Работа. Значение растений и животных в функционировании биосферы

• Название: Значение растений и животных в функционировании биосферы
• Дата: 09.10.2022
• Размер: 82.87 Kb.
• Имя файла: Работа.docx
• Тип: Курсовая; #722563
• страница: 1 из 3

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Значение растений и животных в функционировании биосферы»

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………3

Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ ………………..….6

1. 
   Состав биосферы …………………………………………………………......6
   
2. 
   Свойства биосферы…………………………………………………………..9
   
3. 
   Функции живых организмов в биосфере ……………….………………..10
   

ГЛАВА 2. РОЛЬ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ В РАЗВИТИИ БИОСФЕРЫ ........................................................................................................15

2.1 Основные свойства живого вещества………………………………………15

2.2 Значение растений и животных для планеты …………………….……..16

2.3 Растения и животные в жизни людей ………………………………..…….18

ГЛАВА 3. НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ...……....…25

3.1 Механизмы устойчивости биосферы ……...……………………………….25

3.2 Сохранение биологического разнообразия на Земле ………………….27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………32

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………....35

ВВЕДЕНИЕ

Все живые организмы тесно связаны  между собой и с окружающей средой, образуя экосистемы, т.е. сообщества взаимодействующих организмов. Экосистемы не изолированы друг от друга, т.к. существа различных биоценозов вступают между собой в определенные взаимоотношения, прежде всего пищевые, обмениваются веществом и энергией. В тесной взаимосвязи они образуют единую планетарную экосистему — биосферу. Под биосферой понимают совокупность всех живых организмов на планете. Они населяют разные уголки Земли: от глубин океанов, недр планеты до воздушного пространства. Поэтому многие ученые называют эту оболочку сферой жизни. В ней же обитает и сам человек.

Биосфера — это открытая система, представляет собой совокупность всех биогеоценозов, структура и свойства которых определяются деятельностью организмов в прошлом и настоящем. Растительный и животный мир – это основа функционирования биосферы, ее главная преобразующая сила.

Актуальность данной работы заключается в детальном изучении влияния растительного и животного мира на процессы, протекающие в биосфере. Происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем. Поэтому человечество ищет пути устойчивого развития общества и природы.

Гипотеза: стабильность биосферы основывается на разнообразии живых организмов.

Научная новизна работы состоит в исследовании биосферы как глобальной экосистемы, что даст понимание того, что биосфера существует за счет взаимодействия ее составляющих, и неосмотрительное удаление или изменение любого компонента влечет за собой изменение остальных, что может иметь негативные последствия для биосферы, в том числе и для человечества.
Цель – анализ влияния растительного и животного мира на функционирование биосферы и причин, нарушающих ее устойчивость.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- изучить функции и свойства живого вещества на планете;

- рассмотреть значение растений и животных для человека;

- исследовать современное состояние биосферы;

- выявить основные проблемы, возникающие в биосфере;

- установить пути и механизмы сохранения биологического разнообразия на Земле.

Объект исследования – растительный и животный мир Земли.

Предмет исследования – влияние растений и животных на функционирование биосферы.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, что в результате тревожного состояния биосферы назрела необходимость оценки ее состояния, непрерывного наблюдения и принятия мер защиты от негативного воздействия на биосферу.

Теоретическая значимость работы заключается в обобщении материала о состоянии биосферы и формировании выводов о влиянии деятельности человека на ее устойчивость.

Структура курсовой работы: курсовая работа состоит из введения, основной части, заключения, списка использованной литературы. Основная часть разбита на три главы. В первой главе проводится общая характеристика биосферы, рассматриваются, состав и свойства биосферы, функции живого вещества. Во второй главе отражены свойства живого вещества, рассматривается значение растений и животных для планеты и человека. В третьей главе рассмотренно современное состояние биосферы, выявлены механизмы устойчивости биосферы, раскрыты антропогенные воздействия на биосферу, а также предпринимаемые меры по ее охране.

Методологическую основу курсовой работы образуют общенаучные  методы познания. Основу исследования составляют научные труды в области  экологии, биологии, географии, результаты научно-исследовательских работ, анализ литературных источников. В работе приводятся различные примеры, рассматриваются наиболее актуальные проблемы.


ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ

1.1 Состав биосферы

Биосфера является глобальной экосистемой нашей планеты. Она состоит из нескольких сфер (Рис. 1). К ней относится гидросфера, то есть все водные ресурсы и водоемы Земли: Мировой океан, подземные и поверхностные воды. Вода – это и жизненное пространство многих живых существ, и необходимое вещество для жизни. Она обеспечивает протекание многих процессов.

В составе биосферы есть атмосфера. В ней существуют различные организмы, а сама она насыщенна различными газами. Особую важность представляет кислород, который необходим для жизни всем организмам. Также атмосфера играет важнейшую роль в круговороте воды в природе, а также влияет на погоду и климат.

В биосферу входит и литосфера, а именно верхний слой земной коры. Он населен живыми организмами. В толще Земли обитают насекомые, грызуны и другие животные, произрастают растения, а на поверхности живут люди.



Рис. 1. Состав биосферы

Важнейшие обитатели биосферы – это мир флоры и фауны. Эта оболочка включает в себя по различным источникам от 7 до 10 миллионов видов. Предположительно около 2,2 млн. видов обитает в водах Мирового океана, а около 6,5 млн. – на суше. Представителей животного мира на планете обитает приблизительно 7,8 млн., а растений – около 1 млн. Из всех известных видов живых существ описано не более 15%, поэтому человечеству потребуются сотни лет, чтобы исследовать и описать все существующие виды на планете.¹

Они занимают огромное пространство не только на земле, но и неглубоко в недрах, населяют водоемы и встречаются в атмосфере. Формы

растений различны: от мхов и лишайников, до трав, кустарников и деревьев. Что касается животных, то наименьшие представители – одноклеточные микробы и бактерии, а наибольшие – наземные и морские существа (слоны, медведи, киты). Все они отличаются большим разнообразием, и каждый вид важен для нашей планеты.

Если говорить о вещественном составе, то в биосферу входит семь различных частей:

• 
  Живое вещество – это совокупность живых существ, населяющих нашу планету. У них элементарный состав, а в сравнении с остальными оболочками они имеют малую массу, питаются солнечной энергией, распределяя ее в среде обитания. Все организмы составляют мощную геохимическую силу, распространившись по земной поверхности неравномерно.
  
• 
  Биогенное вещество. Это те минерально-органические и органические компоненты, которые были созданы живыми существами, а именно горючие полезные ископаемые.
  
• 
  Косное вещество. Это неорганические ресурсы, которые образовываются без участи живых существ, сами по себе, то есть кварцевый песок, различные глины, а также водные ресурсы.
  
• 
  Биокосное вещество, получаемое благодаря взаимодействию живых и косных компонентов. Это почва и породы осадочного происхождения, атмосфера, реки, озера и другие поверхностные акватории.
  
• 
  Радиоактивные вещества, такие как элементы урана, радия, тория.
  

___________________

¹ Биосфера Земли. Публикация 20.04.2022 г. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ecoportal.info/biosfera-zemli/

• 
  Рассеянные атомы. Они образуются из веществ земного происхождения, когда на них влияет космическое излучение.
  
• 
  Космическое вещество. На землю попадает тела и вещества, образованные в космическом пространстве.
  

Это могут быть как метеориты, так и осколки с космической пылью.²

Живое вещество биосферы обеспечивает миграцию химических элементов как от одного организма к другому, так и между организмом и окружающей средой. Перемещение происходит, когда живые организмы переваривают пищу, развиваются и растут, а также передвигаясь в процессе жизнедеятельности. Первое такое перемещение элементов называется химическим или биохимическим, а второе – механическим. Причем деятельность живых организмов стремится к тому, чтобы эта миграция шла максимально быстро, а энергия, получаемая от Солнца, использовалась наиболее эффективно. Для этого они постоянно и непрерывно приспосабливаются, адаптируются и развиваются.³

Таким образом, в процессе эволюции определились следующие ее черты биосферы:

— наличие особой формы организации материи — живого вещества;

— устойчивое динамичное равновесие и упорядоченность (организованность) структуры;

— активное использование солнечного излучения;

— активное использование воды;

— круговорот основных химических элементов;

— повсеместное распространение и использование углерода;

— тесная связь биосферы с космосом.
______________________________

² Олейник Я. Б. Основы экологии: учебник. М., 2008.

³ Петров К. М. Общая экология: взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Химия, 1997
1.2. Свойства биосферы

Биосфере, как и составляющим ее другим экосистемам более низкого ранга, присуща система свойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивость и другие параметры. Рассмотрим основные из них.

1. 
   Биосфера – это централизованная система. Центральным звеном в ней являются живые организмы (живое вещество).
   

2. 
   Биосфера – открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии из вне. Она испытывает воздействие  космических сил, прежде всего солнечной  активности.
   
3. 
   Биосфера – саморегулирующаяся  система, для которой, как отмечал  Вернадский, характерна организованность. В настоящее время это свойство  называется гомеостазом. Это  способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения (извержение вулканов, встречи с астероидами, землетрясения, горообразование и т.п.) включением ряда механизмов. Опасность современной экологической  ситуации заключается в том, что появляются неустойчивые, практически лишенные свойств гомеостаза системы (например, агроценоз или урбанизированный комплекс).
   
4. 
   Биосфера – система,  характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие – важнейшее  свойство всех экосистем. Биосфера как  глобальная экосистема, характеризующаяся  максимальным среди других систем разнообразием. Разнообразие рассматривается как  основное условие устойчивости любой  экосистемы и биосферы в целом. Это  условие так универсально, что  сформировалось в качестве закона.
   
5. 
   Важнейшее свойство  биосферы – наличие в ней  механизмов, обеспечивающих круговорот вещества, неисчерпаемость отдельных  химических  элементов и их соединений.⁴
   

___________________

⁴ Константинов В. М. Экологические основы природопользования. - М., 2010.

1.3 Функции живых организмов в биосфере

Биосферу изучали ученые во все исторические эпохи. Этой оболочке много внимания уделял В.И. Вернадский. Он обособил эту оболочку от других земных сфер, актуализировал ее значение. Он считал, что биосфера – это весьма активная сфера, которая изменяет и влияет на все экосистемы.

Стоит отметить, что все ее компоненты связаны между собой, и изменения в одной сфере приведут к изменениям во всех оболочках.

Биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество. Живые организмы в биосфере выполняют несколько функций:⁵

• 
  Энергетическая. Она связана со способностью зеленых хлорофилльных организмов к фотосинтезу. Растения являются посредниками между Солнцем и Землей. Получая солнечную энергию, часть ее распространяется между всеми элементами биосферы, а другая часть используется для образования биогенного вещества. Растения преобразовывают простейшие соединения такие как, вода, углекислый газ и минералы, в сложные органические вещества, которые, в свою очередь, являются необходимыми для существования других живых существ. Для процесса фотосинтеза они используют всего лишь 1% солнечной энергии, попадающей на Землю. Ежегодно они производят порядка 145 млрд. тонн кислорода, для чего потребляют около 200 млрд. тонн углекислого газа. Органического вещества при этом вырабатывается более 100 млрд. тонн. Кроме растений, органическое вещество в очень небольшом количестве – не более 0,5% от общего количества, производят некоторые бактерии. Этот процесс называется хемосинтез. В нем задействована не солнечная энергия, а энергия, выделяющаяся в процессе реакций окисления серных и азотных соединений.
  
• 
  Газовая. Регулирует количество разных газов в биосфере, их распределение, превращение и миграцию. Преобладающая масса газов на
  

___________________________

⁵ Казначеев В.П. Учение Вернадского о биосфере и ноосфере. Новосибирск: Наука, 1989. – 248 с.

Земле имеет биогенное происхождение. В процессе функционирования живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др. Так растения пополняют атмосферу свободным кислородом. Если бы растения не делали это постоянного, то кислород, как активный химический элемент, вступал в реакции и образовывал различные соединения и в итоге совершенно исчез из атмосферы Земли. А с ним прекратила бы существование и жизнь.

• 
  Концентрационная. Все живые организмы выборочно извлекают биогенные компоненты, поэтому они могут быть как полезными, так и опасными. В этом случае концентрация таких элементов, как: углерод, водород, азот, натрий, магний, кремний, сера, хлор, калий, кальций и кислород, может быть в сотни и тысячи раз выше, чем в окружающей среде. Например, марганца в 1200000 раз, серебра – 240000, а железа – в 65000. Яркими примерами такого накопления могут быть раковины, панцири и скелеты. С элементами «пригодными» для накопления, некоторые виды накапливают в себе ядовитые, отравляющие и радиоактивные вещества. И попадание их в пищевую цепь явно не носит положительного характера.
  
• 
  Деструктивная. Это разрушение минералов и горных пород, органических веществ, что способствует новому обороту элементов в природе, в ходе которого появляются новые живые и неживые вещества. Эта роль живых организмов в биосфере еще носит название минерализация органических веществ. В результате разложения, отмершее органическое вещество преобразовывается в простые неорганические соединения. В этом процессе участвуют живые организмы, выполняющие деструктивную или разрушительную функцию. В трофической цепи они получили название «редуценты». Это грибы, бактерии, черви и микроорганизмы. Результатом разложения являются: углекислый газ, воды, сероводород, метан, аммиак, которые, в свою очередь, являются «пищей» для растений. И процесс начинается вновь. Важную роль играет процесс разложения, проходящий в литосфере. Благодаря ему из горных пород высвобождается такие элементы, как кремний, алюминий, магний и железо. Редуценты, с помощью имеющихся в их распоряжении кислот, «добывают» и «отправляют» в биотический оборот такие важнейшие химические элементы, как кальций, калий, натрий, фосфор, кремний и различные микроэлементы. Благодаря деструкторам, почва обретает свою плодородность.
  
• 
  Средообразующая. Влияет на условия окружающей среды, состав атмосферных газов, пород осадочного происхождения и земельного слоя, качество водной среды, а также на баланс веществ на планете. Существенная роль живых организмов в биосфере – это ее преобразование. Живые организмы меняют физико-химические параметры окружающей их среды. Извлечение химических элементов, накопление их, а затем, с помощью полученной энергии, «отправление» в путь по биологическому кругообороту, привело к существенным изменениям природной среды. За миллиарды лет изменился газовый состав атмосферы, химический состав вод, появились осадочные породы и донные отложения, возник плодородный почвенный покров. И в настоящее время мы сталкиваемся с этим влиянием.
  

Рассматриваемые функции живых организмов в биосфере касались двух этапов преобразования органического вещества в неорганическое и наоборот. На этих этапах главную роль играют растения, как продуценты, и бактерии, грибы и микроорганизмы, как редуценты. Какова же роль консументов или потребителей, основными видами которых являются животные?

Самый насыщенный, с точки зрения количества переходов от одного организма к другому, является этап между тем, как растения произвели кислород и заканчивается тем, когда погибший организм дошел до разрушителей. Пища, богатая химическими элементами и энергией, начинает свое движение от потребителей со второго этапа трофической цепи. Животные поедают растения, их ткань и соки. Они называются фитофагами. К ним относят также фитонематодов. Это насекомые и моллюски, также питающиеся растительной пищей. Растительной пищи фитофаги усваивают немного, но этого хватает для роста и развития их организмов. На этом этапе часть энергии, выработанной ранее растениями и поглощенной фитофагами, теряется. Фитофагами питаются зоофаги. Это третий уровень пищевой цепи. К зоофагам относят хищников и паразитов. Этот этап передачи энергии и миграции органического вещества очень многослоен. Хищники есть на каждой его ступеньке или разряде. Хищник, которого никто не может съесть в живом виде, стоит на верхней ступени пищевой цепи. Количество потребляемой энергии от ступени к ступени расходуется весьма незначительно. Следующий уровень использует не более 1% энергии предыдущего. С гибелью фитофагов и зоофагов, их тела попадают к сапрофагам и бактериям. Сапрофаги – это те же разрушители, редуценты или могильщики. Здесь завершает свое путешествие органическое вещество, образуя замкнутый круговорот. В процессе этого круговорота количество вещества или химических элементов осталось прежнее, каким оно и было миллионы лет назад, а израсходована только энергия.

Считается, что роль животных в биосфере в том, что они способствуют перемещению химических веществ, участвуют в их распределении и в обмене энергией. Но их роль представляется намного шире. Как живая самоорганизующаяся система биосфера стремиться к равновесию и поддержанию своего внутреннего баланса. Масса ее живого вещества должна поддерживаться в определенном объеме и эту функцию выполняют животные. Примером могут быть те биосистемы, где животный мир исчез или на грани того. Объем вещества в результате падает, что приводит к разрушению баланса и гибели системы.

Преобразовывая внешнюю среду, организмы создают оптимальный баланс энергии и «питательного» вещества для своего существования и всей биосферы в целом. Этот баланс в результате многочисленных внутренних и внешних воздействий, всегда находится под угрозой разрушения. И вещество, за счет перечисленных своих качеств, сопротивляется такому влиянию, восстанавливает нарушенное и приводит систему в стабильное состояние.

Изучая живое вещество, Вернадский сделал выводы, что все формы рельефа, климат, атмосфера, породы осадочного происхождения – это результат деятельности всех живых организмов. Одну из ключевых ролей в этом он отводит человеку, который имеет огромное влияние на протекание многих земных процессов, владеет некой силой, способной изменить лик планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство животных, растений и человека. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. Растения и животные являются могучей силой природы. Без них невозможны были бы многие процессы на Земле, как и сама жизнь.