Плата за природокористування 4 страница

Уся сукупність умов необхідних для існування того або іншого виду живих організмів, а також його роль у біологічному співтоваристві становлять екологічну нішу. Кожний вид займає свою нішу у співтоваристві.

2.6. Функціонування екосистем

2.6.1. Потоки енергії та речовини в

Екосистемах

 

Функціонування екосистеми будь-якого рівня здійснюється лише за рахунок використання матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей навколишнього середовища. Визначальною характеристикою життя як особливої форми існування матерії є обмін речовин.

Обмін речовин окремих організмів із навколишнім середовищем у процесі подиху, харчування, різноманітних виділень, або в більш загальному виді - кругообіг речовини в екосистемах можливий лише в процесі використання й передачі енергії.

В екосистемі, як і у біосфері в цілому, основними потоками енергії є потоки концентрованої (в основному Сонячної) і розсіяної енергії (теплової ). Живі організми, у деякому змісті, можна порівнювати зі своєрідними машинами, що виробляють біомасу. Розрахунки показали, що КПД рослинної машини не більше 1%, тобто тільки 1% сонячної енергії, запасено в рослинній продукції. Куди ж витрачаються інші 99% ?

Достатньо велика кількість (30-40%) променистої енергії не проникає в листя і відбивається від їхньої поверхні. Велика частина (60-70%) витрачається на подих, випар, екскрецію, перетворюючись у тепло.

Потік сонячної енергії перетвориться рослинами в процесі фотосинтезу в енергію хімічних зв'язків, яка послідовно переходить із їжею від рослин до тварин - консументів першого порядку, від них – до консументів другого і більш високих порядків, а по мірі загибелі організмів або виділення ними покидьків - до редуцентів.

Фотосинтез – це синтез рослинами органічних речовин (білків, жирів та вуглеводів) із СО2, Н2О, мінеральних солей азоту, фосфору й інших елементів за допомогою енергії світла.

Реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

У перерахунку на глюкозу, реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

Особливістю перетворення енергії в екосистемах є її одностороння спрямованість - промениста енергія, пройшовши ряд перетворень, у значній мірі розсіюється у вигляді тепла. Таким чином, для нормального функціонування екосистеми необхідна постійна й достатня притока концентрованої енергії, спроможної перетворюватися в роботу, при цьому ентропія навколишнього середовища збільшується, тому обов'язково необхідний стік теплової енергії з екосистем(рис. 4.1).

 
 

 

1 - сонячне світло, 2 – потік речовин, 3 – теплова енергія, З.Е. - запасена енергія, З.Р. - запас речовини, П - продуценти, К - консументи, Р - редуценти

 

Рисунок 2.3- Потоки енергії і речовини в екосистемах

 

Ряд організмів, у якому кожна попередня ланка використовується як харч для подальших має назву трофічного ( харчового ) ланцюга.

Довжина трофічного ланцюга, не може бути занадто великою. Вона, як правило, не перевищує п'яти - семи рівнів. Це обумовлено тим, що до кожного наступного організму трофічного ланцюга переходить тільки мала доза енергії споживаної на попередньому рівні, інша йде на підтримку життєвих процесів і значна частина розсіюється у виді тепла. При переході від однієї ланки трофічного ланцюга до іншої передається тільки 10-20% зв'язаної енергії, а 80-

90% її розсіюється у виді тепла. Тому, загальна маса живої речовини, наступної харчової ланки, різко зменшується.

В екології співвідношення чисельності організмів, або їх біомас, або зв'язаної у біомасі енергії, звичайно, зображують у формі екологічних пірамід.

Живі організми екосистем взаємозалежні з навколишнім середовищем таким чином, що потік енергії створює чітко визначені біологічні структури й кругообіг речовини між живою й неживою частинами екосистеми.

Під біологічним кругообігом розуміється надходження хімічних елементів із ґрунту, атмосфери, гідросфери в живі організми, перетворення їх у процесі життєдіяльності в складні органічні сполуки й повернення їх потім у ґрунт, атмосферу, гідросферу в процесі життєдіяльності з щорічними опадами частини органічної речовини й переробки її редуцентами - розкладання на прості хімічні елементи.

Рівняння розкладання має вигляд:

біомаса + О2 редуценти + мін. солі СО2 + Н2О + теплова енергія

Біогеохімічні кругообіги речовини - частина біологічного кругообігу, складена обмінними циклами хімічних речовин, тісно пов'язаних із життям (головним чином, вуглецю, води, азоту, фосфору, сірки і біогенних катіонів ).

Екосистеми будуть нормально функціонувати, якщо немає порушень при проходженні енергії через трофічні ланцюги і нормально функціонують біогеохімічні кругообіги речовини.

Збільшення забруднення атмосфери промисловими викидами ускладнює засвоєння сонячної енергії рослинами, тому що пилюкою “забиваються” їхні устячка, через які відбувається живлення й газообмін. В результаті, зменшується кількість їжі, а отже, і енергії, що надходить всім іншим живим організмом, усе більша їхня кількість не зможе протистояти збільшенню ентропії і загине. При визначених розмірах цього процесу вся система може загинути.

 

2.6.2. Стійкість і саморегуляція екосистем

В основі стійкості екосистем і біосфери в цілому лежить широкий комплекс механізмів та їх структурних особливостей. Головний фактор стійкості екосистем - це наявність у ній живої матерії.

Стійкість екосистем у значній мірі пов'язана з рівнем їхньої еволюційної просунутості. Існує думка, що еволюційно більш молоді та прогресивні екосистеми складної організації зі значними ресурсами питомої вільної енергії мають підвищену стійкість. Знижується стійкість екосистеми при спрощенні їхньої структури. Саме вона визначає перевагу синтезу та структурування над процесами розпаду. Надає стійкості екосистемі різноманітність форм життя. Стійкість екосистем залежить від стійкості організмів та популяцій, які до неї входять. Стійкість організмів та популяцій проявляється у їх здатності до самопідтримки та збереження в умовах несприятливих зовнішніх впливів.

Основою стійкості живих організмів є їх здатність до адаптації. Адаптація може бути визначена як відповідність між організмом та його середовищем.

В епоху глобального антропогенезу особливо важливе значення отримала стійкість живих істот до різного роду хімічних речовин, які в природному середовищі відсутні. За рахунок переадаптації, живі організми здатні протистояти шкідливому впливу хімічних речовин.

Адаптація - це не тільки властивість організмів, це й властивість популяцій. На популяційному рівні адаптація проявляється у формуванні гетерогенного складу популяції та появі в них екотипів - особливих форм, що відрізняються характером пристосувань до середовища та розширюють амплітуду умов, в яких може вижити даний вид.

Більш стійкими виявляються генетично мінливі, лабільні популяції, які швидше пристосовуються до змін умов існування. За наявністю складної внутрішньо популяційної структури рослини та тварини більш стійкі та життєздатні. Таким чином, біологічне різноманіття є інтегральною формою варіабельності живої матерії, формою її існування, і тому є однією з об'єктивних цінностей природного середовища.

При розгляді розвитку будь-яких біосферних структур, від організмів до всієї біосфери, варто мати на увазі співвідношення стихійного та розумного початку. Перші фази розвитку соціуму здійснювалися в умовах явного переваження стихійного розвитку. Саме так змінювали одне одного такі важливі етапи, як одомашнення диких тварин, виникнення осілості та хліборобства, науково-технічна революція. В усіх цих випадках домінував саморозвиток. Новим етапом у розвитку соціуму, до якого наблизилося людство на рубежі ХХI століття є формування екологічного суспільства. Він вимагає відмови від загальноприйнятої орієнтації на зростання матеріального багатства. Цей етап уже не може здійснитися як стихійний розвиток. Він може бути реалізований тільки системою свідомих дій та знаменує перехід від етапу стихійного до етапу самоправного розвитку соціуму, коли як кожна окрема людина, так і суспільні об'єднання різних рангів аж до держави, усвідомлять, що вони є частками біосфери, та беруть участь у її регулюванні.


3. Біосфера

3.1. Поняття “Біосфера”. Навчання Вернадського про біосферу

Основоположниками вчення про біосферу є В. І. Вернадський та Тейяр де Шарден. Існує декілька визначень біосфери. Більшість сучасних екологів (Ю.Одум, В. Д. Федоров, Т. Г. Гільманов, М. Ф. Реймерс, К. М.Ситник)

розуміють біосферу як об’єднання усіх живих організмів, що знаходяться у взаємозв’язку з фізичним середовищем Землі. З цього погляду біосфера становить собою сукупність екосистем нашої планети.

Вернадський назвав біосферою ту область нашої планети, в якій існує або будь коли існувало життя і котра постійно піддається або піддавалася впливу живих організмів.

Або: Біосфера - сфера життя або область існування живих організмів на Землі

Основні положення учення І. Вернадського про біосферу такі:

1. Біосфера - планетарне явище космічного характеру, тобто

В.І.Вернадський пов’язував її утворення та еволюцію з організованістю Космосу. "Для нас є зрозумілим,- писав він,- що життя є явище космічне, а не суто земне". Цю думку В. І. Вернадський повторював багаторазово: "початку життя в тому Космосі, який ми спостерігаємо, не було, оскільки не було початку цього Космосу. Життя вічне, оскільки вічний Космос”.

2. В.І.Вернадським було розроблено уявлення про біосферу як глобальну єдину систему Землі, де основний хід геохімічних перетворень визначається життям. В. І. Вернадський довів, що живі організми, відіграють дуже важливу роль у формуванні образу Землі. Хімічний склад атмосфери,гідросфери й літосфери обумовлений життєдіяльністю організмів. "Якби на Землі не було живих організмів, писав В. І. Вернадський, її образ був би таким само незмінним і хімічно інертним, як незмінний образ Місяця". Мінеральні інертні речовини переробляються живими організмами й одержують нові якості.

В. І. Вернадський першим указав на існування біокосних тіл, які є продуктом взаємодії неживої та живої матерії. Живі організми, володіючи величезною спроможністю пристосовуватися до умов існування, самі активно їх змінюють. Таким чином, жива й нежива матерія на Землі складають єдине ціле, що власне і зветься біосферою.

3. В.І. Вернадський показав, що стабільність біосфери виявляється в сталості її загальної маси ( ), енергії пов’язаної з живими речовинами ( ) і середнього хімічного складу всього живого. Стабільність біосфери В. І. Вернадський зв’язував із тим, що функції життя в біосфері - біохімічні функції незмінні протягом геологічного часу, і жодна з них не з’явилася знову.

Усі функції живих організмів (створення газового середовища, окисні процеси, концентрація хімічних елементів і т. д.) не можуть виконуватися організмами будь-якого одного виду, а тільки їх комплексом. Звідси В. І. Вернадський робить важливий висновок: біосфера Землі сформувалася із самого початку як складна система з величезною кількістю видів, кожний з яких виконує свою роль у загальній системі.

 

3.2 . Структура біосфери

3.2.1. Основні типи речовини у біосфері

Загальна протяжність біосфери за радіусом Землі складає близько 40 км. Вона простягається від нижньої частини озонового екрана атмосфери, що розташований на висоті 20-25 км над рівнем моря до верхньої частини гірських порід та дна Світового океану. Нижня межа простягання біосфери лежить на 23 км углиб суші та на 1-2 км нижче дна океану.

Основна маса живої речовини, наявність якої відрізняє біосферу від інших геосфер, зосереджена в порівняно невеликому прошарку - біостромі. Біострома лежить на поверхні суходолу та охоплює верхні шари водоймищ. У цій зоні знаходиться 98% всієї живої речовини планети.

Біосфера сформована з різних видів речовини. За В. І. Вернадським виділяють шість головних типів речовини біосфери.

1. Жива речовина, що представлена організмами різних видів.

2. Біогенна речовина, що є продуктом життєдіяльності організмів (наприклад, кам’яне вугілля, торф).

3. Нежива речовина (кісна), в утворенні якої живі організми не брали участі.

4. Біокосна речовина, що сформована за рахунок взаємодії живої та кісної речовин. Основним видом біокосної речовини є ґрунт.

5. Радіоактивна речовина.

6. Космічна речовина (наприклад, метеорит).

Склад абіотичної частини нашої планети приблизно такий: Fe ≈36%, O2 ≈ 25%,

Si ≈ 23%, Mg ≈ 10%, S ≈ 3%, Ni ≈ 2%, інші ≈ 15%;

склад біотичної частини нашої планети приблизно такий: O2 ≈ 70%, C ≈ 15%, H ≈ 11%, інші ≈ 4%;

У структурному плані, основними складовими компонентами біосфери Землі є живі організми й середовище їхнього існування – атмосфера, гідросфера, і літосфера.

 

3.2.2.Живі організми в біосфері

 

Живий світ Землі, її біосфера, складається з організмів трьох таких основних типів.

1. Продуценти або автотрофи (які харчуються самостійно) – це зелені (хлорофілові) рослини, що створюють біомасу за рахунок фотосинтезу.

Фотосинтез - це синтез органічної речовини з неорганічної за рахунок енергії світла. Реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

У перерахунку на глюкозу, реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

Кількість видів цієї групи становить близько 350000, а їхня сумарна маса становить близько 2,4 · 1012 т .

2. Консументи або гетеротрофи – організми, що одержують енергію за рахунок харчування продуцентами або іншими консументами.

До них належать рослиноїдні тварини, хижаки й паразити, а також хижі рослини та гриби. Кількість видів цієї групи найбільша – понад 1,5 млн., а їхня маса становить близько 2,3·1010 т.

3. Редуценти– мікроорганізми, які розкладають органічні речовини (залишки продуцентів і консументів) до простих хімічних сполук – води, вуглекислого газу, мінеральних солей. Їхня маса приблизно т., 75 тисяч видів. Реакція розкладання в перерахунку на глюкозу має вигляд:

Уся ця величезна кількість живих істот знаходиться в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою й з неживою речовиною.

Атмосфера

Атмосфера – газова оболонка Землі, що простирається у космічний простір приблизно на 3000 км.

Майже 50% усієї маси атмосфери зосереджено в нижньому 5 км прошарку, 75% - у 10 км, а 90% - у 16 км.

Живі організми зосереджені в прошарку нижче 12-18 км, тобто нижче озонового прошарку, хоча космонавтами були виявлені спори мікроорганізмів на висоті приблизно 85 км, причому вони знаходились в латентному (сплячому) стані. Атмосфера Землі формувалася впродовж тривалого періоду (» 3-4 млрд. років), але за останні 50 млн. років її склад стабілізувався. Сучасна атмосфера Землі складається, в основному, (на рівні моря) із: азоту – 78,09%; кисню – 20,94%; аргону – 0,93%; СО2- 0,03%; водню – 0,01%.

З числа малих по кількості газів слід зазначити вуглекислий газ (СО2) і озон, які роблять вирішальний вплив на життя. Крім того, в атмосфері завжди присутні водяні пари, а в нижній її частині присутні зважені частки – результат природної або антропогенної діяльності. Так як СО2 добре поглинає теплове випромінювання, що йде від Землі, то підвищення утримання СО2 в атмосфері може призвести до так названого “парникового ефекту” і перегріву біосфери.

Важливою складовою атмосфери, що впливає на життя, є озоновий прошарок, максимальна щільність якого на висоті 16-12 км. Цей прошарок захищає все живе від ультрафіолетового випромінювання сонця. Руйнація озонового прошарку в результаті техногенного впливу, виникнення озонових дір – одна з глобальних проблем сучасності. З ультрафіолетовою радіацією вчені зв’язують збільшення онкологічних захворювань, виникнення мутацій (ультрафіолет руйнує молекули ДНК, а це вже генетичні зміни).

Варто зауважити, що атмосфера має дуже важливе екологічне значення. Вона регулює клімат планети, відвертає її від надмірного нагрівання й охолодження, підтримуючи середню температуру Землі порядку 14°С. Атмосфера захищає всі живі організми Землі від пагубного впливу космічних променів, ударів метеоритів, через неї здійснюється фотосинтез і обмін енергії – головні процеси біосфери. Атмосфера впливає на характер і динаміку всіх екзогенних процесів, що здійснюється в літосфері. Розвиток гідросфери також у значній мірі залежить від атмосфери. Сучасне промислове виробництво є джерелом усе більш зростаючого забруднення атмосфери, яке переноситься повітряними потоками на величезні відстані і завдає величезної шкоди природному середовищу

3.2.4. Гідросфера

Гідросфера – водяна сфера нашої планети: сукупність океанів, морів, річок, озер, підземні води, льодовики.

Вода покриває 71% поверхні Землі. Основна маса води (» 96,5%) зосереджена у Світовому океані, причому - це солона вода. Середня солоність цих вод – 35 г/л .

Хімічний склад океанічних вод, як вважають спеціалісти, схожий на склад людської крові – у них утримуються майже усі відомі хімічні елементи, але в різних пропорціях (хлористого натрію - 27,2 г/л, хлористого магнію – 3,4 г/л, великій відсоток фосфатів). З розчинених газів найбільш важливі для життя – кисень та вуглекислий газ, якого у воді в 60 разів більше ніж в атмосфері.

Величезне значення для формування клімату та інших екологічних факторів має динаміка величезної маси океанічних вод, що постійно рухаються під впливом неоднакової інтенсивності сонячного прогрівання поверхні на різних широтах. Океанічні води відіграють основну роль у кругообігу води на планеті. Океан – важлива “фабрика” погоди на планеті ще й основний стабілізатор середньої температури Земної Кулі. Світовий океан виконує й іншу роботу в біосфері. У холодних областях вода поглинає вуглекислий газ з атмосфери, а в теплих – йде його виділення. У цілому Світовий океан дуже важливий для планетарного обміну речовин та обміну енергією.

Континентальні води в основному прісні. Їхня солоність не перевищує в середньому 1-2 г/л. На континентах гідросфера представлена річками, озерами, підземними водами. Хімічний склад підземних вод дуже різноманітний, у залежності від гірських порід, у яких вони залягають і глибини. За мінералізацією – від прісних до концентрованих розчинів солей. З прісних вод, основна маса (86%) зосереджена у льодовиках.

Вода виконує чотири дуже важливі функції:

а) є найважливішим мінеральним ресурсом споживання;

б) є основою механізмів здійснення взаємозв’язків усіх процесів в екосистемах (обмін речовин, тепла, зростання біомаси);

в) є основним агентом переносником глобальних екологічних циклів;

г) є основною складовою частиною усіх живих організмів.

Величезну роль вода грає у формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, клімату, переносі хімічних речовин із глибин Землі на її поверхність, транспортуванні забруднювачів довкілля. Пари води, що є в атмосфері, відіграють роль фільтра сонячної радіації, нейтралізатора екстремальних температур, регулятора клімату. Саме у воді зародилось життя на Землі.

3.2.5. Літосфера

Літосфера – верхня тверда оболонка Землі, що включає всю земну кору з частиною верхньої мантії Землі і складається з осадових, вивержених і метаморфозних порід.

Товщина літосфери на континентах » 25-100 км, а під океанами » 5-50 км .Основна частина літосфери складається з відомих магматичних порід (95%), серед яких на континентах це граніти, а в океані – базальти.

У верхній частині континентальної земної кори розташовані ґрунти, значення яких для життя важко переоцінити. Ґрунти виникли одночасно з виникненням живих організмів і розви­валися під впливом рослин, тварин і мікроорганізмів. Сучасні ґрунти є трифазною системою, яка складається із суміші мінеральних часток ( продукти руйнування гірських порід), органічних ре­човин (продукти життєдіяльності біоти ) та мікроорганізмів і грибів. Ґрунти - самостійне природно-історичне, органомінералогічне тіло природи, що виникло у гравітаційному полі Землі в результаті впливу живих і мертвих організмів, природних вод на поверхневі прошарки гірських порід у різноманітних умовах клімату й рельєфу

Основна маса живих організмів літосфери зосереджена в ґрунтах, на глибині не більш декілька метрів. Ґрунти – придатний для життя рослин, багатьох тварин і мікроорганізмів прошарок земної кори.

Ґрунту характерна закономірна будова вертикального профілю, хімічний склад, фізичні й біологічні властивості, а також специфічний ха­рактер перетворення речовини й енергії. Характерна властивість ґрунтів – родючість. Родючість ґрунтів визначається сполученням багатьох фізичних та хімічних властивостей. Вона залежить від кількості в ґрунтах гумусу, від наявності біогенних макро- та мікроелементів, від вологості ґрунту, від його кислотності і т. п. Ґрунти відіграють величезну роль у кругообігу води, ре­човин і вуглекислого газу.

Актуальність екологічного вивчення літосфери обумовлена тим, що вона є зосередженням усіх мінеральних ресурсів, необхідних для життя й господарчої діяльності. У межах літосфери періодично відбуваються грізні екологічні про­цеси (землетруси, виверження вулканів, оповзні), які мають величезне значення для формування екологічної ситуації у певному регіоні планети, а іноді призводять до глобальних екологічних катастроф.

 


3. 3 Функціонування біосфери

3.3.1. Функції живої речовини у біосфері

 

Визначальною характеристикою життя є обмін речовин. Обмін ре­човин живих організмів із навколишнім середовищем здійснюється в про­цесі подиху, харчування, різноманітних виділень. У більш загальному ви­падку, кругообіг в екосистемах і біосфері в цілому, можливий лише в про­цесі використання й передачі енергії.

Потоки енергії і кругообіги речовини основні складові необхідні для функціонування біосфери.

Живі організми відіграють основну роль у процесах, які підтримують функціонування біосфери. Основні функції живої речовини слідуючи: енергетична, деструктивна, концентраційна, формування складу навколишнього середовища.

Неживою частиною біосфери, її неживою речовиною керують про­дуценти, ними консументи, діяльність яких визначають зворотні зв’язки, що йдуть від продуцентів. У результаті здійснюється біотичний кругообіг речовини у біосфері приблизно за такою схемою:

1. Продуценти (рослини) за допомогою механізму фотосинтезу ви­робляють органічну речовину, споживаючи сонячну енергію, воду, вугле­кислий газ і мінеральні солі.

2. Консументи (тварини) живляться біомасою рослин та інших тва­рин.

3. Редуценти, споживають частину споживних речовин, розкладають мертві тіла рослин і тварин до простих хімічних сполук (води, вуглекис­лого газу та мінеральних солей), замикаючи таким чином кругообіг речовин у біосфері.

Таким чином, енергетична функція виконується перш за все росли­нами, які в процесі фотосинтезу акумулюють сонячну енергію у вигляді хімічної енергії різноманітних органічних сполук.

Деструктивна функція виконується редуцентами. Вона полягає у розкладанні, мінералізації мертвої органічної речовини, хімічному розкла­данні гірських порід, залучення мінералів, які виникають у біотичний кру­гообіг.

Концентраційна функція полягає у виборчому накопиченні, при життєдіяльності організмів, атомів речовини, розсіяних у природі.

Функція формування стану навколишнього середовища полягає у трансформації фізико-хімічних параметрів середовища (атмосфери, гідросфери, літосфери) в умови, сприятливі для існування живих організмів.

Крім енергетичних, харчових і хімічних зв’язків, величезну роль у біосфері відіграють інформаційні. Живі істоти Землі освоїли всі види інформації - зорову, звукову, хімічну, електромагнітну. Російський біолог О. Пресманвизначив біосферу як систему, в якій речовинно-енергетичні взаємодії підпорядковані інформаційним.

Усі функції живих організмів у біосфері не можуть виконуватися організмами якогось одного виду, а лише їх, комплексом. Звідси випливає надзвичайно важливе положення, розроблене В. І. Вернадським: біосфера Землі сформувалася з самого початку як складна система з великою кількістю видів організмів, кожен, із яких виконує свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати.

3.3.2. Складові енергетичного балансу в біосфері

 

Потік енергії на Земній Кулі має три джерела:

а) сонячна енергія; б) енергія земних надр;

в) кінетична енергія оберту Землі та її супутника Місяця як космічних тіл.

Найголовнішою частиною в системі керування біосферою є енергія Сонця. Усю біосферу можна розцінювати як єдине природне утворення, що поглинає енергію з космічного простору та направляє її на внутрішню роботу. У біосфері енергія тільки переходить з однієї форми до іншої та розсіюється у вигляді тепла. Особливістю поведінки енергії у біосфері є її одностороння спрямованість - концентрована енергія, пройшовши ряд перетворень, розсіюється у виді тепла (рис. 3.1).

 


Рис. 3.1.- Основні напрямки потоків енергії на Земній Кулі.

 

Основними перетворювачами енергії у біосфері є живі організми. Продуценти перетворюють вільну променисту енергію Сонця (концентрована енергія) у хімічно зв’язану, яка потім переходить (по харчових ланцюгах) від однихбіосферних структур до інших. При кожному переході частина енергії перетворюється в тепло та розсіюється в навколишньому просторі. Ефективність перенесення енергії у живій речовині досить низька. При перенесенні енергії від продуцентів до консументів першого порядку (травоїдних тварин) ефективність складає всього 10%. Перенесення від консументів першого порядку до консументів другого порядку більш ефективне – 20%.

Доля річного притоку сонячної енергії така:

1. відбивається - 30%;

2. прямо перетворюється в тепло - 46%;

3. випар, осадки - 23%;

4. вітер, хвилі - 0,2%;

5. фотосинтез - 0,08%.

Таким чином, тільки невеличка частина сонячної енергії (» 1%), витрачена на фотосинтез,але саме вона є джерелом усього життя на Землі. Проте, ті приблизно 70% енергії Сонця, що перетворюються в тепло, ідуть на випар, осадки, вітер не губляться по-дурному, тому що ця енергія підтримує потрібну для життя температуру, пускає в хід системи погоди, забезпечує кругообіг води без чого неможливе життя на Землі. Нормальне функціонування біосфери можливе лише за умов коли нічим не стримується надходження та передача концентрованої енергії та стік теплової енергії.

 

3.3.3. Біохімічні кругообіги речовини

 

З потоками енергії тісно пов’язані потоки речовини. За рахунок процесів міграції хімічних елементів усі геосфери Землі пов’язані єдиним циклом кругообігу цих елементів. Кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси і сонячна енергія, одержав назву великого (геологічного) кругообігу.

Потужність великого кругообігу приблизно

Виникнення життя на Землі сприяло появі нової форми міграції хімічних елементів – біогенної. На великий (геологічний) кругообіг наклався малий (біогенний) кругообіг речовини. У малому кругообігу переміщаються, в основному, вуглець ( ) і фосфор ( ). Обидва кругообіги протікають зараз одночасно й тісно пов’язані між собою.