Характеристика биосферы как области реализации природопользования

Структура и свойства биосферы

Биосфера — область обитания живых организмов на нашей планете, включающая не только поверхность Земли, но и верхнюю часть земной коры (.литосферу), воды рек, озер, морей, океанов (гидросферу) и нижнюю часть атмосферы (тропосферу).

Поле существования жизни, особенно активной, по современным данным ограничено в вертикальном пределе высотой около 6 км над уровнем моря, до которой сохраняются положительные температуры в атмосфере и могут жить зеленые растения (6,2 км в Гималаях). Выше обитают лишь членистоногие (жуки, ногохвостки и некоторые клещи), питающиеся зернами растительной пыльцы, спорами растений, микроорганизмами и другими органическими частицами, заносимыми ветром, и т. д. Еще выше живые организмы попадают лишь случайно (микроорганизмы могут сохранять жизнь в виде спор). Нижний предел существования активной жизни традиционно ограничивают дном океана и изотермой 100 °C в литосфере, расположенными соответственно на отметках около 11 км и, по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове, около 6 км. Фактически жизнь в литосфере распространена до глубины 3—4 км. Таким образом, вертикальная мощность биосферы в океанической области Земли достигает более 17 км, в сухопутной — 12 км.

Существуют и некоторые общие закономерности распределения живых организмов: от полюсов к экватору, с повышением высоты в горах, увеличением глубины в водоемах. Данные таких закономерностей удобно выражать как в количественных характеристиках видового состава, так и в биомассе и ее приросте.

Увеличение видового разнообразия по мере продвижения с севера на юг было сформулировано Л. Уоллесом (1823—1913) в 1859 г. и получило название правило Уоллеса.

Точное количество видов живых организмов, обитающих на нашей планете, точно не определено, в литературе можно встретить размах числа видов от 1,7 (идентифицировано на основании морфологических, биохимических и генетических различий) до 30 млн (прогноз). Из надежно идентифицированных более 1,7 млн видов организмов: около 50 тыс. видов бактерий, почти 100 тыс. грибов, 300 тыс. растений, 1 млн 300 тыс. животных. Общее число живых организмов, по некоторым оценкам, — от 10²⁶ до 10³⁰.

Литосфера — каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы). Доля различных горных пород в земной коре неодинакова — более 70% приходится на базальты, граниты и другие магматические породы, около 17% — на преобразованные давлением и высокой температурой породы и лишь чуть больше 12% — на осадочные. Земная кора — важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые.

(уголь, нефть, горючие сланцы), рудные (железо, алюминий, медь, олово и др.) и нерудные (фосфориты, апатиты и др.) полезные ископаемые, естественные строительные материалы (известняки, пески, гравий и др.).

Большая часть известных нефтяных месторождений рассредоточена по следующим территориям:

• 1) Персидский залив — Северная Африка;
• 2) Мексиканский залив — Карибское море (включая прибрежные районы Мексики, США, Колумбии, Венесуэлы и о. Тринидад);
• 3) острова Малайского архипелага и Новая Гвинея;
• 4) Западная Сибирь;
• 5) северная Аляска;
• 6) Северное море (главным образом норвежский и британский секторы);
• 7) о. Сахалин с прилегающими участками шельфа.

Общие запасы природного газа нашей планеты составляют около 271 трлн м³ (10,5 млн Дж), из них разведанные — 139,4 трлн м³ За весь период добычи газа извлечено из недр около 30 трлн м³. Россия по запасам газообразного топлива занимает первое место в мире.

Общие ресурсы ископаемых углей в недрах планеты огромны и достигают 14 810 млрд т. Основная часть угленосных бассейнов сосредоточена на территории бывшего СССР, в США, Китае. Крупными запасами обладают также Польша, Германия, Австралия, Великобритания и ряд других стран.

Гидросфера — водная оболочка Земли. Ее подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера — водная оболочка поверхностной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. Все эти воды постоянно или временно располагаются на земной поверхности и носят название поверхностных.

Поверхностная гидросфера не образует сплошного слоя и прерывисто покрывает земную поверхность на 70,8%. В отдельных районах наблюдается избыток воды, а в других — ее дефицит.

Подземная гидросфера включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Их называют подземными. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью Земли, нижнюю ее границу проследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры.

По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) составляет Мировой океан. На долю подземных вод приходится 1,69% от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

Гидросфера играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты. Весьма активно она влияет и на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой и т. д.). Земля является единственной планетой Солнечной системы, обладающая мощной и сложной водной оболочкой, возможно, поэтому на ней зародилась и сохранилась жизнь, существует биосфера.

Согласно ГОСТ 19 179–73 водные ресурсы — запасы поверхностных и подземных вод какой-либо территории. Общие запасы воды на Земле составляют 1,5 млрд км³. Из них менее 2% относится к пресным водам, а к доступным для использования — не более 0,3%К

Проблемы терминологии

Вода используется многими отраслями хозяйства, которые в этом отношении можно разделить на водопотрсбителей и водопользователей. Водопотребители изымают воду из водных объектов, потребляют ее для выработки промышленной и сельскохозяйственной продукции и электроэнергии, а также для бытовых нужд населения, и возвращают в водные объекты в другом месте и обычно в меньшем количестве и худшего качества. Водопользователи не изымают воду из водных объектов и используют не саму воду, а ее энергию, или используют воду как среду или элемент ландшафта (например, гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, водные виды спорта)².

Вклад гидроэнергетики в общее мировое использование энергии невелик, примерно 6%. Однако в ряде стран мира гидроэнергетика занимает ведущее место. На долю гидроэлектростанции в Норвегии приходится около 100% всего производства электроэнергии, в Бразилии, Канаде, Швеции — более 50%, в России — около 20%. По гидроэнергетическому потенциалу Россия занимает второе место, уступая лишь Китаю. Если в промышленно развитой европейской части России освоено около 45% имеющегося гидропотенциала, то для Дальнего Востока эта величина составляет всего около 4%.

Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Важнейшее значение имеет соотношение газов в атмосфере: содержание кислорода, водяного пара, углекислого газа, загрязняющих веществ.

Сначала у Земли была атмосфера, подобная венерианской, где преобладали С0₂, СО, S0₂, N₂0, СН₄, Н₂ и, возможно, H₂S³. Позже атмосферный воздух стал в значительной степени продуктом жизнедеятельности организмов. В составе атмосферы преобладают азот (чуть более 78%), кислород (почти 21%), аргон (примерно 0,93%), углекислый газ (примерно 0,03%); другие газы, входящие в состав атмосферы, представлены еще в меньшем количестве. Кислород создал озоновый щит, что позволило жизни выйти на сушу. Оборот кислорода воздуха через биоту составляет несколько тысяч лет, а углекислого газа — около 10 лет⁴.

В настоящее время концентрация малых газовых составляющих воздуха (углекислый газ, диоксиды серы и азота и др.) растет в результате хозяйственной деятельности. В воздухе появились новые вещества, например фреоны, разрушающие озоновый слой, защищающий наземных обитателей планеты от избыточного ультрафиолетового излучения.^[1]

Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и является источником всех осадков.

• [1] Экологический энциклопедический словарь. С. 116. 2 Там же. С. 108. 3 Целиков Д. Антроноцсну почти два миллиона лет. URL: http://www.compulenta.computerra.ru/ zemlya/ekologiya/10 011 796/. 4 Экологический энциклопедический словарь. С. 135.