Биосфера и человек. Ноосфера

Определения и обозначения

Биосфера — оболочка Земли, населённая живыми организмами и преобразуемая их деятельностью. Она включает части атмосферы, гидросферы и литосферы, где условия позволяют существовать жизни. Это понятие помогает увидеть связь организмов с окружающей средой, а не рассматривать их отдельно.

Живое вещество — совокупность всех организмов биосферы. Растения, животные, грибы и микроорганизмы поглощают и выделяют вещества, а также используют и преобразуют энергию. Понятие нужно, чтобы описывать общую роль жизни в природных процессах.

Ноосфера — этап развития биосферы, на котором разумная деятельность человека становится значимым фактором её изменений. Само слово связано с разумом, но не означает, что любое человеческое действие полезно или продуманно. Понятие подчёркивает необходимость учитывать законы природы при принятии решений.

Биогенное вещество — вещество, созданное организмами или преобразованное при их участии. К примерам относят торф, уголь, известняк и кислород, накопившийся в атмосфере благодаря фотосинтезу. Такие вещества связывают деятельность живых организмов с круговоротом веществ в природе.

Как это устроено

Биосфера охватывает не целые оболочки Земли, а только области, пригодные для жизни. В атмосфере организмы встречаются главным образом в нижних слоях, в гидросфере жизнь есть в разных глубинах, а в литосфере — преимущественно в верхней части. Глубже и выше условия становятся слишком неблагоприятными: не хватает воды, кислорода или подходящей температуры, поэтому распространение жизни ограничено.

Организмы постоянно обмениваются веществами со средой. Растения поглощают воду и углекислый газ и при фотосинтезе образуют органические вещества; животные получают их с пищей, а дыхание и разложение возвращают в среду другие соединения. Поэтому вещества не исчезают, а переходят между организмами и неживой природой, образуя круговороты. Энергию организмы используют для жизнедеятельности, но она не обращается так же, как вещества.

Живые организмы меняют атмосферу, воду и горные породы, а продукты этих изменений становятся биогенными веществами. Например, растения выделяют кислород, организмы участвуют в образовании почвы, а накопление их остатков в течение долгого времени может привести к образованию торфа или угля. Эти процессы связывают жизнь с круговоротом веществ: созданное организмами вещество может снова использоваться другими организмами или возвращаться в среду.

Хозяйственная деятельность человека влияет на экосистемы и природные круговороты. Вырубка лесов, добыча полезных ископаемых, выбросы предприятий и загрязнение вод меняют условия жизни организмов и движение веществ. Поскольку воздух и вода перемещаются, а экосистемы связаны между собой, последствия крупных воздействий могут выходить за пределы одного места и становиться планетарными.

Идея ноосферы предполагает не просто усиление влияния человека, а его разумное направление. Чтобы деятельность людей согласовывалась с закономерностями природы, необходимо опираться на научные данные, заранее оценивать последствия и выбирать способы уменьшить ущерб. Так человек может использовать ресурсы, одновременно заботясь о сохранении экосистем и устойчивости процессов в биосфере.

Биосфера и ноосфера: особенности и роль человека

Сначала определите, о чём говорится: о самой оболочке Земли или о принципе разумного управления её изменениями. Затем сравните роль человека и отношение к круговоротам. Таблица помогает увидеть, что ноосфера не заменяет биосферу, а описывает возможный этап её развития.

Разбор задач

1. Оболочки Земли и границы жизни

Условие. Назовите оболочки Земли, части которых входят в биосферу, и объясните, почему жизнь распространена не во всех их слоях. Чтобы ответить, нужно соотнести возможность жизни с условиями среды, а не приписывать биосфере всю толщу каждой оболочки.

1. Назовите три оболочки: атмосферу, гидросферу и литосферу.
2. Укажите, что биосфера включает только пригодные для жизни части: нижние слои атмосферы, водную оболочку и верхнюю часть земной коры.
3. Объясните ограничение: в разных слоях различаются температура, давление, наличие воды и других необходимых условий.

Ответ. В биосферу входят части атмосферы, гидросферы и литосферы. Жизнь распространена не повсюду, потому что условия среды с глубиной и высотой меняются и не везде подходят организмам.

2. Вырубка леса

Условие. Объясните, как вырубка леса может повлиять на почву, состав воздуха и круговорот веществ. Здесь важно проследить цепочку последствий: лес не только состоит из деревьев, но и поддерживает связи между организмами и средой.

1. После вырубки корни хуже удерживают почву, поэтому возрастает риск её смыва дождём и ветром.
2. Становится меньше растений, поглощающих углекислый газ и выделяющих кислород при фотосинтезе; меняются условия жизни лесных организмов.
3. Сокращается поступление опада, а значит, меняются разложение органических остатков и возвращение веществ в почву. Так изменение одной экосистемы затрагивает местные круговороты.

Ответ. Вырубка может усиливать эрозию почвы, менять состав воздуха и нарушать круговороты веществ из-за сокращения растений и изменения разложения остатков.

3. Воздействие промышленного предприятия

Условие. Предложите меры для уменьшения воздействия крупного предприятия на местную экосистему и обоснуйте их связь с идеей ноосферы. Выбирать меры следует не наугад: сначала нужно выяснить, что именно предприятие выбрасывает и какие компоненты природы затронуты.

1. Проводить регулярный контроль выбросов и сточных вод, чтобы обнаруживать загрязнители и сравнивать их количество с установленными нормами.
2. Устанавливать очистные сооружения, фильтры и системы повторного использования воды, чтобы меньше вредных веществ попадало в воздух и водоёмы.
3. Организовать безопасное обращение с отходами, восстановление нарушенных участков и наблюдение за состоянием местных организмов. Результаты контроля должны влиять на работу предприятия.

Ответ. Меры снижают нагрузку на экосистему и опираются на оценку последствий. Это согласуется с идеей ноосферы: научные знания используются для разумного взаимодействия человека с природой.

Типичные ошибки

Ошибка — считать биосферой только совокупность живых организмов. Так думают, потому что слово связано с жизнью, но понятие включает и части среды, преобразованные организмами. Проверьте себя: в определении должны быть и живые организмы, и их влияние на окружающую среду.

Ошибка — путать биосферу и ноосферу. Их смешивают, потому что оба понятия описывают жизнь на Земле, однако ноосфера связана с особой ролью разума и человеческой деятельности. Чтобы проверить ответ, спросите себя: говорится о оболочке, населённой организмами, или о предполагаемом этапе её развития?

Ошибка — представлять границы биосферы как чёткие линии. Это кажется удобным, но условия жизни постепенно меняются и различаются в атмосфере, воде и земной коре. Проверьте себя: указали ли вы области распространения жизни и объяснили, почему она не заселяет все слои?

Ошибка — считать любое влияние человека шагом к ноосфере. Такое мнение возникает, если считать важным само усиление человеческого воздействия, но оно может быть разрушительным и непродуманным. Проверьте себя: учитываются ли научные знания, последствия решений и меры по сохранению природных связей?

Связь с другими темами

Чтобы понять тему, нужно знать, что такое клетка и организм, а также различать атмосферу, гидросферу и литосферу. Эти знания помогают представить, где существуют организмы и с какой средой они связаны. Без них трудно объяснить границы биосферы.

Тема опирается на понятия экосистемы, пищевых связей и круговорота веществ. В экосистемах организмы связаны между собой и со средой, а вещества переходят из одного звена в другое. Эти связи объясняют, почему изменение отдельной экосистемы может влиять на процессы в биосфере.

Представления о биосфере пригодятся при изучении охраны природы, экологических проблем и устойчивого развития. Они помогают оценивать последствия человеческой деятельности не только для отдельного вида, но и для природных систем. Так становится понятнее, почему природопользование требует знаний и ответственности.

Что запомнить

• Биосфера — оболочка Земли, где существует жизнь и проявляется её влияние.
• Живое вещество участвует в преобразовании веществ и энергии.
• Деятельность организмов изменяет окружающую среду.
• Человек способен влиять на процессы в биосфере в планетарном масштабе.
• Ноосфера — представление о биосфере, преобразуемой разумной деятельностью людей.
• Для сохранения биосферы необходимо учитывать последствия человеческой деятельности.