Жива речовина, його роль в кругообігу речовин та перетворення енергії в біосфері.
Сукупність усіх живих організмів становить живу речовину або біомасу планети. Жива речовина - це, за визначенням Вернадського , Головна речовина біосфери .
В межах кордонів біосфери жива речовина розподілено дуже нерівномірно. У високих шарах атмосфери, в глибині гідросфери і літосфери живі організми зустрічаються рідко. Життя, головним чином, зосереджена на кордоні цих середовищ.
біомаса ґрунту
своєрідні біогеоценози грунтів покривають майже всю поверхню суші. Грунт не тільки середовище, необхідне для рослин, але і біогеоценоз з різноманітними дрібними живими організмами. Грунт - рихлий поверхневий шар земної кори, змінюваний атмосферою і організмами і постійно поповнюваний органічними залишками.
Освіта живої органічної речовини відбувається на земній поверхні; розкладання органічних речовин, їх мінералізація здійснюється головним чином в грунті. Грунт утворилася під впливом організмів і фізико-хімічних факторів. Потужність грунту поряд з поверхневою біомасою і під впливом її збільшується від полюсів до екватора. У північних широтах особливе значення має перегній, потужність якого в підзолистих грунтах приблизно 5-10 см., А чорноземних - 1-1,5 м. У різних грунтах існують своєрідні біоценози . Їх складають коріння дерев, чагарників, трав'янистих рослин, розташовані в грунті і нижчих шарах підґрунтя ярусами. Скупчення комах і їх личинок, долбящіх, що риють, свердлувальних грунт, виробляють величезну роботу. За спостереженням Ч. Дарвіна, дощові черв'яки, пропускаючи грунт через кишечник, виносять її на поверхню, щорічно утворюючишар товщиною 0,5 см., Масою 25 т. На 1 га.
Грунт щільно заселена живими організмами. Біомаса одних дощових черв'яків в суглинних грунтах досягає 1,2 т. На 1 га., Або 2,5 млн. Особин. Кількість бактерій в 1 м грунту вимірюється сотнями мільйонів. Вода від дощів, що тануть снігів збагачує її киснем і розчиняє мінеральні солі. Частина розчинів утримується в грунті, частина виноситься в річки і океан. Грунт випаровує піднімається по капілярах грунтову воду. Відбувається рух розчинів і випадання cолей в різних ґрунтових горизонтах.
У грунті відбувається і газообмін. Вночі при охолодженні і стисненні газів в неї проникає деяка кількість повітря. Кисень повітря поглинається тваринами і рослинами і входить до складу хімічних сполук. Проник в грунт з повітрям азот вловлюється деякими бактеріями. Днем при нагріванні ґрунту виділяються гази: вуглекислий, сірководень, аміак. Всі процеси, що відбуваються в грунті, входять в кругообіг речовин біосфери. Деякі види господарської діяльності людини (хімізація сільськогосподарського виробництва, переробка нафтопродуктів і ін.) Викликають масову загибель ґрунтових організмів, що грають важливу роль в біосфері. Необхідно дбайливе ставлення до грунту, раціональне її використання і захист від забруднення.
Зміни в біосфері під впливом діяльності людини, збереження рівноваги в біосфері як основа її цілісності.
Біомаса Світового океану
Фізичні властивості і хімічний склад вод океану дуже постійні та створюють середовище, сприятливе для життя. фотосинтез водоростей відбувається головним чином у верхньому шарі води - до 100 м. Поверхня океану в цій товщі заповнена мікроскопічними одноклітинними водоростями , Що утворюють мікропланктон (грец. «Планктос» - блукаючий).
На океан припадає близько 1/3 фотосинтезу , Що відбувається на всій планеті. Водорості поверхневого шару океану - трансформатори енергії сонячного випромінювання, що перетворює її в енергію хімічних реакцій.
У харчуванні тварин океану переважне значення має планктон. Водоростями і найпростішими харчуються весільного рачки. Рачків поїдають оселедця і інші риби. Оселедця йдуть в їжу хижим рибам і чайкам. Виключно планктоном харчуються вусаті кити.
В океані, крім планктону і свободноплавающих тварин, багато організмів, прикріплених до дна і плазує по ньому. Населення дна носить назву бентоса (грец. «Бентос» - глибинний).
В океані спостерігаються згущення організмів: планктонне, прибережне, донне. До живим згущене відносяться і колонії коралів, що утворюють рифи і острови. В основному в океані біомаса розсіяна. У величезній товщі води плавають риби, морські ссавці, кальмари.
В океані, особливо на дні його, поширені бактерії, здатні перетворювати органічні залишки в неорганічні речовини. Відмерлі організми повільно осідають на дно океану. Багато з них покриті кремнієвими або вапняними оболонками, а також вапняними раковинами. На дні океану вони утворюють осадові породи. Так, на місці моря, який покривав 100 млн. Років назад Центральну Європу, знаходять в землі вапняки, крейда. У ньому можна розглянути мікроскопічні раковини прадавніх тварин (корненожки і ін.).
У Світовому океані живої біомаси в 1000 разів менше, ніж на суші. Використання енергії сонячного випромінювання на площі океану - 0,04%, на суші 0,1%. Океан не такий багатий життям, як недавно ще припускали.
Біомаса організмів, що мешкають на суші, на 99,2% представлена рослинами і тільки 0,8% складають гриби , Тварини і мікроорганізми. У Світовому океані це співвідношення становить: рослини - 6,3%, тварини і мікроорганізми 93,7%. Маса живої речовини складає близько 0,01-0,02% від кісткової речовини біосфери. Однак живі істоти відіграють провідну роль в геохімічних процесах на землі. Діяльність живих організмів є основною, що забезпечує кругообіг речовин в природі. Щорічна продукція живої речовини в біосфері становить близько 232 млрд. Тонн сухої органічної речовини. Воно постійно перетвориться і розкладається, поставляючи речовини і енергію, необхідні для обміну речовин всіх живих організмів. У біосфері жива речовина виконує ряд найважливіших функцій:
газову - виділення і поглинання О2 і СО2
окислювально-відновну - перетворення речовин і енергії.
концентрационную - здатність живих організмів накопичувати в своєму тілі хімічні елементи у вигляді органічних і неорганічних сполук
Кругообіг хімічних елементів в біосфері є процеси перетворення і переміщення речовини в природі. За своєю природою це повторювані взаємопов'язані фізико-хімічні та біологічні процеси. кругообіг речовин , Як і всі відбуваються в природі процеси, вимагає постійного припливу енергії.
Основу біологічного круговороту, що забезпечує існування життя, становить сонячна енергія і вловлює її хлорофіл зелених рослин. В круговороті речовин і енергії бере участь кожний живий організм, поглинаючи із зовнішнього середовища одні речовини і виділяючи інші. Біогеоценози, що складаються з великого числа видів і кісткових компонентів середовища, здійснюють цикли, за якими пересуваються атоми різних хімічних елементів. Атоми постійно здійснюють міграцію через багато живі організми і кісткову середу. Без міграції атомів життя на Землі не могла б існувати: рослини без тварин і бактерій незабаром вичерпали б запаси вуглекислого газу і мінеральних речовин, а тварини баз рослин позбулися б джерела енергії і кисню.