ГДЗ: Параграф §24 / Биология 11 класс

Биосфера – это глобальная экосистема, которая представляет собой оболочку Земли, населенную живыми организмами и преобразуемую их деятельностью, где сконцентрирована вся совокупность жизни и продукты ее взаимодействия с неживой материей планеты.

Биосфера включает в себя следующие компоненты:

• Атмосферу (ее нижнюю часть);
• Гидросферу (водную оболочку полностью);
• Литосферу (верхние слои земной коры, где присутствует жизнь).

Также в ее состав по типу вещества входят живое, биогенное, биокосное и косное (мертвое) вещества.

Верхняя граница биосферы простирается до озонового экрана (16–20 км). Нижняя граница в океане достигает максимальной глубины Марианского желоба (11 023 м), а в литосфере проходит по почвенному слою, но может проникать по трещинам до глубины 7,5 км.

К важным положениям относятся:

• Признание живого вещества (биомассы организмов) как главной геохимической силы, преобразующей Землю.
• Классификация вещества биосферы на живое, биогенное, биокосное и косное.
• Выделение трех этапов эволюции биосферы, завершающееся возникновением ноосферы.
• Утверждение о том, что человек, управляя биосферой, становится планетарной геологической силой.

Живое вещество выполняет гигантскую геохимическую работу:

• Существенно преобразует атмосферу.
• Участвует в формировании осадочных горных пород.
• Создает почвенный покров.
• Стабилизирует круговороты важнейших химических элементов.

Ноосфера – это новое, высшее состояние биосферы, где разумная деятельность человека (общества) становится основным фактором, определяющим ее развитие. Она возникла в результате биосоциальной эволюции, когда человечество, овладев знаниями и технологиями, стало мощной геологической силой, способной целенаправленно преобразовывать планету.

Для подготовки доклада необходимо осветить следующие моменты:

• Определение биосферы и ее границ (с использованием Рисунка 86).
• Введение В.И. Вернадским понятия «живое вещество».
• Классификация вещества биосферы: живое, биогенное, биокосное и косное.
• Роль живого вещества как главной геохимической силы.
• Три этапа развития биосферы.
• Концепция ноосферы как высшей стадии развития биосферы, управляемой разумом человека.

Концентрация жизни в этих областях объясняется рядом ключевых факторов:

• Наличие солнечного света: Поверхность суши и верхний слой океана (зона фотосинтеза) получают достаточно света для фотосинтеза, который является основой питания большинства экосистем.
• Доступность ресурсов: В почве и приповерхностных водах содержится оптимальное сочетание влаги, минеральных веществ, кислорода и тепла, необходимых для жизнедеятельности.
• Ограничения глубин: На большой глубине в океане (ниже 200 м) отсутствует свет, а в литосфере ограничивающими факторами являются высокая температура и давление, что резко сокращает возможности для существования жизни.

Выводы из анализа данных:

• Доминирование суши: На сушу приходится более 99% всего живого вещества, что указывает на ее гораздо большую продуктивность и емкость для жизни по сравнению с океаном.
• Важность растений: Растения являются основным компонентом биомассы как на суше (99,2%), так и в океане (вместе с микроорганизмами – 93,7% биомассы). Это подчеркивает их фундаментальную роль как продуцентов, создающих органическое вещество для всех остальных трофических уровней.
• Несоответствие видов и биомассы: На долю растений приходится всего 21% от общего числа видов, но при этом они составляют 99% всей биомассы. Это показывает, что разнообразие видов не всегда коррелирует с их вкладом в общую массу живого вещества, и наоборот.
• Доминирование беспозвоночных: Почти вся видовая база животного мира (96%) представлена беспозвоночными, несмотря на их малый вклад в общую биомассу Земли.

Человечество как геологическая сила:

Человеческая деятельность приобрела масштабы, сопоставимые с природными геологическими и геохимическими процессами, что подтверждает его статус геологической силы:

• Геохимическое воздействие: Промышленность и сельское хозяйство резко изменили круговороты углерода, азота, фосфора и других элементов. Сжигание ископаемого топлива привело к значительному увеличению концентрации \( \text{CO}_2 \) в атмосфере.
• Преобразование поверхности: Строительство городов, дорог, плотин, добыча полезных ископаемых (горнорудная промышленность) перемещают и преобразуют миллиарды тонн горных пород и осадочного материала, влияя на рельеф и эрозию.
• Влияние на климат: Антропогенное изменение климата через выбросы парниковых газов влияет на глобальные погодные и гидрологические циклы.
• Влияние на биосферу: Массовое сведение лесов, изменение ландшафтов, сокращение биоразнообразия и интродукция чужеродных видов изменяют структуру и функционирование экосистем.

Совершенствование биосферы в условиях ноосферы:

Совершенствование биосферы возможно и является ключевой задачей ноосферы – сферы разума. Пути для этого включают:

• Рациональное природопользование: Переход к безотходным технологиям, снижение потребления невозобновляемых ресурсов и минимизация загрязнения.
• Восстановление экосистем: Программы по лесовосстановлению, очистке водных объектов, сохранению и увеличению биологического разнообразия.
• Развитие «зеленых» технологий: Внедрение возобновляемых источников энергии (солнечная, ветровая, геотермальная) для снижения выбросов \( \text{CO}_2 \).
• Экологическое образование: Формирование у каждого человека «планетарного» мышления и личной ответственности за состояние окружающей среды.

Вернадский утверждал, что развитие ноосферы должно быть направлено разумом, чтобы избежать дальнейших экологических катастроф и обеспечить будущее планеты.

Причина «незарастания» Земли биомассой:

Этого не происходит, поскольку биомасса, или живое вещество, находится в состоянии динамического равновесия (круговорота) и не накапливается в неограниченном объеме. Основные причины:

• Круговорот веществ: Процессы синтеза (создания) органического вещества (например, фотосинтез) постоянно уравновешиваются процессами распада и минерализации (дыхание, разложение, гниение), осуществляемыми консументами и редуцентами.
• Ограниченность ресурсов: Рост биомассы лимитируется доступностью ключевых элементов (азот, фосфор, калий) и воды.
• Ограничение пространства: Несмотря на переработку огромного количества вещества, область, пригодная для жизни (биосфера), ограничена.
• Естественный отбор и конкуренция: Процессы хищничества, паразитизма и межвидовой конкуренции постоянно регулируют численность и массу организмов.