверхности Земли. Водоемы заселены по всей толще, со сгущениями у поверхности и у дна. Выделяются своим богатством прибрежные и мелководные участки. На суше более 99% живого вещества, или биомассы, сосредоточено в слое на несколько метров вглубь и на несколько десятков метров (высокие деревья) вверх от поверхности. Следовательно, жизнь сосредоточена в тончайшей пленке планеты, где и протекают главные процессы взаимодействия живой и неживой (косной) природы.

Общая биомасса живого вещества составляет, по разным расчетам, от 1800 до 2500 млрд т (в среднем около 2000 млрд т) . Более 90% приходится на биомассу наземных растений (фитомассу) , остальное — на водную растительность и гетеротрофные организмы. Таким образом, основная роль в живом веществе Земли принадлежит автотрофным растениям суши. Географическое распределение автотрофных организмов крайне неравномерно: оно зависит от количества тепла и влаги. Так, главные запасы фитомассы приходятся на тропические области (более 55%), где они достигают 650 т/га. В полярных и пустынных областях запасы фитомассы составляют всего 1-2%, обычно не превышая 1-2 т/га. Биомасса гетеротрофных организмов суши, прежде всего животных (зоомасса) , во много раз меньше биомассы растений. В разных биогеоценозах зоомасса составляет от 0,05% до 5% (в среднем 2-3%) всей биомассы. При этом наиболее высока биомасса почвенных микроорганизмов и беспозвоночных, а доля наземных позвоночных в общей зоомассе — всего от 0,2% до 4% (то есть в сотни раз меньше) . Составляя незначительную долю биомассы, животные суши тем не менее играют существенную роль в регулировании процессов, происходящих в отдельных биогеоценозах и биосфере в целом (стаи саранчи или стада антилоп) . Биомасса Мирового океана существенно меньше, чем биомасса суши ( в несколько сотен раз) , причем здесь наблюдается обратное соотношение запасов биомассы растений и животных. Фитомасса (водоросли и фитопланктон) составляет всего около 0,2 — 0,3 млрд т, в то время как зоомасса достигает 5-6 млрд т (в 20 раз больше) . Количество фитомассы океана ограничивается количеством питательных или биогенных веществ (то есть дающих жизнь элементов).

karta.uef.ru

Сельское хозяйство и глобальные проблемы человечества

Необходимость обеспечения населения продовольствием уже сегодня становится насущной проблемой. Именно потребность в продуктах питания для растущего населения планеты ставит под угрозу ее природные ресурсы – почву, воду и климат. Одной из причин истощения ресурсов планеты является современное сельское хозяйство — человек стремится получить еще больше от земли, и так находящейся под жестким воздействием. По оценкам ученых, к 2050 году население планеты увеличится на пять миллиардов человек, и большая часть этого прироста придется на развивающиеся страны. В настоящий момент более 800 миллионов человек в мире ежедневно голодают, и если не будут предприняты активные действия по борьбе с голодом, то к 2050 году половина мирового населения будет жить в условиях постоянного недостатка продуктов питания.

В этом случае интенсификация земледелия будет необходимым средством для покрытия продовольственной потребности населения планеты, и самым катастрофическим по своим последствиям для всего живого на Земле. Вред от этих действий будет колоссальным и его действительно можно будет сравнить с последствиями глобальной катастрофы: нас ждут нехватка водных ресурсов, потеря посевных площадей в результате эрозии почвы, деградация, засоление и опустынивание земель, исчезновение лесов, угроза биологическому разнообразию видов и существованию самого человечества. Ко всему прочему, эта ситуация будет ухудшаться за счет потенциального воздействия глобального потепления и изменения климата в масштабах планеты.

Около 78% почвенной поверхности Земли непригодно для культивирования и возделывания сельскохозяйственных культур, поскольку обладает жесткими, ограничивающими земледелие факторами: ледниковые покровы (10%), очень холодные (15%) и сухие земли (17%), слишком крутые склоны (18%), очень маломощные почвы (9%), излишне влажные почвы (4%) и бедные почвы (5%).

В развивающихся странах площадь земель, пригодных для культивирования, составляет приблизительно 1,8 млрд га, из которых 20% являются относительно пригодными. На сегодняшний день около 900 миллионов гектаров из них культивируется. Соответствующие показатели в отношении развитых стран выглядят следующим образом: 765 миллионов га пригодны для культивирования (35% из них можно назвать относительно пригодными) и 595 миллионов га обрабатываются.

Более 80% потенциально пригодных для земледелия земель сконцентрировано в двух регионах: Южной Америке и территории стран Африки, расположенных к югу от Сахары. Существенное расширение пахотных земель возможно на территории Южной Америки и Африки, но необходимы существенные финансовые вложения в развитие этих стран и экологию. Большая часть земель, пригодных для культивирования в Азии, уже активно используется, а при росте численности населения, согласно прогнозам на 2050 год, наличие культивируемой земли на душу населения упадет до критической отметки в 0,1 га. Как мы видим, земли, пригодной для возделывания, на планете не так уж и много, и количество плодородной почвы, способной давать нам продовольствие с каждым годом уменьшается.

В настоящее время на одного жителя планеты приходится 0,28 га пахотных земель. По прогнозам, к 2030 году общая площадь пашни увеличится на 5%, в то же время население возрастет до 8 млрд человек. В результате количество пахотной земли в расчете на душу населения снизится до 0,19 га, т.е. станет на 1/3 меньше. Если предположить, что через 40 лет население Земли будет полностью обеспечено всем необходимым, то это скорее всего произойдет только за счет истощения биологических ресурсов планеты.

Поэтому главной проблемой мирового земельного фонда сегодня является деградация сельскохозяйственных земель. Под деградацией понимают истощение почвенного плодородия, эрозию почв, их загрязнение, снижение биологической продуктивности естественных пастбищных угодий, засоление и заболачивание орошаемых площадей, отчуждение земель для нужд жилищного, промышленного и транспортного строительства. Изъятие земли из природного комплекса или ухудшение ее плодородия приводит к уменьшению растительности, загрязнению и ухудшению состава атмосферы, изменению климата.

По некоторым расчетам, на сегодняшний день человечество уже потеряло 2 млрд га некогда продуктивных земель. Только из-за эрозии, широко распространенной во всем мире, каждый год из сельскохозяйственного оборота выпадает 6–7 млн га. При этом примерно половина орошаемых земель мира засолена и заболочена, что также приводит к ежегодной потере в 200–300 тыс. га земель.

По оценке Международного справочно-информационного центра по почвенным ресурсам (Нидерланды), 15% всемирного земельного фонда подвержено деградации под влиянием деятельности человека. Из них 55,7% затронуто водной эрозией; 28% — дефляцией; 12,1% — химической деградацией (например, засоление в результате ирригационных работ) и 4,2% — физическим воздействием (в результате подтопления, переуплотнения). Проблема эрозии почв ощущается в большинстве сельскохозяйственных регионов земного шара, и особенно в развивающихся странах. Она наносит большой ущерб продуктивности сельского хозяйства, снижает плодородие почвы, ведет к загрязнению водоемов.

Во многих регионах темпы потери почв превышают темпы их образования по меньшей мере в 10 раз. Согласно оценкам, на сельскохозяйственных землях в мире ежегодно теряется (смывается в океан) около 24 — 25 млрд тонн верхнего почвенного слоя, что равно уничтожению всех полей, занятых в Австралии под выращивание пшеницы.

Сегодня от эрозии почвы страдают все страны мира, независимо от географического положения и уровня экономического развития. В экологически неблагополучном состоянии находятся почвы Европы, особенно в ее восточной части. Так, например, в Болгарии 80% окультуренных земель подвержено водной и ветровой эрозии, из них занимающие площадь в 100 кв. км ежегодно выбывают из сельскохозяйственного пользования. В России около 50 млн гектаров сельскохозяйственных земель засолено или заболочено. В странах Западной Европы, особенно в ФРГ, Нидерландах, сельскохозяйственные земли сильно загрязнены нитратами и пестицидами.

Опустынивание

Потеря лесов

За последние 40 лет человеком уничтожено около половины влажных тропических лесов, где сконцентрировано биологическое разнообразие видов — генетические ресурсы планеты. Высокие темпы уменьшения количества лесов отмечаются в Бразилии, Камеруне, Коста-Рике, Индии, Индонезии, Филиппинах, Таиланде и Вьетнаме. В этих странах в начале 80-х годов ежегодно вырубалось 11,1 млн га тропических лесов. Однако последние исследования показывают, что темпы глобального тропического обезлесевания гораздо выше — они составляют порядка 14-20 млн.га в год. Если сохранятся существующие темпы эксплуатации лесов, то через 15 лет леса Юго-Восточной Азии полностью исчезнут. Так, Мадагаскар лишился 80% всех своих тропических лесов еще в прошлом веке. Лишенные естественной растительности почвы быстро размываются проливными тропическими дождями. Смытые частицы почвы окрашивают воды местной речки Бетсибока в красно-коричневый цвет. В лесных массивах умеренных широт также происходят большие перемены. В результате загрязнения атмосферы, поверхностных и подземных вод большие площади лесов поражены болезнями. К тому же значительная часть лесов представляет собой уже не естественные, а искусственные насаждения, возникшие на месте вырубок. Так, в Канаде, где леса занимают 4.5 млн кв км, на местах лесонасаждений преобладают молодые и слабые деревья, а многие «старые леса», в которых преобладают ценные породы, исчезают. В отдельные годы до 2 млн га лесонасаждений в мире страдает от пожаров, причиной которых в половине случаев является сам человек.

Влияние земледелия на водные ресурсы

Уменьшение биологического разнообразия

В настоящее время уровень жизни человечества обеспечивается за счет невозобновляемых ресурсов, которые аккумулировались на протяжении миллионов лет, а потребляются в течение жизни нескольких поколений. Утрата биологического разнообразия имеет серьезные глобальные последствия как для сельского хозяйства, так и фактически для благополучия человека и даже его существования.

Основной результат человеческого воздействия на почву – постепенное изменение процесса почвообразования, все более глубокое вмешательство в процессы круговорота химических элементов в почве. Один из важнейших факторов почвообразования – растительность. Обеспечивая развитие полезных ему растений, человек на значительной части суши заменил естественные биоценозы искусственными. Биомасса культурных растений (в отличие от естественной растительности) полностью не поступает в круговорот веществ в ландшафте. Значительная часть культурной растительности (до 80%) вывозится с места произрастания. Это приводит к истощению запасов в почве гумуса, азота, фосфора, калия, микроэлементов, и в итоге — к снижению плодородия почвы. В связи с этим особое значение приобретают технологии минимальной и нулевой обработки почвы, согласно которым растительные остатки остаются на поверхности почвы и способствуют накоплению в почве полезных веществ и увеличению ее плодородия.

agropraktik.ru

Распространение растений на планете

Вы не задумывались над тем, как могут растения путешествовать? На нашей планете существует около 300 000 видов высших растений. Каждый из них занимает определенную площадь — ареал. На этой территории вид является неотъемлемой частью определенных растительных сообществ, находится с другими видами в сложных взаимоотношениях, которые сложились в процессе эволюции. Каждой части мира, флористической области, зоне присуща своеобразная совокупность видов (флора), которая сложилась на протяжении веков под влиянием условий окружающей среды. Каким образом некоторые виды растений внезапно появляются за тысячи километров от своего естественного ареала и с легкостью поселяются в новой местности? Откуда в Северной Америке, Африке и Австралии взялась европейская растение фиалка трехцветная? Как попало в Украину просо волосовидное из Северной Америки? Как добрались дальних берегов Америки наш обычный пырей ползучий или средиземноморские растения плевел опьяняющий и овсюг? Почему растения американских прерий засоряют поля и сады Украины, а наши обычные степные растения — придорожные полосы США и Мексики, средиземноморские виды растут в Бразилии, а американские в Африке или в Индии? Таких вопросов можно задать множество. Есть местности, где можно увидеть представителей почти со всех континентов.

Итак, растения могут путешествовать и, как видим, на очень большие расстояния. Невольными помощниками в этих путешествиях есть люди, животные, ветер, течения рек, играют для них роль своеобразных «транспортных» средств. Наиболее эффективными из них оказались те, которые связаны с деятельностью человека, так как дают возможность растению за короткое время пересечь непригодны для ее жизни районы и достичь местности с благоприятными условиями существования, так называемого потенциального ареала.

Конечно, путешествует не самая растение, а та ее часть, которая содержит в себе зародыш новой жизни, так называемая диаспора (происходит от латинского слова, в переводе означает «рассеиваться»). Это может быть отдельная семя или плод, клубень, луковица, часть корневища, выводковые почки, отводки, то есть все, что может определенное время существовать вне землей. А чтобы рассеяния было эффективным, в диаспор возникло много интересных приспособлений к пользованию разнообразным «транспортом». Лучше «оснащены» диаспоры сорняков, особенно тех, которые относятся к неугомонного племени кочевников — адвентивных растений.

bagazhznaniy.ru

Итоговые задания. Биосфера.

1. Что такое биосфера? Каковы ее составные части?

Биосфера — внешняя оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера включает растения, животных, грибы, бактерии, простейшие.

2. Как происходит биологический круговорот в природе? Каково его значение для нашей планеты?

Жизнь на Земле поддерживается Солнечной энергией. Растения с помощью фотосинтеза под действием солнечного света создают первичные органические вещества. Следовательно, растения — это организмы-производители. Животные питаются растениями или другими животными, т. е. готовыми органическими веществами; это организмы-потребители. Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, которые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы — это организмы-разрушители. При разложении органических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли организмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты. Так происходит биологический круговорот в природе. Биологический круговорот связывает воедино все части природы.

3. Почему все внешние оболочки Земли находятся под влиянием живых организмов?

Роль живых организмов велика. Они, как часть природы, своей деятельностью оказывают влияние на все оболочки Земли. Это возможно, поскольку все живые и неживые компоненты окружающей среды тесно связаны. Биосфера же охватывает частично все оболочки Земли.

4. Какие изменения произошли бы на Земле, если бы на ней исчезли растения?

При исчезновении растений сразу же погибли бы травоядные животные. После все остальные живые организмы, связанные цепочкой питания. В атмосфере бы сократилось количество кислорода и возросло бы количество углекислого газа. Нарушился бы круговорот воды. Жизнь на земле без растений невозможна.

5. Как распределяется живое вещество на нашей планете? От чего зависит насыщенность биосферы жизнью?

Жизнь размещается в биосфере очень неравномерно. Основная часть живых организмов сосредоточена на границах соприкосновения воздуха, воды и горных пород. Поэтому более густо заселена поверхность суши и верхние слои вод морей и океанов. Это связано с тем, что здесь наиболее благоприятные условия: много кислорода, влаги, света, питательных веществ. Толщина наиболее насыщенного организмами слоя всего несколько десятков метров. Чем дальше вверх и вниз от него, тем разреженнее и однообразнее жизнь. Самое большое сгущение жизни отмечается в почве — особом природном теле биосферы.

6. Толщи Мирового океана сильно отличаются разнообразием и насыщенностью живыми организмами. Каковы главные причины их неравномерного распространения?

Насыщенность живыми толщи Мирового океана зависит от температуры вод, освещенности, насыщенности кислородом. Поэтому количество живых организмов в океане изменяется в направлении от экватора к полюсам, в соответствии с ходом температур. Так же насыщенность жизнью в океане изменяется с глубиной и в направлении от побережья в открытый океан.

7. От каких причин зависит распространение живых организмов на суше?

Распространение живых организмов на суше зависит от климата – температур и увлажнения.

8. Как морские организмы приспосабливаются к разным условиям обитания?

Мелкие организмы – планктон – приспособились парить в воде. Они живут во взвешенном состоянии и передвигаются с течением воды. Рыбы и морские животные активно передвигаются в толще воды. Как правило, рыбы и морские животные имеют обтекаемую форму тела, которая уменьшает сопротивление воды. Донные животные приспособились жить в условиях высокого давления воды. Их тело сплюснуто. Растения в морях изменяют свою окраску в зависимости от глубины, для усиления фотосинтеза. Глубже 1000 м растительности нет.

9. Сравните влажные экваториальные леса и леса умеренного пояса по следующим признакам: географическое положение, особенности климата, растительность и животный мир, значение для природы Земли.

Экваториальные леса расположены в экваториальных широтах (побережье Гвинейского залива, Амазонская низменность, о-ва Малайзии и Индонезии). Леса умеренного пояса распространены в умеренном поясе. Смешанные и широколиственные леса занимают Атлантическое побережье Северной Америки, Европу, восточное побережье Евразии. Хвойные леса простираются широкими полосами между 50-650-ми с.ш.

Для климата экваториальных лесов характерны постоянные высокие температуры (около 250С), избыточное увлажнение в течение всего года. Леса умеренного пояса находятся в умеренном климатическом поясе. Для такого климата характерна выраженная смена сезонов. Чередуются теплый сезон года с положительными температурами и осадками в виде дождей и холодный сезон с отрицательными температурами и формированием устойчивого снегового покрова.

Экваториальные леса имеют самый богатый растительный и животный мир среди всех природных зон. В экваториальных лесах очень много ценных пород деревьев: эбеновое (черное) дерево, красное дерево, каучуконос гевея. Экваториальные леса — родина многих культурных растений: масличной пальмы, какао. В экваториальном лесу легче найти десять стволов разных видов деревьев, чем десять стволов одного и того же вида. Животный мир так же очень богат. Здесь особенно много насекомых и змей, птиц. Леса умеренного пояса включают хвойные леса, называемые тайгой, смешанные и широколиственные леса. В них нет такого разнообразия растений и животных, так как условия для жизни здесь менее благоприятны.

Конечно, большую ценность для природы Земли представляют экваториальные леса. Это связано с богатством и уникальностью этого природного комплекса. Однако, значение лесов умеренного пояса велико. Хвойные леса — главный поставщик кислорода в атмосферу.

10. Какие леса распространены на территории России? Почему к ним нужно бережно относиться?

На территории России распространены смешанные, широколиственные и хвойные леса (тайга). От лесов во многом зависит экологическое состояние окружающей среды. Леса влияют на наполняемость рек водой, удержание снега на полях. Уничтожение лесов приводит к развитию эрозии. Леса – место обитания многочисленных животных и растений.

12. В каких лесах самый богатый растительный и животный мир? С чем это связано?

Самый богатый растительный и животный мир в экваториальных лесах. Огромное видовой разнообразие связано с благоприятными климатическими условиями.

13. В каких климатических условиях на равнинах распространяются саванны и степи, а в каких — пустыни?

Во внутренних частях материков простираются травянистые равнины. Здесь не хватает влаги для роста лесов, но достаточно для трав. Полупустыни и пустыни распространены во всех климатических поясах в областях с очень засушливым климатом.

14. Почему почву считают связующим звеном между живой и неживой природой?

Почва состоит как из органической части, так и с неорганической. В ее образовании участвуют живые организмы и компоненты неживой природы (материнская порода, вода, воздух).

15. Подберите из книг, журналов, газет, телевизионных передач примеры влияния деятельности человека на почвы, растительный и животный мир, биосферу в целом.

Вырубка лесов в бассейне Амазонки приведет к сокращению урожаев

сширение сельскохозяйственных угодий за счет сокращения тропических лесов приведет к изменениям климата в регионе и отрицательно скажется на урожаях сои и кормовых культур. Бразильские исследователи прогнозируют ситуацию, которая может сложиться к 2050 году, когда увеличение площади посевов в два раза приведет к сокращению урожая на 30%.

В амазонской сельве 2+2 не обязательно 4. Расширение площади сельскохозяйственных угодий и пастбищ приведет к сокращению производства сельского хозяйства и животноводства. Этот кажущийся парадокс вызван изменениями климата, произошедшими в результате вырубки лесов. Проведенное исследование показывает, что помимо сокращения способности Амазонки поглощать углекислый газ, при всех возможных сценариях, земли, где будут вырублены леса, дадут меньше сои и кормовых культур. Лишь восстановление лесов может увеличить урожаи, что маловероятно. Amazonia Legal представляет собой территориально-административную единицу, созданную правительством Бразилии. В нее входят девять штатов страны, полностью или частично располагающиеся в амазонской сельве. Это порядка 5 миллионов квадратных километров, или почти 60% территории Бразилии. Подобные размеры направлены на решение трех важных задач: регулирование мирового климата, поглощение углекислого газа и – уже на региональном уровне - земля и ее использование имеют основополагающее значение для будущего Бразилии. То есть, поступательное развитие Бразилии в большой степени зависит от состояния сельвы.

Чтобы понять, что ожидает нас в будущем, исследователи из нескольких университетов Бразилии и США сконструировали модель взаимодействия климата и землепользования. Взяв в качестве точки отсчета 2050 год, они предложили три следующих сценария: вырубка лесов прекращается; продолжается в соответствии с новыми законами Бразилии об охране окружающей среды; или же, как предлагает руководство агропромышленного комплекса, сельва должна исчезнуть ради процветания сельскохозяйственной и животноводческой Бразилии. Для каждого из сценариев они разработали модели производительности как первичного леса, так и пастбищ и посевов сои, исходя из того, что она будет оставаться главной сельскохозяйственной культурой страны на ближайшие 40 лет. Казалось бы, все логично: чем больше гектаров занимают пастбища или посевы, тем выше объем производства сельского хозяйства и животноводства. Но логика человека и лгика климата подчиняются разным законам.

Путешествие по Амазонке

«Мы надеялись увидеть какую-нибудь компенсацию, однако, к нашему удивлению увеличение площадей вырубки может привести к тупиковой ситуации, когда вызванная уничтожением лесов невозможность решения природоохранных задач не будет компенсирована ростом сельскохозяйственного производства», - считает профессор Лейдимере Оливейра, работающий в федеральном университете La Pampa. Наоборот, почти при всех сценариях - как поглощение углекислого газа, так и производительность труда сократятся к середине века, какие бы усилия ни предпринимались.

16. Используя дополнительную литературу, выясните причины, по которым в Африке сокращается число слонов. Подготовьте сообщение на тему «Охрана африканских слонов».

Охрана африканских слонов

Популяция африканских слонов достигла критической точки - ежегодно на континенте гибнет больше слонов, чем рождается.

Группа исследователей опубликовала в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (официальном журнале Национальной академии наук США), согласно которой с 2010 года в Африке от рук браконьеров погибло около 35 тысяч слонов. Ученые предупреждают, что если эта тенденция не изменится, то слоны исчезнут как вид через 100 лет.

За последние годы резко возросли объемы торговли слоновой костью, а килограмм слоновьих бивней стоит теперь на черном рынке тысячи долларов. Спрос на них растет в основном за счет стран Азии. Биологи уже давно указывали на угрозу уничтожения слонов как вида, но в данном исследовании дается подробная оценка происходящей в Африке экологической и биологической катастрофы.

Ученые пришли к выводу, что между 2010 и 2013 годами Африка ежегодно теряла в среднем по 7% популяции слонов. Естественный прирост слоновьей популяции составляет около 5%, и это означает, что слонов с каждым годом становится все меньше. За последние 10 лет численность слонов в странах центральной Африки снизилась на 60%. Браконьеры, как правило, убивают самых зрелых и крупных слонов. Это означает, что гибнут в первую очередь крупные самцы на пике своей способности к размножению, а также самки, стоящие во главе семьи и имеющие детенышей. После них в популяции остаются лишь незрелые молодые слоны, что приводит к нарушениям в иерархии популяции и вредит ее росту, говорит профессор

Для охраны африканских слонов создаются охранные территории и резерваты, ведется борьба с браконьерством. В 1989 г. африканского слона защитил полный запрет на сбыт слоновой кости, включенный в Международную конвенцию о торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения. Однако некоторые страны, и в частности Зимбабве, Ботсвана, Малави, Замбия и ЮАР, отказались ввести этот запрет у себя. Правительства этих стран оправдывали свои действия тем, что на их территории популяции слонов успешно регулируются, имеют хорошую половую и возрастную структуру и местами даже демонстрируют тенденцию к росту, требующему контролируемого отстрела для сохранения природного равновесия. Эти устойчивые стада не только привлекают туристов, но и дают за счет торговли слоновой костью, мясом и шкурами доход, идущий на различные проекты социально-экономического развития, заодно обеспечивая людей работой. Кроме того, местное население активно участвует в охране животных и помогает бороться с браконьерством. Общественное мнение должно привести к падению спроса на товары, губящие редких животных, а это поможет спасти их от вымирания. Спор продолжается. Пока слоновая кость поступает из устойчивых популяций, требовать запрета на ее сбыт затруднительно.

resheba.com

Кравчук А. Закономерности изменения бр_биомы

Закономерности изменения биоразнообразия в широтном и меридиональном направлениях, зональность. Биомы.

Для каждого вида живых организмов существуют свои собственные оптимальные значения температуры, влажности, освещенности и т.д. Чем сильнее эти условия отклоняются от оптимума, тем менее успешно организмы выживают и размножаются. Поэтому в регионах с менее благоприятными условиями среды встречается меньшее число видов.

Этот принцип лежит в основе зонального распределения биологического разнообразия по планете.

Сообщества, характерные для разных зон земного шара, называют биомами. Существует несколько определений того, что такое биом.

По мнению Р. Уиттекера, главный тип сообщества любого континента, выделяемый по физиономическим признакам растительности, — это и есть биом. Или другое определение: биом — это природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных, составляющих географическое единство.

Биомы можно подразделить на:

- биомы суши

- пресноводные биомы

- морские биомы

Основные условия среды, которые определяют распространение биомов суши, это:

1. температура (не просто среднегодовая, а минимальная и максимальная в течение года, что более важно)

2. количество осадков и интенсивность испарения

3. наличие сезонных явлений

Для каждого биома существуют характерные для него виды организмов. В зоне влажных тропиков круглый год тепло и много влаги, поэтому здесь развиваются самые богатые наземные сообщества (биом дождевого тропического леса). Если присутствует сезонность выпадения осадков, развиваются сезонные тропические леса, также чрезвычайно разнообразные, но беднее предыдущего биома. В условиях умеренной влажности и температуры с ярко выраженной температурной сезонностью существует биом лесов умеренной зоны (разнообразие еще меньше). В более засушливых частях тропической и умеренной климатических зон располагаются травяные сообщества – саванны и степи. Дальнейшее уменьшение нормы осадков приводит к образованию пустынь. При очень низких температурах развиваются тундровые сообщества.

Рис. 1. Характеристики наземных биомов (Бродский А.К. Биоразнообразие)

А – расположение на земном шаре, Б – климатические условия, В – видовое разнообразие млекопитающих, амфибий и птиц в разных биомах

В целом разнообразие организмов снижается от экватора к полюсам.

Распределение обитателей почвы также подчинено широтным закономерностям.

Рис. 2. Зональное распределение почвенной фауны

Чем ближе к полюсам, тем лучше для маленьких организмов, и чем ближе к экватору – тем более благоприятны условия для макрофауны. В целом биомасса почвенной фауны снижается к полюсам, вместе с ней снижается степень разложения подстилки и нарастает аккумуляция органического вещества.

Неравномерность распределения биоразнообразия по поверхности земного шара связана не только с различием в климате. Конкретные территории имеют свои собственные уникальные условия. Английский эколог Н.Майерс выделил так называемые «горячие точки биоразнообразия», нуждающиеся в особом внимании и мерах охраны.

Эти «точки» выбираются по трем критериям: 1) высокий уровень видового разнообразия сосудистых растений и позвоночных животных; 2) большая доля эндемичных видов; 3) наличие угрозы разрушения в результате деятельности человека.

Рис. 3. Карта «горячих точек» биоразнообразия.

Большинство горячих точек находится на островах и в горных районах тропической зоны. Часто горячая точка представляет собой обширную территорию, простирающуюся вдоль окраины континента (экотоны?). Там же расположены тектонические разломы, приводящие к возникновению гейзеров и горячих источников.

Краткая характеристика основных биомов

1. Тундра. Биом занимает северную часть Евразии и Северной Америки и расположен между полярными льдами на севере и обширными массивами лесов на юге. По мере удаления от арктических льдов (Гренландия, Аляска, Канада, Сибирь) располагаются обширные просторы безлесной тундры. Несмотря на весьма суровые условия, здесь сравнительно много растений и животных. Особенно хорошо это видно летом, когда тундра покрывается густым ковром растений и становится обителью для большого количества насекомых, мигрирующих птиц и животных. Основная растительность — мхи, лишайники и травы, покрывающие землю в короткий период вегетации. Встречаются низкорослые карликовые древесные растения. Основной представитель животного мира — северный олень (североамериканская форма - карибу). Обитают также заяц-беляк, полевка, песец, лемминг.

2. Тайга — биом бореальных (северных) хвойных лесов. Она протянулась на 11 тыс. км вдоль северных широт земного шара. Ее площадь составляет около 11 % суши. Таежные леса растут только в Северном полушарии, поскольку широты Южного полушария, где они могли бы находиться, заняты океаном. Условия таежного биома довольно суровые. Около 30-40 дней в году здесь бывает достаточно тепла и света для того, чтобы росли нормальные деревья (в отличие от тундры, где насчитывается всего несколько видов карликовых деревьев). Огромные территории покрыты зарослями ели, сосны, пихты и лиственницы. Из лиственных встречается примесь ольхи, березы, осины. Численность животных в тайге лимитирована небольшим количеством экологических ниш и суровостью зим. Основные крупные травоядные — лось и олень. Много хищников: куница, рысь, волк, росомаха, норка, соболь. Грызуны представлены широко — от полевки до бобра. Множество птиц: дятлы, синицы, дрозды, зяблики и др. Из земноводных встречаются в основном живородящие, так как прогреть кладку яиц за короткое лето невозможно.

3. Биом листопадных лесов умеренной зоны. В умеренном поясе, где достаточно влаги (800-1500 мм в год), а жаркое лето сменяется холодной зимой, развились леса определенного типа. К существованию в таких условиях приспособились деревья, сбрасывающие листву в неблагоприятное время года. Большинство деревьев умеренных широт относится к широколиственным породам. Это дуб, бук, клен, ясень, липа, граб. Вперемешку с ними встречаются хвойные — сосна и ель, тсуга и секвойя. Большинство лесных млекопитающих — барсуки, медведи, благородные олени, кроты и грызуны — ведут наземный образ жизни. Волки, дикие коты и лисы — распространенные хищники. Множество птиц. Леса этого биома занимают плодородные почвы, что послужило причиной их интенсивного сведения для нужд сельского хозяйства. Современная лесная растительность сформировалась здесь под непосредственным влиянием человека. Нетронутыми можно считать, вероятно, лишь леса в Сибири и на севере Китая.

4. Степи умеренной зоны. Основные площади этого биома представлены азиатскими степями и североамериканскими прериями. Малая его часть расположена на юге Южной Америки и Австралии. Осадков недостаточно, чтобы здесь росли деревья. но хватает, чтобы не допустить образование пустынь. Почти все степи распаханы и заняты посевами зерновых и культурными пастбищами. В прежние времена на обширных степных просторах паслись огромные естественные стада травоядных млекопитающих. Сейчас здесь можно встретить только одомашненных коров, лошадей, овец и коз. Из коренных обитателей следует назвать североамериканского койота, евразийского шакала, гиеновую собаку. Все эти хищники приспособились к соседству человека.

5. Средиземноморский чапараль. Территории вокруг Средиземного моря характеризуются жарким засушливым летом и прохладной влажной зимой, поэтому растительность здесь представлена в основном колючими кустарниками и ароматическими травами. Распространена жестколистная растительность с толстыми и глянцевыми листьями. Деревья редко вырастают до нормального состояния. Этот биом носит специфическое название - чапараль. Сходная растительность характерна для Мексики, Калифорнии, Южной Америки (Чили) и Австралии. Из животных в этом биоме встречаются кролики, древесные крысы, бурундуки, некоторые виды оленей, иногда косули, рыси, дикие кошки и волки. Множество ящериц и змей. В Австралии в зоне распространения чапараля можно встретить кенгуру, в Северной Америке — зайцев и пум. В этом биоме важную роль играют пожары, кустарниковые заросли адаптированы к периодическим пожарам и очень быстро после них восстанавливаюся.

6. Пустыни. Биом пустынь характерен для засушливых и полузасушливых зон Земли, где выпадает в год менее 250 мм осадков. Сахара, так же как пустыни Такла-Макан (Центральная Азия), Атакама (Южная Америка), Ла-Жойа (Перу) и Асуан (Ливия), относится к жарким пустыням. Однако есть пустыни, например Гоби, где в зимний период температура опускается до -20 °С. Типичный пустынный ландшафт — обилие голого камня или песка с редкой растительностью. Пустынные растения относятся в основном к группе суккулентов — это различные кактусы и молочаи. Много однолетников. В холодных пустынях обширные площади заняты растениями, относящимися к группе солянок (виды из семейства маревых). Эти растения имеют длинную, разветвленную корневую систему, с помощью которой можно добывать воду с больших глубин. Животные пустыни невелики, что помогает им во время жары спрятаться под камнями или в норах. Они выживают, поедая запасающие воду растения. Из крупных животных можно отметить верблюда, который долго обходится без воды, но чтобы выжить, вода ему необходима. А вот такие жители пустыни, как тушканчик и кенгуровая крыса, могут существовать без воды неопределенно долгое время, питаясь лишь сухими семенами.

7. Биом тропических саванн. Биом располагается по обеим сторонам от экваториальной зоны между тропиками. Саванны находятся в Центральной и Восточной Африке, хотя встречаются и в Южной Америке, и в Австралии. Типичный пейзаж саванны — высокая трава с редкостоящими деревьями. Во время сухого сезона нередки пожары, уничтожающие засохшую траву. В саваннах Африки пасется такое количество копытных, которое не встречается ни в одном другом биоме. Огромное количество травоядных способствует тому, что в саванне проживает множество хищников. Особенность последних — высокая скорость передвижения. Саванна — это открытая местность. Чтобы догнать жертву, нужно быстро бегать. Поэтому на равнинах Восточной Африки обитает самое быстрое в наземном мире животное — гепард. Другие — львы, гиеновые собаки — предпочитают совместные действия для отлова добычи. Третьи — гиены и грифы, питающиеся падалью — всегда наготове, чтобы захватить остатки или завладеть только что пойманной чужой добычей. Леопард подстраховывается, перетаскивая свою жертву на дерево.

9. Биом дождевых тропических лесов. Тропические дождевые леса занимают тропические области Земли в бассейнах Амазонки и Ориноко в Южной Америке, бассейны Конго, Нигера и Замбези в Центральной и Западной Африке, Мадагаскар, Индо-Малайскую область и Борнео-Новую Гвинею. Постоянно влажный климат способствует тому, что растения здесь очень крупные и хорошо развитые. Лес сплошной стеной поднимается на высоту до 75 м. Верхний ярус представлен гигантскими деревьями. Почти все деревья увиты многочисленными лианами и украшены растениями-эпифитами и паразитами. Все разнообразие животных сосредоточено в среднем ярусе тропического леса. Насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие свободно перемещаются вверх и вниз по стволам деревьев. Высоко наверху, в кронах, обитают животные, которые за всю свою жизнь ни разу не спускаются вниз, в тень. На поверхности земли можно увидеть слонов, тапиров, оленей, горилл и других млекопитающих. Они делят здесь пристанище с некоторыми нелетающими птицами. В тропических лесах постоянно выпадают обильные осадки, здесь всегда тепло без выраженных сезонных колебаний. Средняя температура в течение года составляет в среднем 26 °С. Главной особенностью тропических лесов является то, что произрастают они на крайне бедных почвах. Верхний слой почвы не превышает 5 см на склонах. Под ним обычно лежит красная латеритная глина, лишенная питательных веществ. В некоторых районах Амазонии и острова Калимантан джунгли растут прямо на песке. Почти все минеральные и органические вещества в биоме тропических лесов сосредоточены в самой растительности и циркулируют в замкнутой системе. Вырубка лесов ведет к нарушению этой системы. Если не будет радикальным образом изменен характер эксплуатации тропических лесов и землепользования, то в ближайшие 50 лет от них мало что останется. Это приведет к резкому обеднению разнообразия жизни на Земле и вымиранию огромного количества видов и станет величайшим биологическим бедствием из когда-либо поражавших биосферу.

studfiles.net

• 
  Растения живущие в условиях умеренного увлажнения называются
• 
  Растение похожее на мяту с резким запахом
• 
  Травянистое растение семейства зонтичных употребляемое как пряность
• 
  Фармайод инструкция по применению для растений цена
• 
  Навоз от кроликов к каким растениям полезен
• 
  Можно ли портулак выращивать как комнатное растение
• 
  Когда обрезать комнатные растения по лунному календарю
• 
  Какие растения можно сажать в тени дома
• 
  Какие лампы нужны для выращивания растений дома
• 
  Какая часть растения способствует разрушению камней ответ
• 
  Изучение особенностей строения растений различных экологических групп