Чем отличается биосфера и экосфера
Разница между экосистемой и биосферой
В науке термины «экосистема» и «биосфера» часто рассматриваются в общем контексте, однако обозначают они разные объекты. В чем заключается их специфика?
Что представляет собой экосистема?
Экосистема — это природная среда, которая состоит из:
Экосистема бывает весьма небольшой по масштабам. Например, она может быть представлена обычным прудом в лесу. В нем, таким образом, обитают сообщества организмов — водорослей, рыб, улиток, бактерий, присутствует среда их обитания — вода, а также системы различных коммуникаций веществ и энергии (например, солнечный свет, проникающий в воду и способствующий фотосинтезу растений, которые произрастают в воде).
Есть примеры более масштабных экосистем. Например — лиственный лес, который занимает значительные площади в центральной части России. В соответствующей экосистеме в большом многообразии будут присутствовать живые организмы, несколько сред обитания — наземная, воздушная, водная (если говорить о тех участках леса, в которых есть водоемы), большое количество коммуникаций — представленные ресурсами солнечного света, почвы, химических компонентов атмосферы.
Все экосистемы Земли объединены в биосферу. Рассмотрим ее особенности.
Что представляет собой биосфера?
Под биосферой принято понимать оболочку Земли, которая населена живыми организмами, а также находится под их непосредственным воздействием. Включает в себя, как мы отметили выше, все экосистемы планеты.
Биосфера распространяется на гидросферу — водную оболочку Земли, верхние слои литосферы — земной коры, а также нижние участки атмосферы. Сейчас биосферу населяет несколько миллионов видов живых организмов. В соответствии с современными научными представлениями, человек также относится к ним. Считается, что влияние людей на биосферу, степень их воздействия на нее существенно выше, чем у других организмов.
В среде ученых также распространен следующий подход: к биосфере следует относить участки космических объектов за пределами Земли, которые могут быть заселены живыми организмами. Несмотря на то что обнаружение данных участков может быть крайне затруднено, некоторые исследования показывают наличие на них потенциала для жизнедеятельности различных организмов.
Сравнение
Главное отличие экосистемы от биосферы заключается в том, что первый термин соответствует локальному сообществу живых организмов. Например, осуществляющих жизнедеятельность в пруду, лесу. Биосфера — понятие, соответствующее глобальному сообществу живых организмов, фактически заселяющих все имеющиеся на Земле экосистемы.
Кроме того, некоторые ученые расширяют границы биосферы до участков космических объектов за пределами Земли, на которых могут обитать живые организмы. Наличие экосистем на них не доказано, более того, неизвестно, какими могут быть особенности коммуникаций живых организмов в них, а также характеристики среды их обитания. Возможно, что они будут совершенно иными, чем те, что наблюдаются на Земле.
Определив, в чем разница между экосистемой и биосферой, отразим выводы в небольшой таблице.
Вопрос 17. Биосфера. Экосфера
1. Понятие биосферы;
2. Вещества биосферы;
3. Понятие экосферы.
1. Биосфера— это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.
Биосфера — глобальная экосистема. Она не образует сплошного слоя с четкими границами, а как бы «пропитывает» другие геосферы планеты, охватывая всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы (Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс (1873). Основы учения о биосфере заложил В.И. Вернадский(1919, 1926). Оно знаменует собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем. Будучи основоположником геохимии, он провел первые исследования закономерностей строения и состава взаимодействующих элементов и структур земной коры, гидросферы и атмосферы исследовал миграцию химических элементов в литосфере и роль радиоактивных элементов в ее эволюции. В 1923 г. им сформулирована теория о ведущей роли живых организмов в геохимических процессах; в 1926 г. — Концепция и определение биосферы и живого вещества; создано учение, согласно которому живое вещество, трансформируя солнечное излучение, вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот — центральная концепция биогеохимии.
Исключительно важное место в трудах В.И. Вернадского занимают пионерные представления о роли человека в эволюции природы Земли. Эти взгляды позднее стали известны как учение о ноосфере — сфере разума — человеческой «оболочке» Земли.
2. Согласно В.И. Вернадскому вещество биосферысостоит:
• из живого вещества — биомассы современных живых организмов;
• биогенного вещества — всех форм детрита, а также торфа, угля, нефти и газа биогенного происхождения;
• биокосного вещества — смесей биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных карбонатов);
• косного вещества — горных пород, минералов, осадков, не затронутых прямым биогеохимическим воздействием организмов.
Содержание энергии или углерода, количества живого, биогенного и биокосного вещества в биосфере соотносятся как 1:20:4000.
Современные исследования внесли поправку в представление о структуре биосферы. Показано, что в понятие биосферы следует включать только те элементы и характеристики, которые находятся под контролем биоты, и не следует включать компоненты природы, относящиеся к геологическому прошлому (Горшков, 1993). Таким образом, к биосфере относятся вся совокупность живых организмов и все вещества, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами т. е. современное «биогенное вещество»).
3. Такое понимание совпадает с введенным ранее и ныне широко применяемым понятием экосферы— планетарной совокупности современных биомов.
Верхняя граница экосферы расположена на высоте нескольких метров (
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
IX.1. Основные особенности биосферы и ее роль в экосфере[12]
В научной литературе встречается разнозначное толкование понятий, обозначаемых словом «биосфера». Согласно одному, более широкому, биосфера – это область существования живого вещества. В этом смысле биосферу понимал В. И. Вернадский и в этом же смысле оно часто встречается в литературе, в особенности популярной. Понятие «биосфера» во многом совпадает с понятием или географической оболочки, или экосферы, и потому в таком смысле в этой книге не используется. В более узком смысле биосфера – одна из геосфер Земли. Это область распространения живого вещества, и именно в таком смысле мы рассматриваем биосферу.
Биосфера сконцентрирована в основном в виде относительно тонкой пленки на поверхности суши и преимущественно (но не исключительно) в верхних слоях океана. Она не может функционировать без тесного взаимодействия с атмосферой, гидросферой и литосферой, а педосфера без живых организмов просто не существовала бы.
Наличие биосферы отличает Землю от других планет Солнечной системы. Особо следует подчеркнуть, что именно биота, то есть совокупность живых организмов мира, создала экосферу в том виде, как она есть (или, точнее, какой она была до начала активной деятельности человека), и именно биота играет важнейшую роль в стабилизации экосферы. Кислородная атмосфера, глобальный круговорот воды и ключевая роль углерода и его соединений связаны с деятельностью биоты и характерны только для Земли. Биота играет значительную, если не определяющую, роль во всех глобальных биогеохимических циклах. В основном благодаря биоте обеспечивается гомеостазис экосферы, то есть способность системы поддерживать ее основные параметры, несмотря на внешние воздействия, как естественные, так и, в возрастающей степени, антропогенные.
Процесс фотосинтеза, то есть создания живого вещества из неживого, обеспечивает устойчивое образование важнейшего из природных ресурсов – первичной биологической продукции.
Экосфера
В других статьях мы говорили о литосфера, биосфера, гидросфера, атмосфера, так далее. и все его особенности. Чтобы четко определить все области Земли и функции каждой из них, научное сообщество устанавливает некоторые ограничения. Во многих случаях мы говорим об экосфере, хотя она еще недостаточно четко определена и разграничена с точки зрения того, что она способна охватить.
Экосфера определяется как глобальная экосистема планеты Земля, образованный всеми этими организмами, присутствующими в биосфере, и отношениями, которые устанавливаются между ними и окружающей средой. Хотите узнать больше о характеристиках и важности экосферы?
Определение экосферы Что это такое?
Можно сказать, что экосфера сумма биосферы и ее возможные взаимодействия с окружающей средой. Другими словами, биосфера включала всю область Земли, населенную живыми существами, но не учитывала взаимодействия, существующие между этими организмами с окружающей средой. То есть генетический обмен между популяциями животных и растений, трофические цепочки экосистем, функция, которую каждый организм выполняет в среде, где обитают другие виды, взаимосвязь между абиотической и биотической частями и т. Д.
Эта концепция экосферы является достаточно всеобъемлющей на всей Земле, поскольку благодаря ей можно понять из общего подхода то, что мы могли бы назвать планетарная экосистема образованы вышеназванными геосферой, биосферой, гидросферой и атмосферой. Другими словами, экосфера подобна изучению всех остальных экосистем всей планеты и их взаимодействия между ними.
Характеристики
Эти взаимодействия, которые имеют все живые существа, как между собой, так и с абиотическими факторами (такими как вода, почва или воздух), заставляют нас видеть, что все части головоломки необходимы для сосуществования на Земле. По этой причине очень важно, чтобы мы старались минимизировать воздействие, которое люди производят на планету, поскольку любой ущерб, нанесенный им, затронет остальные компоненты, составляющие экосферу.
Компоненты
Последние являются потребителями организмов, называемых гетеротрофами, которые потребляют живое органическое вещество, произведенное другими живыми существами. У гетеротрофов мы можем найти несколько типов организмов-потребителей:
Различия между биосферой и экосферой
Вся пищевая цепочка «привязана» к условиям, существующим в каждом месте и в каждый момент, поэтому, если есть фактор, который нарушает баланс всех переменных, экосистема может вызвать нестабильность. Например, тем фактором, который выводит из равновесия остальные переменные, может быть действие человека. Непрерывное воздействие человека на окружающую среду как абиотических, так и биотических факторов изменяет баланс экосистем, затрудняя выживание многих видов и приводя к исчезновению многих других.
Специальная система, созданная НАСА для понимания экосферы
Чтобы понять экологический баланс, существующий в экосистемах, НАСА провело эксперимент. Это герметично закрытое стеклянное яйцо, в котором так или иначе живут водоросли, бактерии и креветки, научно совершенный мир, которые при соответствующем уходе могут прожить от четырех до пяти лет, хотя были случаи, что жизнь длилась 18 лет.
Эта специальная система была создана для понимания баланса, который управляет системами и который составляет гармонию, чтобы все виды могли жить в ней и обеспечивать себя природными ресурсами, не истощая их.
В дополнение к этой идее понимания экологического баланса, эта система была создана, чтобы найти альтернативы для транспортировки целых экосистем на планеты, далекие от Земли в будущем. как марс.
В яйцо были внесены морская вода, морская вода, водоросли, бактерии, креветки, гравий. Биологическая активность протекает изолированно, потому что яйцо закрыто. Он получает свет извне только для поддержания биологического цикла.
С помощью этого проекта вы можете представить себе объект, который служит для удовлетворения основных потребностей в пище, воде и воздухе, чтобы астронавты могли хорошо добраться до другой планеты. Итак, в этом смысле НАСА рассматривает экосферу как небольшую планету Земля, а креветки действуют как люди.
Превосходя пределы экосферы
Благодаря этому эксперименту стало возможным хорошо понять баланс экосистем и то, что, пока соблюдаются ограничения, может существовать гармония, и все виды, обитающие в космосе, смогут жить. Это должно помочь нам осознать, что на нашей планете пределы экосистем превышаются, так как экологические переменные превышаются.
Чтобы немного облегчить понимание этих ограничений, которые имеет экосфера, мы должны принять во внимание, что экосистема имеет ограниченные ресурсы и ограниченное пространство. Если мы введем в это пространство слишком много видов, они будут соревноваться за ресурсы и территорию. Виды воспроизводят и увеличивают свою популяцию и количество особей, поэтому спрос на ресурсы и землю будет расти. Если количество первичных организмов и первичных потребителей увеличится, количество хищников также увеличится.
Эта ситуация непрерывного роста не может продолжаться бесконечно во времени, поскольку ресурсы не бесконечны. Когда виды превышают способность экосистем к регенерации и укрывательству ресурсов, виды начинают сокращать свои популяции, пока снова не достигнут равновесия.
Вот что происходит с человеком. Мы растем ускоренными и неудержимыми темпами, и мы потребляем природные ресурсы такими темпами, при которых у планеты нет времени на восстановление. Человечество давно нарушило экологический баланс планеты. и мы можем только попытаться сделать это снова, улучшив управление и используя все ресурсы.
Мы должны помнить, что у нас есть только одна планета и что мы должны оставаться на ней.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Биосфера. Экосфера
Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.
Биосфера — глобальная экосистема. Она не образует сплошного слоя с четкими границами, а как бы «пропитывает» другие геосферы планеты, охватывая всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс (1873). Развернутое развитие учения о биосфере принадлежит В.И. Вернадскому (1919, 1926).
Исключительно важное место в трудах В.И. Вернадского занимают пионерные представления о роли человека в эволюции природы Земли. Эти взгляды позднее стали известны как учение о ноосфере — сфере разума — человеческой «оболочке» Земли.
Согласно В.В.Вернадскому вещество биосферы состоит из: живого вещества — биомассы современных живых организмов; биогенного вещества — всех форм детрита, а также торфа, угля, нефти и газа биогенного происхождения; биокосного вещества — смесей биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных карбонатов); косного вещества — горных пород, минералов, осадков, не затронутых прямым биогеохимическим воздействием организмов.
По данным, основанным на содержании энергии или углерода, количества живого, биогенного и биокосного вещества в биосфере соотносятся как 1:20:4000.
Современные исследования внесли поправку в представление о структуре биосферы. Показано, что в понятие биосферы следует включать только те элементы и характеристики, которые находятся под контролем биоты, и не следует включать компоненты природы, относящиеся к геологическому прошлому (Горшков, 1993). Таким образом, к биосфере относится вся совокупность живых организмов (живое вещество[II]) и все вещества, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами (т.е. современное «биогенное вещество»).
Такое понимание совпадает с введенным ранее и ныне широко применяемым понятием экосферы — планетарной совокупности современных биомов.
Верхняя граница экосферы расположена на высоте нескольких метров (lt; 30 м) над поверхностью растительного покрова на суше или над океаном; нижняя — по горизонту фунтовых вод или мак
симального проникновения корней растений и роющих животных. В океане она ограничена слоем проникновения солнечных лучей, достаточным для осуществления фотосинтеза (не более 100 м) или глубиной сохранения биологической активности в донных осадках. За этими пределами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массивы продуктов их жизнедеятельности и в атмосфере (газы, пары воды), и в гидросфере (растворенная и взвешенная органика).
В табл. 3.2 сопоставлены некоторые количественные характеристики экосферы и других геосфер Земли. Масса живого вещества экосферы сравнительно мала. Если ее распределить по всей поверхности планеты, то получится слой всего в 1,5 см. Эта «пленка жизни» (выражение В.И.Вернадского), составляя менее IO-6 массы других оболочек Земли, обладает несравненно большим разнообразием и обновляет свой состав в миллион раз быстрее. Поэтому «динамическая масса» живого вещества превосходит массу других геосфер земли в объеме экосферы.
Таблица 3.2. Сравнение экосферы с другими геосферами Земли
В расчете на всю поверхность планеты 510 млн. км2. Индекс разнообразия (§ 2.1). До средней глубины границы залегания биогенной органики. Тропосфера. Живое вещество в пересчете на сухой вес.
Биота экосферы обусловливает преобладающую часть химиче- ких превращений на планете, т.е. выполняет глобальную метаболическую функцию. Отсюда суждение В.И.Вернадского об огромной преобразующей геологической роли живого вещества. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через себя, через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объем мирового океана, большую часть массы почв, огромную массу минеральных веществ. И не только пропустили, но и вцдоизменили всю земную среду.
Биомасса и продуктивность экосферы. Судя по оценкам биомассы и продуктивности биомов (табл. 3.1), суммарная биомасса экосферы (в расчете на сухое вещество) составляет около 1,4 трлн. тонн, ежегодная продукция биомассы в десять раз меньше.
Живое вещество экосферы на 98,6% представлено биомассой наземных растений (табл 3.3), которые в основном определяют и химический состав суммарной биомассы (табл. 3.4).
Таблица 3.3. Биомасса растений и животных экосферы
