Связь литосферы и биосферы

Функциональные связи в биосфере: три составные части биосферы — гидросфера, атмосфера и литосфера —

Связь литосферы и биосферы

Три составные части биосферы — гидросфера, атмосфера и литосфера — тесно связаны друг с другом, составляя вместе единую функциональную систему. Так, почва многими своими функциями объединена с гидросферой и атмосферой. С гидросферой ее связывает постоянный вынос почвенных вод в водоемы разных типов.

При этом именно на уровне почвы поверхностные воды трансформируются в грунтовые, которые участвуют в формировании речного стока. Переносимые с водой почвенные соединения участвуют в формировании биопродуктивности водоемов. Сорбционные свойства почвы образуют как бы «барьер», защищающий водоемы от загрязнений.

Поглощая и отражая солнечную радиацию, почва выступает как мощный фактор энергетического баланса биосферы и связывается с атмосферными процессами. В частности, почвенные процессы участвуют в регулировании влагооборота атмосферы и ее газового режима.

Установлено, что в северном полушарии (наблюдения в США) максимум содержания CO: в атмосфере наблюдается в мае, затем снижается за счет поглощения CCh при фотосинтезе и вновь возрастает зимой за счет дыхания почвы, а в высоких широтах — в результате атмосферного переноса из тропиков (I. Fung et al., 1987).

С литосферой почва связана наиболее прямым путем: она возникла из верхних слоев литосферы и своей жизнедеятельностью способствует дальнейшему геохимическому преобразованию этих слоев.

В то же время почва служит источником вещества для образования минералов, горных пород, полезных ископаемых и способствует переносу аккумулированной солнечной энергии в глубокие части литосферы. Все эти процессы можно рассматривать как глобальные функции почвы (пе- досферы), имеющие общебиосферное значение (Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин, 1990).

В наиболее общей форме на базе этих функций значение почвы в биосфере можно определить как связующее звено биологического и геологического круговоротов. Функциональная взаимосвязь составных частей биосферы включает и взаимодействия процессов, происходящих в атмосфере и гидросфере.

Это прежде всего круговорот воды: пополнение гидросферы за счет атмосферных осадков и возврат воды в атмосферу путем испарения с поверхности океана и других водоемов. Во-вторых, это энергетические связи как прямые — через тепловое излучение, так и опосредованные — через процессы фотосинтеза.

Наконец, имеют место и химические связи: растворение в водах Ch и CCh. Последний процесс поддерживает систему динамического равновесия в водной среде по принципу: Атмосфера CCh Tl Океан CO2 + H2Oz* H2CO3XSrHCO 3 + Hir CO2 3 + 2Н+ Эта система имеет решающее значение в формировании условий жизни гидробионтов.

В целом функциональная взаимосвязь составных частей биосферы превращает ее в генеральную саморегулирующуюся экосистему, обеспечивающую устойчивый глобальный круговорот веществ. Особое положение в этой планетарной функции имеют многочисленные и разнообразные живые организмы, сумму которых акад.

В.И. Вернадский называл живым веществом. Масса живого вещества в биосфере, по некоторым подсчетам, составляет около 2400 млрд., что соответствует всего лишь примерно 1/2100 массы атмосферы Земли. Общая толщина биосферы —порядка 1/320 радиуса Земли (1/325 с учетом атмосферы) —характеризует ее как тонкую пленку на поверхности планеты. Тем не менее именно биосфера превращает ее в уникальное по своим свойствам небесное тело. Это объясняется высокой химической активностью живого вещества. Химические (биохимические) реакции, протекающие в живых организмах, осуществляются с участием мощных биологических катализаторов — ферментов — и по скорости в тысячи раз превосходят реакции в неорганическом мире. Кроме того, участие ферментов сдвигает температурные и иные условия реакций. Жиры и углеводы, например, окисляются в организмах при температуре порядка 37°С и даже ниже, тогда как в абиотических условиях те же реакции требуют высокой (порядка 400—500°С) температуры. Промышленный синтез аммиака из молекулярного азота происходит при температуре 500°С и давлении 300—350 атм; микроорганизмы реализуют эту реакцию при нормальных температуре и давлении. На ферментативных реакциях в живых организмах базируется глобальный биологический круговорот, о масштабах которого можно судить по темпам оборота Ог и СОг в процессе фотосинтеза (табл. 1.7).

Таблица 1.7. Продуктивность фотосинтеза в биосфере — IO9 т/год (по С.В. Войткевия, 1983)

БиоциклыИспользуетсяпоглощаетсяСоздается, выделяется
CO2H2OCqH2dOqO2
Суша253103,5172,5184
Океан88366064
Всего341139,5232,5248

Высокая химическая активность живого вещества способствует также постоянному вовлечению в круговорот элементов, активно извлекаемых из горных пород. Подсчитано, что с I га африканских саванн только слоновая трава ежегодно извлекает 250 кг кремнезема; в джунглях за этот же срок растения вовлекают в круговорот 8 т кремнезема. В лабораторных опытах плесневый грибок за неделю высвободил из базальта 3% содержащегося в нем кремния, 11% алюминия, 59% магния и 64 % железа. В биогенном разложении горных пород участвуют различные группы организмов от прокариот до высших растений. При таких масштабах оборота веществ биологически значимые химические элементы постоянно проходят через глобальный круговорот с участием живых организмов. По некоторым подсчетам, если принять, что биосфера существует не менее 3—4 млрд. лет, то вся вода Мирового океана прошла через биологический цикл не менее 300 раз, а свободный кислород атмосферы — He менее I млн. раз. На высокой активности живого вещества основываются и регуляторные процессы в биосфере. Так, продукция кислорода поддерживает озоновый экран и, как следствие, относительное постоянство потока лучистой энергии, достигающего поверхности планеты. Постоянство минерального состава океанических вод поддерживается деятельностью организмов, активно извлекающих отдельные элементы, что уравновешивает их приток с поступающим в океан речным стоком. Подобная регуляция осуществляется и во многих других процессах. Высокая способность биосферы как целостной системы к саморегуляции лежит в основе гипотезы «Геи», согласно которой живой мир Земли рассматривают как единый сверхорганизм (J. Lovelock, 1986), неразрывно связанный с неживым окружением и постоянно поддерживающий выгодные условия собственного существования. Такая позиция упрощает представление о сложных связях в биосфере. Несомненно, однако, что деятельность живых организмов оказывает мощное обратное влияние на биосферу, изменяя состав и свойства основных сред жизни. Источник: Шилов И.А.. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. 1998

Источник: https://texts.news/obschaya-ekologiya/funktsionalnyie-svyazi-biosfere-61985.html

Связь литосферы и биосферы

Связь литосферы и биосферы

Биосфера представляет собой целостную оболочку планеты, включающую в себя все живые организмы. Для неё характерен самый высокий уровень организации жизни на планете.

Область активной жизни в биосфере охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Рисунок 1. Биосфера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Вещество биосферы неоднородно и включает:

  • все живые организмы;
  • полезные ископаемые органического происхождения или биогенное вещество – продукт бывших стадий развития биосферы;
  • вещества, в образовании которых живое не принимало участия – горные породы, минералы, солнечная энергия – это косное вещество;
  • вещество, созданное с помощью живых организмов – почва, озерная вода – это биокосное вещество;
  • вещество, имеющее космическое происхождение.

В основе биосферы как области жизни, по мнению Вернадского, лежит взаимодействие вещества живого и косного. Объем и масса косного вещества значительно больше.

Все живые организмы, обитающие в литосфере, гидросфере и атмосфере, находятся во взаимодействии с физической средой планеты, что проявляется в непрерывной миграции атомов косного вещества биосферы в живое и обратно.

  • Курсовая работа 430 руб.
  • Реферат 260 руб.
  • Контрольная работа 220 руб.

Биосфера – открытая система, поэтому поток солнечной энергии через неё проходит свободно и живые организмы его аккумулируют, превращая энергию Солнца в химическую и, распространяя её по всей поверхности планеты.

В результате этого на Земле создается многообразие жизни, устойчивое поддержание которой является важной функцией биосферы.

В основе этой функции лежит непрерывный круговорот веществ, связанный с направленными потоками энергии.

Активное участие в формировании климата, почв, разнообразных ландшафтов, циркуляции вод принимают как живые организмы, так и надорганизменные системы.

Многообразие жизненных форм и их глобальная взаимосвязь определяют такое уникальное свойство биосферы, как самоподдерживающейся системы, с запрограммированным гомеостазом на всех уровнях организации живой материи.

В. И. Вернадский считал, что биосфера обладает организованностью и механизмами самоподдержания, что выражается в постоянном газовом составе атмосферы, в устойчивости состава и концентрации солей в Мировом океане.

Основой этого является процесс фотосинтеза, дыхание, регуляция водного и солевого обмена организмов, заложенная в процессах биологической природы.

Для любого живого организма характерно специфическое свойство, заключающееся в обмене веществ со средой.

Из среды организм получает определенные вещества как источники энергии и материал для построения своего тела. Непригодные для использования продукты метаболизма выводятся наружу, что приводит к ухудшению условий обитания.

Поддержание жизненных условий или возможное их улучшение, определяется тем, что биосфера населена разными организмами с разными типами обмена веществ.

У биосферы есть свои границы, их ориентировочным верхним пределом является граница сильного солнечного и космического излучения, нижний предел связан с высокими температурами земных недр.

Озоновый слой, который образовался из кислорода под воздействием космических излучений у верхней границы тропосферы, защищает всё живое на планете от ультрафиолетовых лучей.

Замечание 1

Озоновый слой – результат деятельности живого вещества, жизнь, таким образом, сама себя защищает от смерти. Определить точные границы жизни в биосфере пока не удается.

Круговорот живого вещества

Живое вещество биосферы является самой активной формой материи во Вселенной, формирование которого связано с круговоротом веществ, т. е. развитием биосферных процессов.

Живое вещество биосферы проводит колоссальную геохимическую работу, преобразуя за время своего существования верхние оболочки Земли. Знать круговороты этих веществ в связи с этим особенно важно.

Распространенные в природе элементы являются главными составными частями живого вещества – это, прежде всего, водород, углерод, азот, фосфор, сера и др.

Состав живого вещества на элементарном среднем уровне отличается от состава земной коры тем, что имеет высокое содержание углерода.

Для построения тканей живые организмы избирательно поглощают необходимые для этого элементы и в процессе жизнедеятельности используют наиболее доступные атомы для динамического равновесия и образования устойчивых химических связей.

Все живые организмы принимают участие в создании биогенного вещества, которое является источником потенциальной энергии – это известняк, торф, сланцы, нефть, каменный уголь.

Функции живого вещества заключаются в перераспределении вещества и энергии между компонентами биосферы и включают:

  • самовоспроизводство, создание биологически активных веществ;
  • саморегуляцию и участие в круговороте веществ;
  • поддержание в биосфере динамического равновесия и стабильных условий для существования;
  • формирование регулирующих равновесие механизмов.

Синтез и распад органического вещества связаны с круговоротом живого вещества, химические элементы, при этом, попеременно переходят в биогенное вещество из живого.

Замечание 2

Существуют два круговорота – геологический круговорот (или большой) и малый биогеохимический круговорот.

При большом круговороте происходит циркуляция и миграция веществ в атмосфере, литосфере, гидросфере.

Рисунок 2. Большой круговорот. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При малом или биогеохимическом, а по-другому, биотическом круговороте химические элементы обмениваются между живыми организмами и средой обитания.

При биотическом круговороте химические элементы из почвы, воды и атмосферы поступают в живые организмы.

Далее они превращаются в новые сложные соединения и возвращаются обратно.

Поскольку живое вещество превращается или распределяется неравномерно, то из круговорота часть вещества выпадает и накапливается в экосистеме.

Процессы миграции и циркуляции замедляют часть круговорота веществ, например, обновление подземных вод происходит в течение 5000 лет, воды океана обновляются за 3000 лет, а воды атмосферы за 10 суток.

Круговорот веществ способствует процессам самоочищения.

Поддержание стабильных условий для существования, включая жизнь человека, происходит в результате гигантского биологического круговорота веществ – живые организмы в биосфере создают круговороты важнейших биогенных элементов.

Взаимодействие литосферы и биосферы

И литосфера, и биосфера в своем составе имеют особое природное образование – почву.

Этот верхний плодородный слой земли образуется в результате взаимодействия органической и неорганической природы.

Плодородие почвы, что отличает её от горных пород, связано с наличием в ней органического вещества – гумуса.

Образование почвы начинается с процесса выветривания. Разрушенные и размельченные горные породы находятся в её нижних слоях.

На рыхлой массе горных пород, которая хорошо увлажняется и прогревается, поселяются микроорганизмы – водоросли, грибы, бактерии.

Продуктами их жизнедеятельности является тонкая пленка органического вещества. В дальнейшем на этой пленке поселяются мхи и лишайники и вместе с микроорганизмами выделяют кислоты, которые способны растворить твердые горные породы.

Происходит накопление органических веществ и постепенно образуется слой перегноя черного цвета – гумус.

Гуминовые кислоты, содержащиеся в гумусе растворимы в воде и, являясь основным органическим соединением, способствуют обменным реакциям, образуют органический клей, важный для образования структуры почвы.

В формировании почвы главными факторами являются:

климат, влияющий на процесс выветривания;

  • рельеф территории, оказывающий как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие на формирование почв (на горных склонах, например, продукты выветривания скатываются вниз);
  • наличие живых организмов, влияющих на состав и структуру почв;
  • материнская горная порода, от которой зависят физические свойства почв.

Выветривание разрушает формы рельефа или создает новые, например, коралловые острова или коралловые рифы.

Источник: https://spravochnick.ru/geografiya/litosfera/svyaz_litosfery_i_biosfery/

Урок по географии на тему

Связь литосферы и биосферы

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

МБОУ «Лицей № 1»

КОНСПЕКТ УРОКА

«Биосфера – земная оболочка. Составляющие биосферы»

Место проведения: каб.№ 46

Дата проведения: 12.05.15

Учитель: Кузнецова Е.Е.

Урок 57 Дата 12.05 – 6а

Тема: «Биосфера – земная оболочка.Составляющие биосферы».

Цель:охарактеризовать понятие «биосфера», сформировать знания о биосфере и ее составляющих; сформировать первичные навыки определения и объяснения закономерностей распространения живых организмов; развивать умения учащихся работать с разными источниками информации; воспитывать бережное отношение к биосфере.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование: учебник, мультимедийный проектор.

Ход урока

  1. Организационный момент.

  2. Актуализация ЗУНОВ.

Сегодня на уроке нам с Вами предстоит знакомство с новой оболочкой Земли – биосферой. (слайд). В тетрадизаписываем число и тему урока.

(слайд). Изучая тему биосфера Вы узнаете о:

  • возникновении биосферы;

  • структуре и составе биосферы;

  • влиянии человека на биосферу;

  • взаимодействии биосферы с другими оболочками Земли;

  • распространении живых организмов на земной поверхности;

  • почве как особом природном теле.

Давайте вспомним какие оболочки мы уже изучили?

-литосфера;

-атмосфера;

-гидросфера; (слайд).

Напомните, что это за оболочки?

-литосфера – каменная оболочка Земли;

-атмосфера – воздушная оболочка Земли;

-гидросфера – водная оболочка Земли (слайд).

Жизнь разнообразна и многолика.

Она в нас и вокруг нас – от мельчайших, невидимых человеческому глазу микроорганизмов до крупнейших животных земного шара, от цветка на окне — до гигантских деревьев тропических джунглей, жизнь проявляется всюду: на самых высоких вершинах гор и в глубочайших впадинах Мирового океана. Что же называется биосферой? Как она возникла? Попробуем выяснить сегодня на уроке.

  1. Изучение нового материала.

1.Работа с учебником

Таким образом, биосфера – живая оболочка Земли (слайд).

Назовите составляющие биосферы?

-растения;

-животные;

-грибы;

-бактерии (слайд).

Давайте попробуем дать биосфере научное определение (слайд). Записываем определение биосферы в тетрадь.

Биосфера – это оболочка Земли, образованная живыми организмами, заселившими части литосферы, атмосферы и всю гидросферу.

2. Рассказ учителя.

Как вы думаете, когда возникла биосфера, а значит и жизнь на Земле?

Ученые считают, что Земля как планета возникла примерно 4,5 млрд лет назад. Она была необитаемой. Уныло плескались мелкие водоемы, хранили молчание бесплодные равнины и скалы. Тишину нарушал только грохот вулканов, извергавших раскаленную лаву и тучи пепла.

Около 305 млрд.лет назад в мелководных частях морей появились первые организмы – комочки белка, которые питались, двигались, размножались. Откуда они появились? Окончательного ответа нет. Возможно это произошло под действием ультрафиолетового излучения, а может, жизнь была занесена с космической пылью из безграничных просторов Вселенной. Возможно, ваше поколение ответит на этот вопрос.

Проходили сотни миллионов лет. Организмы изменялись и совершенствовались. Сначала основные виды организмов жили в морской воде. Только 450 млн.лет назад они начали выходить на сушу, образовав сплошную оболочку жизни – биосферу. (слайд). Записываем в тетрадь.

Все организмы объединены в 4 царства живой природы: (слайд). Запись в тетради.

-Растения (500 тыс. видов)

-животные (1,5 млн. видов)

-грибы (свыше 100 тыс видов)

-микроорганизмы

Австралийский дождь

Я предлагаю вам немного отдохнуть и послушать как звучит дождь в Австралии

  1. встаем

  2. в Австралии поднялся ветер (трем ладони)

  3. начинает капать дождь (щелканье пальцами)

  4. дождь усиливается (поочередно бьют ладошками по груди)

  5. начинается настоящий ливень (бьют двумя ладонями по бедрам)

  6. а вот и град — настоящая буря (топают ногами0

  7. но что это? Буря стихает (бьют по бедрам)

  8. дождь стихает (бьют ладошками поочередно по груди)

  9. редкие капли падают на землю (щелканье пальцами)

  10. тихий шелест ветра (потирают ладони)

  11. выглянуло Солнце! (поднимают руки вверх)

Отдохнули? Пойдемте с новыми силами дальше…

3. Работа с учебником

В отличии от других оболочек Земли биосфера не имеет собственных границ, а размещается в пределах этих оболочек. (слайд границы биосферы) запись в тетради.

4.Рассказ учителя.

Однако, биосфера не существует отдельно от других оболочек, она взаимодействует с ними.

взаимодействие биосферы и атмосферы – млрд. лет назадвокруг Земли не было атмосферы. Она появилась в результате деятельности вулканов на поверхности планеты.

Газы, выходящие из недр Земли не исчезали, а силой притяжения Земли удерживались возле ее поверхности. Из них и образовалась газовая оболочка нашей планеты – атмосфера.

Углекислый газ и азот были в ее основе, но не было кислорода. В то время в атмосфера была непригодной для жизни.

С появлением растений количество кислорода стало увеличиваться, а углекислого газа уменьшаться. По мере развития жизни на Земле сформировалось современное соотношение газов воздуха. Какой состав?

Взаимодействие биосферы и атмосферы поддерживается благодаря процессам фотосинтеза и дыхания. Организмы – регуляторы содержания газов в воздухе.

взаимодействие биосферы и литосферы

происходит в земной коре. Растения своими корнями проникающими в трещины, разрушают горные породы и превращают их в рыхлые, осадочные. В земной коре накапливаются остатки растений и животных, которые оседают на дно водоемов, образуя толщи осадочных пород (мел, известь). Из остатков растений состоит каменный уголь и торф.

взаимодействие биосферы и гидросферы

Вода – это жизнь. Без нее не могут существовать организмы, но они влияют на солевой состав воды в гидросфере. Благодаря процессам жизнедеятельности, организмы поддерживают неизменность состава воды в гидросфере.

Таким образом, биосфера взаимодействует со всеми оболочками планеты (слайд).

4.Закрепление (слайд).

Сегодня на уроке мы с вами познакомились с новой оболочкой Земли «Биосферой».

1.Дайте определение понятию «Биосфера»?

2.Перечислите составные части биосферы?

3.Расскажите историю возникновения биосферы?

5.Итог. На следующем уроке мы познакомимся с еще одной оболочкой Земли.

6. Домашнее задание # 50 (слайд).

Источник: https://infourok.ru/urok-po-geografii-na-temu-biosfera-315679.html

Booksm
Добавить комментарий