Поміркуйте

Збільшення вмісту вуглекислого газу в повітрі через використання людиною палива повинно сприяти фотосинтезу в рослин. А які негативні наслідки такої зміни складу атмосфери?

Згадайте

• Атмосфера, літосфера, гідросфера

• Екосистема, біогеохімічні цикли

Сучасний етап розвитку біосфери та роль людини

Сучасний етап розвитку біосфери відрізняється тим, що потужною перетворювальною силою стає діяльність людини.

Спочатку людина за впливом на природу не відрізнялася від інших біологічних видів. Але починаючи з XX ст. завдяки стрімкому зростанню господарської активності, людина почала змінювати своє середовище проживання. У міру науково-технічного прогресу роль людини в перетворенні біосфери можна порівняти з дією потужних геологічних процесів.

У результаті біосфера Землі докорінно змінюється й стає, за визначенням В. І. Вер-надського, ноосферою — «сферою розуму». Ноосфера визначається як нова, вища стадія еволюції біосфери. Це «сфера взаємодії природи й суспільства, у межах якої розумна людська діяльність стає головним визначальним чинником розвитку».

У процесі своєї діяльності людина по-різному впливає на складові біосфери. Причини або чинники такого впливу називають антропогенними. З одного боку, вони призводять до виснаження природних ресурсів, виникення видів тварин і рослин, забруднення природного середовища й утворення штучних ландшафтів. З іншого боку, людина інтенсивно розводить культурні рослини й свійських тварин, створює нові сорти й породи. При цьому виникає інше середовище проживання.

Показники порушення стійкості біосфери

Біосфера як саморегулювальна екосистема має високу стійкість. Вона здатна підтримувати свої склад, структуру й функції. Однак у цієї стійкості є певні межі, і вони все частіше порушуються діяльністю людини.

На думку науковців, поступова зміна клімату планети — це наслідок антропогенної зміни балансу газів в атмосфері. За останні 100 років середня температура на поверхні Землі збільшилася на 0,5-0,6 °С через інтенсивне надходження в атмосферу вуглекислого газу, метану, нітроген оксиду, що утруднює віддачу тепла з поверхні (парниковий ефект). Джерелами таких газів є, зокрема, використання палива. Щорічно спалюється близько 1 млрд тонн природного палива.

Видобування з надр корисних копалин, їх використання в промислових процесах змінює біогеохімічні цикли. Щорічно з геосфери видобувається близько 100 млрд тонн руди, палива, мінеральних добрив. Сучасне людство грубо втручається в цей колообіг Оксигену, споживаючи щорічно за рахунок спалювання мінерального й органічного палива 20 000 000 000 тонн атмосферного кисню.

Змінюється склад навколишнього середовища: воно забруднюється промисловими відходами. Щорічно у світовий океан потрапляє 50 тис. тонн пестицидів, 5 тис. тонн ртуті, 10 млн тонн нафти й безліч інших забруднювачів; у ґрунт вноситься до 100 млн тонн мінеральних добрив; в атмосферу викидається понад 20 млрд тонн CO₂, 50 млн тонн NO, 150 млн тонн SO₂. Дно Світового океану, зокрема глибоководні западини, використовуються для захоронення особливо небезпечних токсичних речовин.

Змінюються ландшафти. Близько ¹А поверхні Землі розорані або є пасовищами для свійських тварин. Кожні 10 років світові втрати верхнього шару ґрунту складають 7 %. На великих площах будуються нові міста. Значні території виключені з господарської діяльності через накопичення на них промислових відходів. Разом із тим,

зменшуються площі, зайняті лісами. Масштаби винищування тропічних лісів становлять 245 тис. км² на рік. З першої половини XX ст. винищено 2/3 лісів в Азії, 1/2 в Африці, до 1/3 в Латинській Америці. Значною проблемою став процес опустелювання в результаті неправильного ведення господарства.

Зникнення біологічних видів. За період з кінця XVI до 70-х років XX століття з лиця Землі зникло 109 видів птахів, 64 види ссавців, 20 видів плазунів. З початку 80-х років XX століття щодня зникав 1 вид тварин. Вимирання загрожує майже 1000 видам птахів і ссавців, які ще існують. Під загрозою зникнення перебуває кожний 10-й вид вищих рослин, кожний 4-й вид земноводних і кожний 7-й вид плазунів.

Основні глобальні екологічні проблеми сучасної біосфери

Сьогодні існує ціла низка екологічних проблем, які вийшли за межі локальних регіонів і мають глобальний характер.

Зростання чисельності населення Землі. Небезпечне для біосфери тим, що для забезпечення продуктами харчування будуть знищуватися дикі тварини, вирубуватися ліси й розорюватися нові землі. Збільшиться обсяг виробництва, споживання енергії й природних копалин, кількість транспортних засобів.

Посилення парникового ефекту. Підвищення температури нижніх шарів атмосфери через скупчення в ній парникових газів (зокрема, С0₂) може призвести до глобального потепління, підняття рівня Світового океану через танення льодовиків, затоплення суші, зміни течій та інших катастрофічних наслідків.

Руйнування озонового шару. Його стоншення є небезпечним для існування всіх живих організмів, оскільки озоновий шар захищає Землю від жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Скорочення площі тропічних лісів. Призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу на планеті й скорочення вироблення атмосферного кисню, до зміни клімату, руйнування місць проживання багатьох біологічних видів.

Опустелювання родючих земель. Здатне викликати розвиток продовольчої кризи й руйнування місць проживання багатьох біологічних видів.

Забруднення Світового океану й прісних вод. Призведе до дефіциту водних ресурсів, поширення забруднень по всій земній кулі, до руйнування місць проживання багатьох біологічних видів (мал. 95.1).

Ключова ідея

Сучасна біосфера зазнає значних антропогенних змін. Через діяльність людини порушується стійкість біосфери, й виникають глобальні екологічні кризи.

Запитання та завдання

1. Людина створює нові речовини, яких раніше не було в природі. Наприклад, синтетичні полімери, що не розкладаються редуцентами. Чи призведе це до чергової глобальної екологічної проблеми? 2. Сучасне людство є потужним фактором, що змінює біосферу. Як, по-вашому, будуть розвиватися події в майбутньому? 3. Складіть перелік екологічних проблем, що існують у вашій місцевості; у цілому в Україні.

Основні положення теми «Екологія»

Екологія — наука про взаємодію живих організмів та їхніх угруповань одне з одним і з навколишнім середовищем.

Екологічні закони

Закон оптимуму — будь-який екологічний фактор має певні межі позитивного впливу на живі організми.

Закон толерантності Шелфорда — будь-який живий організм має верхню й нижню межі витривалості (толерантності) до будь-якого екологічного фактора.

Закон мінімуму Лібіха — успіх життєдіяльності організму залежить від того екологічного фактора, який перебуває в мінімумі.

Екологічні чинники

Популяції

Популяція — це сукупність особин одного виду, які відтворюють себе протягом великої кількості поколінь і тривалий час займають певну територію, функціонуючи й розвиваючись в одному або кількох угрупованнях живих організмів.

Статичні показники популяцій

Чисельність популяції — загальна кількість особин у популяції.

Репродуктивна чисельність — кількість особин, здатних залишити потомство.

Щільність популяції — чисельність або біомаса особин на одиниці площі або об’єму.

Динамічні показники популяцій

Народжуваність — кількість особин, які з’явилися в популяції (народилися, вилупилися з яйця, проросли з насіння та ін.) за одиницю часу.

Смертність — кількість особин, що загинули за певний проміжок часу.

Приріст популяції — різниця між народжуваністю і смертністю.

Виживання — частка особин, які збереглися в популяції за певний проміжок часу. Виживання розраховується як відношення кількості особин, що вижили, до початкової кількості особин.

Екологічні стратегії популяцій

Екологічна стратегія популяції — особливості народжуваності й смертності, періодичності розмноження, кривих виживання й типів росту, спрямованих на підвищення виживання й утворення потомства. Метою r-стратегі'ї є збільшення чисельності популяції за короткий термін. -стратегія спрямована на підвищення виживання нащадків.

Екосистеми

Екосистема — це сукупність живих організмів, які мешкають у певному середовищі існування й утворюють з ним одне ціле.

Групи організмів в екосистемах

Продуценти — це автотрофні організми, які продукують органічні речовини. До них належать, наприклад, дерева, водорості та інші рослини.

Консументи є гетеротрофними організмами екосистем, які отримують органічні речовини, живлячись іншими живими організмами. Вони можуть живитися як продуцентами, так і іншими консументами.

Редуценти — це гетеротрофні організми екосистем, які отримують органічні речовини, живлячись рештками живих організмів або продуктів їхньої життєдіяльності. Редуценти перетворюють мертву органіку на прості органічні та неорганічні речовини.

Порівняння природних екосистем і агроекосистем

Природні екосистеми	Агроекосистеми
Стійкі. Високий рівень саморегуляції, постійне відновлення, сукцесія	Нестійкі. Регулюються і контролюються людиною
Діє природний добір	Дію природного добору ослаблено; переважно здійснюється штучний добір
Велике видове різноманіття, організми перебувають у складних взаємозв’язках один з одним. Трофічні ланцюги довгі	Низьке видове різноманіття. Завжди є добре виражений вид-домінант. Спрощені взаємозв’язки організмів. Трофічні ланцюги короткі
Первинна продукція використовується консумента-ми й редуцентами і бере участь у колообігу речовин	Урожай збирається для задоволення потреб людини
Всі елементи, спожиті організмами, повертаються, здійснюється природний колообіг речовин	Частина поживних елементів виноситься з колообі-гу з урожаєм, немає природного колообігу речовин.

Наземні біоми

Назва біому	Характеристика
Тундра	Біом навколополярних регіонів розташований у зоні вічної мерзлоти. Лісові масиви відсутні, рослинність переважно трав’яниста, утворена мохами, лишайниками і низькорослими травами та невеликими чагарниками
Хвойні ліси	Утворені переважно хвойними лісами без домішок або з малими домішками листяних порід. Розташований переважно в регіонах із помірним або континентальним кліматом. Значна частина таких лісів, у деяких регіонах планети має штучне походження
Листопадні ліси	Утворені переважно листяними лісами, які скидають листя перед початком холодного сезону. Розташовані зазвичай ближче до екватора порівняно з хвойними лісами. На відміну від хвойних лісів мають більше видове різноманіття
Тропічні ліси	Розташовані у тропічній зоні планети в місцях із високою вологістю і високими цілорічними температурами повітря. Мають найвище видове різноманіття серед біомів
Степи	Розташовані у помірному поясі північної і південної півкуль, для яких характерні домінування трав’янистої рослинності й менша кількість опадів, ніж для лісових біомів
Пустелі	Зі значним дефіцитом вологи, населені організмами, які пристосувалися до ксерофітних умов існування. Для них характерні дуже низька щільність організмів і розріджений рослинний покрив. Як окремий вид пустель часто визначають снігові пустелі Арктики та Антарктики

 

 

 

Це матеріал з підручника Біологія і екологія 11 клас Задорожний (профільний рівень)