Основные законы функционирования биосферы реферат

Обновлено: 19.05.2024

Биосфера Земли является целостной многокомпонентной сис­темой, основной функцией которой является поддержание жизни. Эта функция биосферы реализуется благодаря непрерывному пото­ку вещества и энергии на уровне любой экосистемы, от локальной до глобальной. Основным принципом организации экосистем явля­ется взаимосвязь биотической и абиотической составляющей.

Состав, структура и энергетика биосферы сформировались и формируются прошлой и современной деятельностью живых орга­низмов. Все основные компоненты биосферы (атмосфера, гидросфе­ра и литосфера) и входящие в ее состав экосистемы взаимосвязаны сложными биогеохимическими циклами миграции веществ и энер­гии. Начальным, пусковым моментом этих циклов является фото­синтез и синтез биогенных веществ.

В биосфере происходят все химические превращения, связан­ные с биогеохимическими функциями живых организмов, включая человека. На ранних этапах своего развития человеческая популя­ция оказывала локальное воздействие на биосферу. С развитием на­учно-технического прогресса оно сменилось глобальным влиянием на состав, структуру и ресурсы биосферы. Поэтому на сегодняшний день практически во всех компонентах биосферы можно обнару­жить следы деятельности человека. Это подводит нас к необходи­мости пересмотра концепции о бесконечности и неисчерпаемости ресурсов биосферы.

Биосфера представляет собой высший уровень иерархии экосистем нашей планеты. Каждая экосистема представлена сово­купностью живых организмов в среде их обитания, занимающих определённое пространство и способных к саморегуляции. Разли­чают макроэкосистемы (океан, континент), мезоэкосистемы (лес, пруд и т.п.), микроэкосистемы (желудочно-кишечный тракт, ствол гниющего дерева).

Все экосистемы различаются структурами пространственно-временного разнообразия, потоками энергии, трофическими цепя­ми, биогеохимическими круговоротами элементов и веществ, эволюцией и управлением.

Всем естественным экосистемам присуща способность к са­морегуляции и самовосстановлению. При их преобразовании в агроэкосистемы и антропоэкосистемы потоки энергии, биогеохими­ческие круговороты элементов и информационные связи значитель­но изменяются. Если эти изменения выходят за рамки допустимых пределов, то экосистемы теряют способность к саморегуляции и са­мовосстановлению и быстро деградируют.

Основными свойствами экосистем, определяющих их эффек­тивное функционирование, являются изменчивость и устойчивость. Изменчивостьэкосистемы определяется ее способностью перехо­дить из одного состояния в другое под влиянием внешних сил или факторов саморазвития.

Под устойчивостьюпонимают способность экосистемы к са­мосохранению и саморегулированию в пределах, не превышающих допустимых величин. Если внешнее воздействие выводит систему из состояния устойчивого равновесия, то равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослаб­ляется. Это, по мнению В.И. Вернадского, служит основным регуля­тором общеземных процессов. Например, если до конца XIX века в ответ на возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере происходило увеличение биологической продуктивности и биомас­сы, то с начала XX века биологическая продуктивность начала зна­чительно снижаться.

Функционирование биосферы подчиняется экологическим объективным законам, которые справедливы и для нижерасположен­ных уровней в этой иерархии.

Следующим важным экологическим законом является закон экологосистемной направленности эволюции.Суть закона заклю­чается в том, что любые эволюционные изменения в экосистемах направляются как внешними, так и внутренними экологическими факторами. Внешними для развивающейся экосистемы могут быть все воздействия ближайших по иерархии надсистем, вплоть до Все­ленной. Эти воздействия ограничивают развитие экосистемы и вы­нуждают ее адаптироваться.

Эволюция биосферы, как и эволюция всего живого на плане­те, может идти лишь в одном направлении. Невозможно прожить жизнь от смерти к рождению, как невозможно в том же направлении развернуть эволюцию жизни. Развитие жизни однонаправленно. Организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоя­нию, уже осуществленному в ряду его предков. Эта однонаправлен­ность и невозвратность сформулирована в виде законов вектора развития и необратимости эволюции живого.

Большое значение для экологических и биолого-эволюционных процессов, происходящих в экосистемах и биосфере в целом, имеет принцип экономии энергии.Например, если в экосистеме имеется вероятность развития процесса в некотором множестве направлений, то реализуется такое направление, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии (или минимум роста энтропии).

В экосистемах действует закон однонаправленности потока энергии.Это означает, что энергия, получаемая экосистемой и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой пе­редается консументам первого, второго и т.д. порядков. При этом происходит уменьшение энергетического потока на каждом трофическом уровне в результате процессов, сопровождающих дыхание. В обратном направлении (от редуцентов к продуцентам) поступает ничтожное количество изначально вовлечённой энергии. Такая однонаправленность потока энергии формирует в экосистемах отно­сительно замкнутый круговорот веществ.

Вещество и энергия для функционирования и развития экоси­стемы могут поступать лишь из окружающей среды. Прогресс лю­бой экосистемы возможен только за счет материально-энергетических и информационных ресурсов внешней среды. Абсолютно изолиро­ванное саморазвитие экосистемы невозможно, как невозможно фун­кционирование компонентов экосистемы без других функционально дополняющих частей. Это - основные выводы закона развития системы за счет окружающей ее среды и принципа экологической дополнительности (комплементарности).

В обобщенном виде эти выводы сформулированы в законе формирования экосистемы,который гласит, что длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических сис­тем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и соответственно приспособлены друг к другу. Это обеспечивает воспроизводство среды обитания каждого вида и относительно неиз­менное существование всех экологических компонентов.

Все живое вещество Земли имеет единую физико-химическую природу (закон физико-химического единства живого вещества В.И. Вернадского).Это положение развивает закон внутреннего динамического равновесия Н.Ф. Реймерса,согласно которому вещество, энергия и информация в экосистемах и биосфере взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств экосистем, в которых эти изменения происходят.

Нарушение закона внутреннего динамического равновесия часто является причиной региональных экологических катастроф. Даже незначительное воздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильные отклонения во всей экосистеме. Например, загрязнение атмосферы окислами серы и азота явилось причиной возникновения кислотных осадков и связанных с ними про­цессов деградации и гибели лесов в Европе и Северной Америке, обезрыбливания озер Скандинавии, нарушения циклов развития морских организмов, личиночные стадии которых проходят на мелководьях. Этот закон является одним из основных в управлении при­родопользованием .

В природопользовании необходимо соблюдать закон опти­мальности.Хозяйственная деятельность человека должна соотно­ситься с возможностями окружающей среды, т.е. должна быть оптимальной и не нарушать функционирование экосистем. Игнори­рование этого закона является основной причиной появления техно­генных экосистем, зон экологического кризиса и экологического бедствия.

В биосфере и на любом уровне составляющих ее экосистем все входящие в неё биотические и абиотические экологические ком­поненты функционально соответствуют друг другу. Выпадение од­ного элемента экосистемы приводит к изменению ее внутреннего динамического равновесия. Например, исчезновение вида неминуе­мо ведет к выпадению тесно связанных с ним других элементов эко­системы либо к внедрению в экосистему нового вида или группы видов с сопутствующими элементами. Иными словами, имеет место корреляция экологической устойчивости экосистемы (закон эколо­гической корреляции).Если изменения, происходящие в экосисте­ме, превышают порог изменения функциональной целостности, то экосистема теряет свойство надежности. Она уже не может вернуть­ся к первоначальному состоянию (закон эволюционно-экологической необратимости)и не может быть восстановлена за счёт самых прогрессивных технологий (закон незаменимости биосферы).

Однако биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия. Чем больше давление на биосферу, тем сильнее это стрем­ление. Оно продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития (закон обратимости биосферы).В случае глубокого из­менения природной среды, превышающего возможности ее восстанов­ления, возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми (закон необратимости взаимодействия человек - биосфера).Таким образом, все природные ресурсы и естественные условия на Земле ко­нечны (закон ограниченности природных ресурсов).

По мнению В.И. Вернадского, хаотичное саморазвитие, осно­ванное на процессах естественной саморегуляции, должно быть за­менено разумной стратегией, базирующейся на прогнозно-плановых началах, регулировании процессов естественного развития. Иными словами, биосфера неизбежно превратится в ноосферу (закон ноосферы В.И. Вернадского),т.е. в сферу, где разум человека будет иг­рать доминирующую роль в развитии системы человек - природа. Но при этом человек, безусловно, должен следовать законам приро­ды и развития общества. Этот принцип лежит в основе формирова­ния ноосферы.

Таким образом, знание основных экологических законов био­сферы, гармонизации, красоты и рациональности природы дает человечеству возможность оптимального взаимодействия с окружа­ющей средой, помогает ему найти верные пути выхода из экологи­ческого кризиса в техногенных системах.

Одной из наиглавнейших особенностей планеты Земля есть существование на ней жизни - этим она отличается от всех своих соседок-планет.
Появление и развитие жизни на Земле - это уникальное явление во всей Солнечной системе. Но оно не случайно, а было подготовлено сочетанием ряда благоприятных условий. Прежде всего, для зарождения жизни должен был сформироваться сложный комплекс активно взаимодействующих природных компонентов, которые в течение чрезвычайно длительного времени в относительно стабильных гидротермальных условиях испытали строго направленную эволюцию.

Содержание
Работа состоит из 1 файл

Функции биосферы по Вернадскому и основные биосферные законы по Реймерсу.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Снежинский физико-технический институт

Федерального государственного автономного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

(СФТИ НИЯУ МИФИ)

Кафедра экономики и управления

Выполнил студент: ________ Тюрин Н.А.

Проверил преподаватель: ________ Терещенко В.А.

Основные законы Биосферы……………………………………………………… 10

Список используемой литературы………………………………………………13

Одной из наиглавнейших особенностей планеты Земля есть существование на ней жизни - этим она отличается от всех своих соседок-планет.

Появление и развитие жизни на Земле - это уникальное явление во всей Солнечной системе. Но оно не случайно, а было подготовлено сочетанием ряда благоприятных условий. Прежде всего, для зарождения жизни должен был сформироваться сложный комплекс активно взаимодействующих природных компонентов, которые в течение чрезвычайно длительного времени в относительно стабильных гидротермальных условиях испытали строго направленную эволюцию.

Та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существуют и развиваются растительные и живые организмы, называется биосферой. В ее состав входят не только растительный покров и животное население планеты, все реки и озера, водная масса океанов, но и почвенный слой, значительная часть тропосферы и самый верхний слой земной коры - зоны выветривания. На земной поверхности практически нет площадей, где отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях или на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микробы и другие микроорганизмы.

Знания о биосфере сегодня как никогда актуальны и необходимы. Человек вышел за пределы возможностей биосферы и активно преобразовывает ее. В связи с этим дальнейшее существования человека, во всех странах мира испытывается настоятельная потребность в охране биосферы. А чтобы устранить опасности, нависшие над Землей, необходимо знать историю биосферы, знать, как она существовала до возникновения человека. Знание процессов, происходящих в биосфере, и соответственно разумная организация всей деятельности и жизни человечества может помочь восстановить былую красоту природы.

Цель данной работы: рассмотреть понятие биосферы Земли, охарактеризовать особенности ее возникновения и эволюции.

Функции Биосферы

Приведем пять постулатов В.И.Вернадского, относящихся к функции биосферы.

Постулат первый: "С самого начала биосферы жизнь, в нее входящая, должна была быть уже сложным телом, а не однородным веществом, поскольку связанные с жизнью ее биогеохимические функции по разнообразию и сложности не могут быть уделом какой-нибудь одной формы жизни". Смысл сказанного однозначен: первобытная биосфера изначально была представлена богатым функциональным разнообразием.

Постулат второй: "Организмы проявляются не единично, а в массовом эффекте. ". И далее: "Первое появление жизни. должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организмов, а их совокупности, отвечающей геохимической функции жизни. Должны были сразу появиться биоценозы".

Третий постулат: "В общем монолите жизни, как бы не менялись его составные части, их химические функции не могли быть затронуты морфологическим изменением". Смысл приведенных постулатов таков: первичная биосфера была представлена "совокупностями" организмов типа биоценозов, которые и были главной "действующей силой" геохимических преобразований, а морфологические изменения компонентов этих "совокупностей" не отражались на их "химических функциях".

Постулат четвертый: "Живые организмы. своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом. непрерывной сменой поколений. порождают одно из грандиознейших планетных явлений. миграцию химических элементов в биосфере", поэтому "на всем протяжении протекших миллионов лет мы видим образование тех же минералов, во все времена шли те же циклы химических элементов, какие мы видим и сейчас".

И пятый постулат: "Все без исключения функции живого вещества в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами".

Какие же именно "геохимические функции" имел в виду Вернадский? Он определил их такими терминами: газовая, кислородная, окислительная, кальциевая, восстановительная, концентрационная, разрушение органических соединений, восстановительное разложение, метаболизм и дыхание. Функций этих было достаточно, чтобы "былая биосфера" сыграла свою определяющую роль в становлении оболочек Земли - атмосферы, гидросферы, литосферы и геосферы. Современная наука о биосфере те же функции классифицирует по пяти категориям:

энергетическая (накопление свободной энергии - связывание и запасание солнечной энергии) ;

концентрационная (акапливание химических элементов в телах живых организмов в масштабах биосферы (формирование атмосферы, залежей органических и неорганических веществ);

транспортная (закон биоигенной миграции атомов, биогеохимические круговороты);

деструктивная (разложение органики и замыкание круговоротов, выветривание √ разрушение земной коры, формирование почвы);

Естественно возникает вопрос, какой же механизм функционировал и продолжает обеспечивать способность биосферы выполнять? Деятельность живого вещества, живых организмов.

Функции биосферы системный подход.

Функция биологических систем - свойство направлять свою деятельность к достижению определенных полезных для них результатов приспособительного значения.

Функция биосферы - выражается как специфика направления развития жизни на Земле.

Если направление превращений вещества и энергии в неживой природе характеризуется общим снижением уровня организации и качества энергии, приближением к устойчивому равновесию, возрастанием термодинамической и структурной энтропии, то в живой природе направление этих превращений оказывается прямо противоположным. Этим и определялась ведущая роль биосферы на земле.

Общее направление превращений биосферы в целом или ее функцию можно определить как повышение уровня структурной организации, накопление свободной энергии устойчивого неравновесия, появление и возрастание негэнтропии, которые достигаются за счет энергетических и материальных ресурсов неживой природы и реализуются в синтезе первичной биомассы и эволюции ее форм. При этом разные подсистемы биосферы играют разную роль.

1.Общее направление превращений в Растительной подсистеме биосферы или ее функцию можно определить как первичный синтез биомассы из неорганических источников, создание исходного негэнтропийного материала.

2.Общее направление превращений в Животной подсистеме биосферы или ее функцию можно определить как прогрессивные преобразования биомассы, повышающие ее структурную организацию и уровень негэнтропии.

3.Функцию Человеческой подсистемы биосферы можно определить как производство все новых орудий труда, позволяющих создавать небиологическим техническим путем свободную энергию негэнтропии в искусственных высокоорганизованных системах, воспроизводящих прямо или косвенно некоторые процессы, осуществлявшиеся до того только живой материей.

"Постоянство внутренней среды есть условие свободного поведения", - так определил Клод Бернар основной принцип взаимодействия живого организма с внешней средой, названный в последствии Гомеостазом.

Гомеостазис (греч. подобное состояние) - способность системы сохранять относительное постоянство, относительную замкнутость, устойчивость с помощью приспособительных механизмов, устраняющих или ограничивающих воздействие на систему факторов внешней и внутренней среды.

Продуктивность как показатель функционирования биосферы.

Продуктивность биологическая - биомасса, производимая популяцией или сообществом на единице площади за единицу времени.

Продуктивность первичная чистая - наблюдаемый фотосинтез или чистая ассимиляция.

Продуктивность энергетическая абсолютная - количество энергии, заключенной в продуктах питания, получаемых с единицы площади возделываемых земель при культивировании определенного растения, за вычетом произведенных энергозатрат.

Биологическая продуктивность биосферы, всего живого вещества Земли составляет 1,7*1015 МДж/год. По абсолютному своему значению она сопоставима, в пределах одного порядка величин, с такими глобальными геологическими процессами, как энергия приливно-отливных течений 2,3*1015 MДж/год, энергия движения воздушных масс атмосферы - 1,3*1015 МДж/год и величина теплового потока из недр Земли, равная 1,3*1015 МДж/год; на порядок выше энергии землетрясений Земли и на два порядка выше энергии речного стока и вулканических извержений.

Сопоставляя приведенные цифры, необходимо иметь в виду, что значение биологической продуктивности отвечает энергии, накопленной в массе сухого вещества. Однако хорошо известно, что накопление какой то массы органического вещества, требует поглощения солнечной энергии на два порядка выше. Следовательно, реальное поглощение солнечной энергии биосферой Земли по своим масштабам превышает не меньше чем на порядок любой из глобальных геологических процессов, формирующих Лик Земли.

Вернадский попpобовал более понятно выpазить вес одной тучи саpанчи, наблюдавшейся доктоpом Кpаутеpом над Кpасным моpем в 1889 г. до оpганизации междунаpодной боpьбы с саpанчей. Вес этой тучи отвечал 4,4*107 т. Он был почти pавен весу меди, цинка и свинца вместе взятых, выpаботанных человечеством в течение (XIX в. прим. авт.) столетия. Туча саpанчи - как бы гоpная поpода в движении. Добавим к этому, масса, обладающая колоссальным потенциалом биологического обмена!

Часть солнечной энергии поглощенная биосферой и вторично освобождающаяся при дыхании, испарении и обмене веществ всех живых организмов, фактически расходуется на ход :

процессов стабилизации состава атмосферы и водных масс,

биогеохимической миграции атомов,

биогеохимической переработки горных пород приповерхностной части Земной коры,

формирования термовлажностного режима приземного слоя тропосферы.

Однако энергия развития живого вещества, биогенная энергия, не есть нечто постоянное. Любая биологическая или биокосная система, находясь в состоянии "устойчивой неравновесности", т.е. подвижного динамического равновесия с окружающей ее средой, и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Эти позиции закреплены в биогеохимических принципах В.И.Вернадского:

Геохимическая биогенная энергия стремиться в биосфере к максимальному проявлению (первый биогеохимический принцип) и

При эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию (второй биогеохимический принцип).

Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца (третий биогеохимический принцип)

Человек всегда использовал окружающую среду в основному как источник ресурсов, но в течение довольно продолжительного времени ее деятельность не влияла заметно на биосферу. Лишь в конце ХІХ столетие изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине ХХ столетие эти изменения возрастали, а сейчас они лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о следствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов поворачивается к ней в виде отходов, часто отравленных и непригодных для утилизации. Это создает угрозу как существованию биосферы, так и самого человека.

Предупреждая о возможных следствиях вторжения человека в природу, еще полстолетия тома академик В.И. Вернадский писал: “Человек становится геологической силой, способной изменить счет Земли”. Следствия антропогенной деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении естественных экосистем, изменению структуры поверхности Земли, изменению климата. Антропогенные влияния приводят к нарушению практически всех естественных биогеохимических циклов.

Рассмотреть концепцию единства человека и биосферы, которая есть центральной в учении о ноосфере, — цель этого реферата.

ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ БИОСФЕРЫ

В буквальном переводе термин “биосфера” означает сферу жизни, и в таком значении он был впервые введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом, который определял биосферу как совокупность организмов, ограниченную в пространстве и времени, которая живет на поверхности Земли.

Современная наука определяет биосферу как оболочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в беспрерывном обмене с этими организмами.

Два главных компонента биосферы — живые организмы и среда их проживания — беспрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образовывая целостную динамическую систему. Биосфера как глобальная суперсистема в свою очередь состоит из ряда подсистем.

За время эволюции жизни на Земле существовало огромное количество разных видов живых организмов (всего около 500 млн.). Сейчас начисляют около 3 млн. видов живых организмов.

Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они объединяются в разные системы, например, в популяции. В ходе эволюции образовывается другой, качественно новый уровень живых систем, так называемые биоценозы — совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде существования.

В совокупности с окружающей средой существования, обмениваясь с ней веществом и энергией, биоценозы образовывают новые системы — биогеоценозы или, как их еще называют, экосистемы. Биогеоценоз является естественной моделью биосферы в миниатюре, включая у себя все звенья биотического кругооборота: от зеленых растений, которые создают органическое вещество, к их потребителям, которые превращают ее снова на минеральные элементы. Иначе говоря, биогеоценоз есть элементарной составной биосферы. Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образовывают суперсистему — биосферу.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Атмосфера — это наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен веществом и энергией с космосом. Атмосфера имеет несколько пластов: тропосфера (нижний пласт, который граничит с поверхностью Земли, высота 9-17 км, в нем сосредоточенно около 80% газового состава атмосферы и весь водный пар), стратосфера, ноосфера.

Гидросфера — это водная оболочка Земли.

Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли. Поверхностный пласт литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой грунт. Организмы переходят в гумус (плодородную часть грунта). Составными частями грунта есть минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК. НООСФЕРА.

Появление человека как “homo sapiens” (человека умной) качественно изменила не только биосферу, но и результаты ее планетарного влияния. Постепенно стал происходить переход к целенаправленному изменению окружающей среды умными существами.

Геосфера самая по себе в целом пассивно реагирует на вмешательство человека, а живое вещество активно приспосабливается к новым условиям существования и присутствия в природе человека. Так, многократно выросшая стойкость и неблагоприятность многих насекомых к отрут, которые применяют люди. Появляются мутационные или измененные виды и популяции, которые способны существовать в техногенной и загрязненной среде.

Человек как особая форма жизни и существо, которое имеет ум, вносит принципиально новые элементы во взаимоотношения с природой. Человек выступает как автономная целостность внутри биосферы. Живое вещество, превращая косную и взаимодействуя с ней, образовывает техносферу. Но если при формировании биосферы все биоценозы лишь поддерживают системную целостность путем обмена веществом и энергией, то человек, кроме этих функций, в первую очередь обезвеществляет природу, создавая новые искусственные предметы.

Концепция единства биосферы и человечества является центральной темой учения о ноосфере. Академик Вернадский в своих роботах раскрывает первоосновы этого единства, значимость организованности биосферы в развитии человечества. Это разрешает понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода к ноосфере.

В.И. Вернадский, М.М. Камшилов, В.П. Казначеєва рассматривают ноосферу как новую, высшую стадию эволюции биосферы, которая связана с возникновением и развитием в ней человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает влиять на ход естественных и космических процессов.

Одной из основных идей, которые лежат в основе теории о ноосфере, есть то, что человек не является самодовлеющим живым существом, которое живое отдельно по своим законам, она сосуществует внутри природы и есть ее частью. Это единство обусловлено прежде всего функциональной неразрывностью окружающей среды и человека. Человечество само по себе является естественным явлением и потому естественно, что биосфера влияет не только на среду жизни, но и на образ мысли.

Академик Вернадский представил ряд конкретных условий, которые необходимые для становления и существование ноосферы. Это:

заселение человеком всей планеты;

резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

усиление связей, в том числе и политических, между всеми странами Земли;

начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, которые происходят в биосфере;

расширение границ биосферы и выход в космос;

открытие новых источников энергии;

равенство людей всех рас и религий;

увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;

свобода научной мысли и научного поиска от давления религиозных, философских и политических факторов и создание условий, благоприятных для свободной научной мысли;

продуманная система народного образования и рост благоустройства народа;

умное преобразование первоначальной природы Земли с целью задовольняння всех материальных, эстетичных и духовных нужд населения;

исключение войн из жизни общества.

Проследим, насколько эти условия выполняются в современном мире.

Условие о заселении человеком Земли выполнено. На Земле почти не осталось мест, где не ступала бы нога человека, она поселилась даже в Антарктиде.

Средства коммуникации постоянно совершенствуются, появляются такие возможности, о которых недавно человечество еще только мечтало. Сам Вернадский писал, что процесс полного заселения биосферы человеком обусловленный ходом истории научной мысли, он неразрывно связан со скоростью коммуникации, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мыслей и их одновременного обдумывания на всей планете.

Условие усиления связей сейчас активно выполняется. Пример тома — Организация Объединенных Наций.

Условие преобладания геологической роли человека также выполнено, хотя именно ее преобладание вызвало тяжелые экологические следствия.

Условие о выходе человека в космос также частично выполнено. Работа в этом направлении ведется учеными всей планеты.

Условие об открытии новых источников энергии выполнено, но, к сожалению, с трагическими следствиями. Ядерная энергия давно усвоена как в мирных, так и в военных целях. Человечество, а точнее политики, не готово ограничиться мирными целями, ядерная сила используется прежде всего как военное средство. Но и мирное использование часто ведет к трагедии, как это было, например, в Чернобыле.

Условие равенства людей всех рас и религий сейчас достигается, и трудно сказать, когда в конце концов можно будет считать ее выполненной.

Условие увеличения роли народные массы выполнены во всех странах с парламентерской формой правления.

Тяжело говорить об условии свободы научной мысли в стране, где еще совсем недавно наука была под гнетом тоталитаризма. Сейчас такое давление отсутствующее, но через тяжелое экономическое положение в украинской науке много ученых вынуждены зарабатывать себе на жизнь ненаучной работой, некоторые выезжают за границу. Но для поддержания украинской науки созданные фонды, такие, например, как фонд Сороса.

Тяжело говорить также об условии продуманной системы народного образования в стране, которая стоит на пороге голода и бедности. Но В.И. Вернадский предупреждал, что процесс перехода биосферы в ноосферу не может происходить постепенно и единонаправленно, что на этом пути временные отступления неминуемые. Итак, ситуацию, которая сложилась сейчас в Украине, можно рассматривать как временное явление.

Условие об умном преобразовании первоначальной природы Земли нельзя считать выполненной, ведь современное политическое руководство ориентируется в основном на решение экономических проблем.

Условие исключения войн из жизни общества В.И. Вернадский считал очень важной для создания и существования биосферы. Но она не выполнена и пока еще не ясно, будет ли она когда-то выполненной. Мировое сообщество старается не допустить мировой войны, но локальные войны все еще забирают жизни многих людей.

Итак, процесс образования ноосферы постепенный и, наверное, некогда нельзя будет точно указать год или даже десятилетие, из которого переход биосферы к ноосфере можно будет считать завершенным.

ВЫВОДЫ

Академик Александрова писал, что анализ состояния современного естественного мира свидетельствует о том, что причиной отсутствия гармонии в равноправных отношениях человека и природы есть еще до сих пор не преодоленные процессы отчуждения человека от природы. Другая причина — это политика покорения природы, которая приводит к появлению косвенных влияний антропогенно измененной природы на человека. При этом косвенные влияния, как правило, несут только неблагоприятные следствия своего влияния на природу и особенно на человека. Эти обстоятельства, к сожалению, не учитываются современной наукой, которая в конечном результате сдерживает наше продвижение на пути к объединению человека с природой.

Сам Вернадский, отмечая нежелательные, разрушительные следствия хозяйствования человека на Земле, считал их временными. Он верил в человеческий ум, гуманизм научной деятельности, победу добра и красоты. Ноосферу нужно принимать как символ веры, как идеал умного человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных достижений.

Для выполнения всех условий, которые В.И. Вернадский считал необходимыми для входа к ноосфере, необходимая стабилизация экономики Украины и переориентация правительства на решение экологических проблем через употребление системы мероприятий. К системе таких мероприятий должны входить: основы ядерного законодательства, государственное регулирование ядерной и радиационной безопасности, государственные программы минимизации следствий Чернобыльской катастрофы, нормы обращения с радиоактивными отходами и повышение безопасности атомных станций, система социальной защиты населения.

Большой и малый круговороты энергии и биогенных элементов в природе. Введение. Список использованной литературы. Круговорот азота, фосфора, серы и биогенных катионов на Земле. Углеродно-кислородный цикл в биосфере. Заключение. Читать ещё >

Основные закономерности функционирования биосферы: поток энергии и круговорот биогенных элементов ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • Введение
  • 1. Большой и малый круговороты энергии и биогенных элементов в природе
  • 2. Углеродно-кислородный цикл в биосфере
  • 3. Круговорот азота, фосфора, серы и биогенных катионов на Земле
  • Заключение
  • Список использованной литературы

Оба круговорота веществ — биологический и геологический — осуществляются благодаря энергии Солнца и силе гравитации. Биологический круговорот быстрый и замкнутый: начальное и конечное звенья замыкаются через доступные неорганические вещества. Геологический круговорот медленный и хотя и является замкнуты, но может надолго изымать элементы, аккумулируя их миллионы лет, о чем мы говорили ранее. Часть веществ из биологического круговорота поступает в геологический в виде отмерших остатков, образовывая осадочные породы, что мы также отмечали, которые со временем под влиянием давления, температуры и других факторов трансформируются в граниты. Тектонические поднятия обуславливают вынесение части гранитных пород на поверхность. Граниты выветриваются, и, как следствие, образовывается фонд доступных веществ, которые в дальнейшем снова привлекаются к биологический круговорот.

Процессы круговорота веществ и энергии в биосфере осуществляются сбалансировано, формируя основные закономерности функционирования биосферы. Подавляющее большинство веществ, привлечённых в биологический круговорот, возвращаются в минеральное состояние и становятся доступными для повторного использования живым веществом. Лишь небольшая их часть откладывается в осадочных породах, но эти потери компенсируются веществами, которые высвобождаются из горных пород в результате процессов выветривания.

Читайте также: