Географія. Рівень стандарту. 11 клас. Безуглий

Тема 6. Біосфера та системи Землі

§ 15. Біосфера та біологічні ресурси

ПРИГАДАЙТЕ: Чому біосферу називають живою оболонкою планети? Із яких елементів складається біосфера Землі? Назвіть основні типи рослинного покриву України. Якими закономірностями пояснюється нерівномірність поширення рослинного та тваринного світу на Землі?

• Поняття «біосфера», її складові та межі. Біосфера є складною за ґенезою і будовою оболонкою, яка населена живими організмами (тому її називають живою оболонкою). Вона охоплює нижні шари атмосфери, усю гідросферу та верхній шар літосфери. Біосфери на інших планетах, окрім Землі, невідомі. Вважається, що бактеріальні біосфери чи схожі до них можуть існувати на Марсі, Венері та, ймовірно, на інших малих планетах.

Термін «біосфера» вперше застосував у 1875 р. австрійський геолог Едуард Зюсс, називаючи ним окрему оболонку Землі, наповнену життям. Детально вчення про біосферу розробив Володимир Вернадський. У його наукових працях термін «біосфера» вперше з’явився у 1911 р. У 1926-му він видав книжку «Біосфера», у якій виклав учення про неї як особливу сферу Землі, що включає сферу поширення живої речовини. Також В. Вернадський увів поняття - «ноосфера».

Ноосфера - це сфера людського розуму, складова біосфери.

До біосфери входять усі живі організми, зокрема людина (ноосфера), а також мікроби та бактерії, усі рослини й тварини, ґрунт - як спільний продукт діяльності живої та неживої природи.

Межі біосфери - це ті межі, у яких живуть живі організми. Нижньою межею біосфери є верхня частина земної кори, а верхня межа збігається з висотою озонового шару (20-25 км). До біосфери відносять усю гідросферу (мал. 1).

Існує безліч гіпотез про виникнення життя на Землі. Основні з них стверджують, що життя:

- було створене надприродною істотою (наприклад, Богом) у певний час;

- виникало неодноразово з неживої речовини;

- існувало завжди;

- занесене на нашу планету ззовні;

- виникло з неживої природи внаслідок біохімічних процесів (еволюція).

Мал. 1. Межі біосфери

Багато із цих гіпотез для пояснення, що існують, різноманітності видів використовують одні й ті самі дані, але роблять наголос на їхні різні аспекти. Наукові гіпотези можуть бути фантастичними, з одного боку, і скептичними - з іншого. Це саме стосується і теологічних міркувань. Тож гіпотези походження життя на Землі - теоретичні дослідження про ймовірну історію виникнення усього живого на планеті Земля.

Згідно з астрономічними та геологічними даними, вік Землі - приблизно 4,5—5 млрд років. Уважається, що в минулому стан нашої планети був мало схожий на сучасний. Імовірно, температура на поверхні була надто високою (4000-8000 °С) - у міру того як Земля остигала, тугоплавкі метали конденсувалися й утворили земну кору; поверхня планети була голою і нерівною, оскільки на ній унаслідок вулканічної активності, переміщень і стиснень кори утворювалися велетенські складки й розриви.

Уважається, що гравітаційне поле ще недостатньо щільної планети не могло утримувати легкі гази (водень, кисень, азот, гелій і аргон), унаслідок чого вони покидали планету. Проте прості сполуки, що містять також і ці елементи (вода, аміак, СО2, метан), виявилися достатньо важкими й залишилися на планеті. Поки температура Землі не впала нижче 100 °С, уся вода перебувала в пароподібному стані. Атмосфера була, ймовірно, «відновною», про що свідчить наявність у давніх породах металів у відновленій формі (наприклад, двовалентного заліза). Більш молоді породи містять метали в окисненій формі (Fe3+). Відсутність кисню, найімовірніше, була необхідною умовою для виникнення життя. Лабораторні досліди свідчать про те, що органічні речовини (основа життя) набагато легше утворюються в бідній на кисень атмосфері.

• Рослинний і тваринний світ суходолу й океану. Живі організми поширені в біосфері нерівномірно (мал. 2). Найбільше їх зосереджено на суходолі, у поверхневих водах Світового океану, а також на його дні в мілководних місцях. Найбагатший рослинний і тваринний світ у приекваторіальних і помірних широтах. Найбільш різноманітний видовий склад деревної рослинності на Землі характерний для верхньої течії річки Амазонка в Перу, де налічують 300 видів на одному гектарі площі. Досить багатий видовий склад живих організмів притаманний і Південно-Східній Азії, зокрема острову Калімантан, де ростуть 200 видів дерев на одному гектарі.

Мал. 2. Розподіл рослинно-тваринних угруповань залежно від кліматичних умов

Основними типами рослинності є лісова, степова, пустельна й напівпустельна, болотна, тундрова, лучна, мангрова.

Лісова рослинність. Залежно від кліматичних умов виділяють такі типи лісів:

  • екваторіальні, де ростуть сандалове, кавове, мускатне, залізне дерева, каучуконоси, різні види пальм тощо. В Африці екваторіальний ліс називають гілеєю, а в Південній Америці - сельвою;
  • вічнозелені твердолисті ліси, що формуються за умов субтропічного клімату. Тут ростуть евкаліпти (Австралія), різні види дуба, благородного лавра, суничного дерева, каштана, клена французького (Середземномор’я). У перезволожених місцях у цих лісах ростуть чагарники - маквіс, які в Австралії називають скребом, а в Північній Америці - чапараллю;
  • вологі тропічні ліси, які формуються в умовах вологого тропічного клімату. У них ростуть високі (до 35-45 м) вічнозелені дерева, обвиті ліанами. У лісах багато епіфітів - це будь-яка рослина, яка оселяється на іншій (переважно на гілках або стовбурі), але отримує поживні речовини з навколишнього середовища, а не із субстрату, на якому існує;
  • мусонні ліси формуються в умовах мусонного клімату. За видовим складом вони схожі до гілей, але в сухий період скидають листя;
  • широколисті ліси ростуть в умовах помірного клімату. Типовими породами дерев у них є бук, дуб, клен, липа, граб, в’яз;
  • мішані ліси характерні для помірного поясу, до широколистих порід у цих лісах додаються хвойні породи дерев;
  • хвойні ліси формуються в умовах помірного клімату й представлені хвойними породами дерев (сосною, ялиною, ялицею, модриною, кедром).

Степова рослинність представлена різними трав’янистими видами рослин помірного поясу - різноманітними видами злаків: ковила, типчак, тонконіг, а також конюшина, маренка, шавлія. У Північній Америці степи називають преріями, в Угорщині - пуштами, у Південній Америці - пампасами.

Лучна рослинність пов’язана зі степовою, лісовою і болотною флорою. Типовим представником лучної рослинності є трав’яниста рослинність.

Тундрова рослинність представлена низькорослими чагарниками та напівчагарниками, мохами, лишайниками, що пов’язано з надто суворими природними умовами - малою кількістю тепла.

Мангрова рослинність формується поблизу морських узбереж, гирл річок. Рослини мангрового лісу змогли пристосуватися до середовища зростання з бідним вмістом кисню, з високою солоністю і частим затопленням припливами.

Пустельна рослинність. Видовий склад рослинності пустель дуже своєрідний. Для пустель характерні ксерофітні напівчагарники, представлені полином, кураєм та іншими видами. Значно відрізняються від основної рослинності пустель флористичні угруповання тугаїв, великих річкових долин і дельт. Для долин пустельно-помірного поясу Азії характерні чагарники листопадних дерев - турангове, тополі, верби, карагач; для долин річок субтропічних і тропічних поясів - вічнозелені рослини: пальми, олеандри.

Величезні площі Світового океану забезпечили різноманітні умови життя, до яких пристосувалася велика кількість різних груп тварин і рослин. За типом місця мешкання й способом життя морські організми об’єднані у три групи (мал. 3): планктон (живі організми, що вільно живуть у воді й пасивно пересуваються в ній, - водорості, ракоподібні, креветки, молюски, медузи тощо), нектон (організми, що активно плавають і мешкають у водній товщі, - риби, кальмари, кити, кашалоти, дельфіни, водяні змії, черепахи, ракоподібні, пінгвіни та ін.), бентос (організми, що мешкають на дні, - бактерії та водорості, устриці, мідії, краби, креветки, лангусти тощо).

• Біологічні ресурси. Важливим різновидом природних ресурсів Землі є біологічні ресурси, до яких належать рослини, тварини, гриби, водорості, бактерії, а також їхні сукупності - спільності та екосистеми (ліси, луки, водні екосистеми, болота тощо). До біоресурсів належать також організми, які окультурені людиною (культурні рослини, домашні тварини). Традиційно біологічні ресурси слугують важливим чинником соціально-економічного розвитку, основною базою сільського, лісового, рибного та мисливського господарств, різних промислових підприємств, зокрема деревообробних, харчових, фармацевтичних, парфумерних.

Мал. 3. Вертикальні зони поширення організмів у Світовому океані

Рослинні ресурси представлено як культурними, так і дикорослими рослинами. Налічується приблизно 6 тис. видів культурних рослин, найпоширенішими з них є лише 90 видів сільськогосподарських культур (пшениця, рис, кукурудза, ячмінь, батат, соя тощо).

Серед дикорослої переважає лісова рослинність, що формує лісові ресурси. До лісових ресурсів належать: деревина, гриби, плоди, ягоди, горіхи, лікарські рослини тощо. Ліси мають важливе водоохоронне, кліматорегулювальне, ґрунтозахисне, протиерозійне та рекреаційне значення.

Ліси світу утворюють два величезні пояси. Північний лісовий пояс розташований у зоні помірного й субтропічного поясів на території Росії, США, Канади, Фінляндії, Швеції тощо. На нього припадає майже половина всіх лісових масивів у світі, що представлені на 2/3 хвойними породами. Південний лісовий пояс охоплює території екваторіального, субекваторіального й тропічного поясів (Амазонія, басейн р. Конго і Південно-Східна Азія), майже 97 % його складу - широколистяні породи.

Розміри лісової площі світу становлять 40 млн км2, і на одного мешканця планети в середньому припадає приблизно 1 га лісу. Загальні запаси деревини в лісах світу оцінюються у 350 млрд м3. Найбільша площа лісів збереглася в Євразії (майже 40 % усіх світових лісів), найменшу лісистість має Австралія (мал. 4). Найінтенсивніше винищуються екваторіальні ліси, що призвело до втрати майже 15 % лісів Амазонії («легенів планети»).

Зелений покрив планети перебуває в небезпеці, тому що за останні 200 років площа лісів скоротилася щонайменше у 2 рази. Головними причинами цього є: вирубування лісів з метою отримання деревини, для розширення сільгоспугідь, для будівництва, на паливо; скорочення лісових масивів через забруднення навколишнього середовища. Останніми роками ця проблема набула глобального характеру. Площа лісів у світі щороку скорочується майже на 20 млн га, або на 0,5 %.

Біологічні ресурси - популяції та спільноти живих організмів (мікроорганізми, гриби, рослини, тварини), а також продукти їх життєдіяльності, що використовуються або можуть використовуватися людиною.

Мал. 4. Лісистість регіонів світу, %

До біологічних ресурсів тваринного світу належать тварини, які прямо або опосередковано використовуються для різних потреб людини. Загальна кількість представників тваринного світу коливається від 3 до 30 млн видів. Основними вигодами для людини від тварин є: їжа (м’ясо, яйця, молоко), матеріали (вовна, шкіра), лікарські засоби, добриво, транспорт (коні, верблюди, мули, віслюки, буйволи), прикраси (слонова кістка, перли устриць, корали). За період з 1600 р. і донині людиною було знищено понад 160 видів і підвидів птахів і майже 380 видів перебуває під загрозою зникнення. Серед ссавців уже зникло понад сотні видів і майже 250 видів є під загрозою зникнення. Так, в Австралії з її унікальною фауною зникло або є під загрозою зникнення, за різними даними, майже 40 % ендемічних видів, в Європі на межі знищення перебувають чимало видів ссавців і понад 30-50 % усіх видів птахів.

Підсумуйте свої знання:

  • 1. Поясніть значення понять: біосфера, біологічні (рослинні, тваринні) ресурси, гілея, сельва, прерії, пампа, пушта, скреб, епіфіти, ксерофіти.
  • 2. На основі мал. 2 поясніть закономірний вплив кліматичних умов на розподіл рослинно-тваринних угруповань по території Землі.
  • 3. Підготуйте повідомлення «Закономірності поширення живих організмів на материках (в океанах)» (на власний вибір).

Перевірте, чого навчилися:

  • 1. Оцініть ресурсні властивості біосфери, спираючись на результати дослідження В. І. Вернадського, який підрахував, що за час існування на Землі біосфери було створено біомасу, яка майже у 2 рази перевищує масу всієї земної кори, - за формулою Е = PV2 / 2, де Р - маса організмів, V - швидкість розтікання біомаси (розмноження організмів). Який вплив біосфери минулих геологічних епох на сучасний стан і розподіл мінеральних ресурсів Землі?
  • 2. Користуючись інформацією Міжнародного союзу охорони природи і природних ресурсів (МСОП), міжнародною програмою «Людина і біосфера» ЮНЕСКО, визначте пріоритетні заходи захисту біосфери. Доведіть уплив цих міжнародних організацій на вирішення проблем знищення біорізноманіття.