Sababu kuu ya uharibifu wa safu ya ozoni. Safu ya ozoni, sababu na matokeo ya uharibifu wake, mvua ya asidi, ukungu wenye sumu

NA Na V na mimi nina kuhusu b o l o h Kwa A h e m l Na

Kila mahali Duniani, popote unapogeuza macho yako, maisha yanatawala. Kila mahali unaweza kupata mimea na wanyama. Na kuna viumbe vingapi zaidi ambavyo havionekani kwa macho! Wanyama rahisi zaidi wenye seli moja na mwani wa hadubini, fangasi nyingi, bakteria, virusi...

Siku hizi, hadi aina elfu 500 za mimea na aina milioni 1.5 za wanyama zinajulikana. Lakini sio spishi zote bado zimegunduliwa na kuelezewa. Na ikiwa unafikiria ni watu wangapi ambao kila spishi ina! .. Jaribu kuhesabu idadi ya miti ya fir kwenye taiga, au dandelions kwenye meadow, au masikio ya ngano kwenye shamba moja ... Ni mchwa wangapi wanaishi kwenye kichuguu kimoja, vipi cyclops au daphnia crustaceans katika dimbwi moja, ni squirrels ngapi msituni, ni pikes ngapi, perches au roaches ziko katika ziwa moja? .. Na nambari za ajabu sana hupatikana wakati wa kujaribu kuhesabu microorganisms.

Kwa hiyo, katika1 gramu Kwa wastani, udongo wa msitu una:

bakteria -400,000,000;

uyoga - 2,000,000,

mwani - 100,000,

protozoa - 10,000.

Wanasaikolojia kutoka Chuo Kikuu cha Georgia wanaamini hivyo wapo 5,000,000,000,000,000,000,000,000 tu duniani. (5 bilioni) bakteria . Hii ni sawa na 70% ya wingi wa maisha yote kwenye sayari.

Umati huu wote usiohesabika wa viumbe hai haupatikani kwa machafuko na kwa nasibu, lakini kwa kawaida, kwa utaratibu fulani, kulingana na sheria za maisha zilizoanzishwa kihistoria duniani. Haya ndiyo anayoandika mwanabiolojia wa Marekani K. Willie: “Kwa mtazamo wa kwanza, huenda ikaonekana kwamba ulimwengu wa viumbe hai una aina mbalimbali zisizowazika za mimea na wanyama, tofauti na kila mmoja na kila mmoja akienda zake. Hata hivyo, uchunguzi wa kina zaidi unaonyesha kwamba viumbe vyote, mimea na wanyama, vina mahitaji sawa ya msingi ya maisha, wanakabiliwa na matatizo sawa: kupata chakula kama chanzo cha nishati, kushinda nafasi ya kuishi, uzazi, nk Wakati wa kutatua. matatizo haya, mimea na wanyama sumu aina kubwa ya aina mbalimbali, ambayo kila mmoja ni ilichukuliwa na maisha katika kutokana na hali ya mazingira. Kila fomu imebadilishwa sio tu kwa hali ya mazingira ya mazingira - imepata upinzani dhidi ya kushuka kwa thamani ndani ya mipaka fulani ya unyevu, upepo, taa, joto, mvuto, nk, lakini pia kwa mazingira ya biotic - kwa mimea na wanyama wote wanaoishi. katika eneo moja.

Inasambazwa mara kwa mara duniani, seti nzima ya viumbe huunda shell hai ya sayari yetu - biosphere. Sifa ya kukuza wazo la "biosphere" na kufafanua jukumu lake la sayari ni ya msomi wa Urusi V.I. Vernadsky, ingawa neno lenyewe lilitumika mwishoni mwa karne iliyopita. Biosphere ni nini na kwa nini inapewa umuhimu sana?

Sehemu za uso wa Dunia zinajumuisha ganda tatu za madini, isokaboni: lithosphere - ganda gumu la mwamba wa Dunia; hydrosphere - kioevu, shell isiyoendelea, ikiwa ni pamoja na bahari zote, bahari na maji ya ndani - Bahari ya Dunia; anga ni ganda la gesi.

Hydrosphere nzima, sehemu za juu za lithosphere na tabaka za chini za anga zinakaliwa na wanyama na mimea. Biosphere ya kisasa iliundwa katika mchakato wa kuibuka na maendeleo zaidi ya kihistoria ya viumbe hai. Tangu asili ya maisha duniani, kulingana na makadirio mbalimbali, kutoka miaka 1.5-2.5 hadi bilioni 4.2 imepita. V.I. Vernadsky alifikia hitimisho kwamba wakati huu tabaka zote za nje za ukoko wa dunia zilichakatwa na shughuli muhimu ya viumbe kwa asilimia 99. Kwa hivyo, Dunia kama tunavyoiona, ambayo tunaishi, kwa kiasi kikubwa ni bidhaa ya shughuli za viumbe.

Maisha, yameibuka Duniani kama matokeo ya ukuaji wa asili wa jambo, kwa mamilioni ya miaka ya uwepo wake katika mfumo wa viumbe anuwai, ilibadilisha mwonekano wa sayari yetu.

Viumbe vyote katika biosphere kwa pamoja huunda biomass, au "mau hai," ambayo ina nishati yenye nguvu inayobadilisha ukoko wa dunia na anga. Uzito wa jumla wa misa ya mimea ni karibu bilioni 10,000, na wingi wa wanyama ni karibu tani bilioni 10, ambayo ni takriban asilimia 0.01 ya uzito wa biosphere nzima na makazi yake imara, kioevu na gesi. Inakadiriwa kwamba biomasi ya viumbe hai wote wanaoishi Duniani, takriban miaka bilioni baada ya kuonekana kwa uhai, inapaswa kuwa mara nyingi zaidi kuliko wingi wa sayari yetu. Lakini hilo halikutokea.

Kwa nini majani hayakusanyiki kwa kiasi kikubwa? Kwa nini inafanyika kwa kiwango fulani? Baada ya yote, majani kama vitu hai huelekea maendeleo endelevu, uboreshaji na mkusanyiko wa mara kwa mara katika mchakato wa maendeleo haya, katika mchakato wa uzazi na ukuaji wa viumbe hai.

Lakini hii haifanyiki kwa sababu kila kitu ambacho mwili wa kiumbe hujengwa huchukuliwa kutoka kwa mazingira, na kisha kupitia idadi ya viumbe vingine hurudi tena kwenye mazingira ya jirani, ya isokaboni, ambayo huingia tena katika utungaji. viumbe hai, majani. Kwa hivyo, kila kipengele kinachounda maada hai hutumiwa nacho mara nyingi.

Walakini, hii haipaswi kueleweka kwa maana kamili. Kwa upande mmoja, baadhi ya vipengele huacha mzunguko wa vitu, kwa kuwa duniani mkusanyiko wa misombo ya kikaboni kwa namna ya amana ya makaa ya mawe, mafuta, peat, shale ya mafuta, nk hutokea duniani. , kupitia shughuli zake, inaweza kuhakikisha mchakato mkubwa zaidi wa mkusanyiko wa majani, ambayo inaonyeshwa kwa ongezeko la kuendelea la mazao ya mazao na uzalishaji wa wanyama wa ndani.

Lakini haya yote hayakatai kabisa kanuni ya jumla. Biomass Duniani bado haijikusanyiko kwa kiasi kikubwa, lakini inadumishwa kila mara kwa kiwango fulani, ingawa kiwango hiki sio kamili na mara kwa mara. Hii hutokea kwa sababu majani huharibiwa kila mara na kuundwa upya kutoka kwa nyenzo ile ile ya ujenzi; mzunguko unaoendelea wa dutu hufanyika ndani ya mipaka yake. V.I. Vernadsky aandika hivi: “Uhai hunasa sehemu kubwa ya atomu zinazofanyiza jambo la uso wa dunia. Chini ya ushawishi wake, atomi hizi ziko katika mwendo mkali unaoendelea. Kutoka kwao mamilioni ya misombo mbalimbali huundwa wakati wote. Na mchakato huu hudumu bila usumbufu kwa makumi ya mamilioni ya miaka, kutoka enzi za kale za Archeozoic hadi wakati wetu. Hakuna nguvu ya kemikali kwenye uso wa dunia inayofanya kazi zaidi mara kwa mara, na kwa hiyo ina nguvu zaidi katika athari zake za mwisho, kuliko viumbe hai kuchukuliwa kwa ujumla.

Mzunguko huu, ambao hutokea kama matokeo ya shughuli muhimu ya viumbe, inaitwa mzunguko wa kibiolojia wa vitu. Ilichukua tabia ya kisasa na ujio wa mimea ya kijani ambayo hufanya mchakato wa photosynthesis. Tangu wakati huo, hali ya mageuzi ya viumbe hai duniani imepata tabia tofauti kabisa.

Kozi ya mzunguko wa vitu inaweza kuzingatiwa kwa ufupi kwa kutumia mfano wa kaboni, atomi zake ambazo ni sehemu ya molekuli changamano ya protini. Ni pamoja na molekuli ya protini ambayo maisha na kimetaboliki huunganishwa.

Kila hekta ya Dunia ina hadi tani 2.5 za dioksidi kaboni (CO2). Kama mahesabu yameonyesha, mazao ya, kwa mfano, miwa huchukua hadi tani 8 za kaboni kwa hekta, ambayo hutumiwa kujenga mwili wa mimea hii. Matokeo yake, mimea ya kijani ilitumiwa kwa karibu miaka mia kadhaa

Ingekuwa hifadhi nzima ya kaboni. Lakini hii haifanyiki, kwa sababu viumbe, katika mchakato wa kupumua, hutoa kiasi kikubwa cha dioksidi kaboni.Na hata zaidi kaboni hutolewa na bakteria ya putrefactive na fungi, kuharibu misombo ya kaboni iliyo katika miili iliyokufa ya wanyama na mimea. Sehemu fulani ya kaboni bado inaacha nyanja ya "mzunguko", ikiwekwa kwa namna ya amana ya mafuta, makaa ya mawe, peat, nk, ambayo mimea na wanyama waliokufa hubadilishwa. Lakini upotevu huu wa kaboni hulipwa na uharibifu wa carbonates ya mwamba, na katika hali ya kisasa pia kwa mwako wa kiasi kikubwa cha mafuta yaliyotolewa. Kwa hiyo, kaboni inaonekana kutiririka kila mara kutoka kwenye angahewa kupitia mimea ya kijani kibichi, wanyama, na vijiumbe vidogo kurudi kwenye angahewa. Kwa hivyo, hifadhi ya jumla ya kaboni katika biosphere inabaki takriban mara kwa mara. Inaweza kuzingatiwa kwa kiwango cha juu cha uhakika kwamba karibu kila atomi ya kaboni katika ulimwengu, tangu kuibuka kwa maisha duniani, mara kwa mara imekuwa sehemu ya viumbe hai, kupita kwenye dioksidi kaboni ya anga na kurudi tena kwenye muundo wa viumbe hai, majani.

Katika hali ya kisasa, kaboni katika mchakato wa mzunguko wa kibiolojia wa vitu hupitia hatua zifuatazo: 1) mimea ya kijani, waumbaji wa suala la kikaboni, huchukua kaboni kutoka anga na kuiingiza katika muundo wa miili yao; 2) wanyama, au watumiaji, kula mimea, hujenga misombo ya kaboni ya mwili wao kutoka kwa misombo yao ya kaboni; 3) bakteria, na vile vile viumbe vingine, au vitenganishi, huharibu vitu vya kikaboni vya mimea na wanyama waliokufa na kutoa kaboni, ambayo huingia tena angani kama dioksidi kaboni.

Sehemu nyingine muhimu ya amino asidi na protini katika majani ni nitrojeni. Chanzo cha nitrojeni duniani ni nitrati, ambayo hufyonzwa na mimea kutoka kwenye udongo na maji. Wanyama, kula mimea, huunganisha protoplasm yao kutoka kwa asidi ya amino ya mimea na protini. Bakteria ya putrefactive hubadilisha misombo ya nitrojeni kutoka kwa miili iliyokufa ya viumbe hawa kuwa amonia. Bakteria ya nitrifying kisha kubadilisha amonia katika nitriti na nitrati. Baadhi ya nitrojeni hurudishwa kwenye angahewa kwa kukataa bakteria. Lakini duniani, katika mchakato wa mageuzi ya viumbe hai, viumbe vilionekana vyenye uwezo wa kumfunga nitrojeni ya bure na kuibadilisha kuwa misombo ya kikaboni. Hizi ni baadhi ya mwani wa bluu-kijani, mwani wa udongo, pamoja na bakteria ya nodule pamoja na seli za mizizi ya kunde. Viumbe hivi vinapokufa, nitrojeni katika mwili wao hubadilishwa kuwa chumvi ya asidi ya nitriki na bakteria ya nitrifying.

Mzunguko kama huo unafanywa na maji, fosforasi, na vitu vingine vingi ambavyo ni sehemu ya viumbe hai na maganda ya madini ya biolojia. punguza mtiririko unaoendelea kusonga - mzunguko wa kibaolojia wa dutu. “Kukoma kwa uhai kungehusishwa bila shaka na kukoma kwa mabadiliko ya kemikali, ikiwa si ukoko wa dunia nzima, basi angalau uso wake—uso wa Dunia, ulimwengu wa viumbe,” aandika mwanataaluma V. I. Vernadsky.

Wazo hili la Vernadsky linathibitishwa waziwazi na jukumu ambalo oksijeni, bidhaa ya photosynthesis ya mimea, inacheza katika mchakato wa mzunguko wake. Karibu oksijeni yote katika angahewa ya dunia ilianza na hudumishwa kwa kiwango fulani na shughuli za mimea ya kijani. Inatumiwa kwa kiasi kikubwa na viumbe wakati wa kupumua. Lakini, kwa kuongezea, kuwa na shughuli kubwa ya kemikali, oksijeni huchanganyika kila wakati na karibu vitu vingine vyote.

Ikiwa mimea ya kijani kibichi haikutoa kiasi kikubwa cha oksijeni, ingetoweka kabisa kutoka kwa angahewa katika miaka 2000 hivi. Muonekano mzima wa Dunia ungebadilishwa, karibu viumbe vyote vitatoweka, michakato yote ya oksidi katika sehemu ya kimwili ya biosphere itakoma ... Dunia ingekuwa sayari isiyo na uhai. Ni uwepo wa oksijeni ya bure katika angahewa ya sayari ambayo inaonyesha kuwa kuna maisha, vitu vilivyo hai, na biosphere juu yake. Na kwa kuwa kuna biosphere, karibu vipengele vyote vya mazingira vinatolewa kwenye mzunguko mkubwa, usio na mwisho wa vitu.

Inakadiriwa kwamba katika nyakati za kisasa oksijeni yote katika angahewa huzungushwa kupitia viumbe (hufungamana na kupumua na kutolewa kupitia photosynthesis) katika miaka 2,000, kwamba kaboni dioksidi yote katika angahewa huzunguka kinyume kila baada ya miaka 300, na kwamba maji yote. Duniani inaoza na kuundwa upya kupitia usanisinuru na kupumua kwa zaidi ya miaka 2,000,000.

Mafundisho ya biolojia yanategemea utafiti wa kijiografia, haswa mizunguko ya oksijeni na kaboni iliyosomwa na V.I. Vernadsky. Alikuwa wa kwanza kupendekeza kwamba oksijeni iliyo katika angahewa ya kisasa inaundwa kutokana na shughuli ya photosynthetic ya mimea.

Mwanasayansi bora wa asili V.I. Vernadsky alikuwa na uwezo wa kushangaza wa kufunika karibu maeneo yote ya sayansi ya asili ya kisasa na mawazo yake mkali na ya kipaji. Katika mawazo na dhana zake, alikuwa mbele zaidi ya kiwango chake cha maarifa ya kisasa na aliona maendeleo yao miongo kadhaa mapema. Huko nyuma mnamo 1922, Vernadsky aliandika juu ya ustadi wa karibu wa mwanadamu wa akiba kubwa ya nishati ya nyuklia, na mwishoni mwa miaka ya 30 alitabiri enzi inayokuja ya kuingia kwa mwanadamu angani. Alisimama kwenye asili ya sayansi nyingi juu ya Dunia - madini ya maumbile, jiokemia, biogeochemistry, radiogeology na kuunda fundisho la biosphere ya Dunia, ambayo ikawa kilele cha ubunifu wake.

Utafiti wa kisayansi wa V.I. Vernadsky ulihusishwa kila mara na kazi kubwa ya shirika. Alikuwa mwanzilishi wa kuundwa kwa Tume ya Utafiti wa Vikosi vya Asili vya Uzalishaji wa Urusi, mmoja wa waandaaji wa Chuo cha Sayansi cha Kiukreni na rais wake wa kwanza. Kwa mpango wa Vernadsky, Taasisi ya Jiografia, Taasisi ya Madini na Jiokemia iliyopewa jina la M.V. Lomonosov, Taasisi za Radium, Kauri na Macho, Maabara ya Biogeochemical, ambayo sasa imekuwa Taasisi ya Jiokemia na Kemia ya Uchambuzi iliyopewa jina la V.I. Vernadsky, na Tume ya Utafiti iliundwa katika mfumo wa Chuo cha Sayansi cha USSR. permafrost, baadaye ikabadilishwa kuwa Taasisi ya V. A. Obruchev ya Sayansi ya Permafrost, Tume ya Historia ya Maarifa, sasa Taasisi ya Historia ya Sayansi ya Asili na Teknolojia, Kamati ya Meteorites, Tume ya Isotopu, Uranium na wengine wengi. Hatimaye, alikuja na wazo la kuunda Tume ya Kimataifa ya Kuamua Umri wa Kijiolojia wa Dunia

MTIRIRIKO WA NISHATI KATIKA BIOSPHERE

Mizunguko ya vitu vyote imefungwa; atomi zile zile hutumiwa mara kwa mara ndani yao. Kwa hiyo, hakuna dutu mpya inayohitajika kutekeleza mzunguko. Sheria ya uhifadhi wa maada, kulingana na jambo ambalo halitokei wala kutoweka, inaonekana hapa. Lakini mabadiliko ya vitu ndani ya mzunguko wa biogenic inahitaji nishati. Ni nishati ya aina gani inatumika kutekeleza mchakato huu mkubwa?


Chanzo kikuu cha nishati muhimu kwa maisha Duniani, na kwa hivyo kwa utekelezaji wa mzunguko wa kibaolojia wa vitu, ni mwanga wa jua, i.e., nishati inayotokea kwenye kina cha Jua wakati wa athari za nyuklia kwa joto la takriban digrii 10,000,000. (Hali ya joto kwenye uso wa Jua ni ya chini sana, ni nyuzi 6,000 tu.) Hadi asilimia 30 ya nishati hutawanywa katika angahewa au kuakisiwa na mawingu na uso wa dunia, hadi asilimia 20 humezwa kwenye tabaka za juu za dunia. mawingu, na takriban asilimia 50 hufika ardhini au uso wa bahari na kufyonzwa kwa namna ya joto. Ni kiasi kidogo tu cha nishati, tu kuhusu asilimia 0.1 hadi 0.2, inachukuliwa na mimea ya kijani; Ni hii ambayo inahakikisha mzunguko mzima wa kibiolojia wa vitu duniani.

Mimea ya kijani hujilimbikiza nishati ya mionzi ya jua na kuihifadhi katika miili yao. Wanyama, kula mimea, zipo kwa sababu ya nishati iliyoingia mwilini mwao pamoja na chakula, pamoja na mimea iliyoliwa. Wawindaji pia huwepo kwa sababu ya nishati inayokusanywa na mimea ya kijani kibichi, kwa sababu hula wanyama wa mimea.

Kwa hivyo, nishati ya Jua, iliyotumiwa awali na mimea ya kijani katika mchakato wa photosynthesis, inabadilishwa kuwa nishati inayowezekana ya vifungo vya kemikali vya misombo ya kikaboni ambayo mwili wa mimea yenyewe hujengwa. Katika mwili wa mnyama ambaye amekula mmea, misombo hii ya kikaboni hutiwa oksidi, ikitoa kiasi sawa cha nishati ambacho kilitumiwa kwenye awali ya suala la kikaboni na mmea. Sehemu ya nishati hii hutumiwa kwa maisha ya mnyama, na sehemu, kwa mujibu wa sheria ya pili ya thermodynamics, inabadilishwa kuwa joto na kuondokana na nafasi.

Hatimaye, nishati iliyopokelewa kutoka kwa Jua na mmea wa kijani huhamishwa kutoka kwa kiumbe kimoja hadi kingine. Kwa kila mabadiliko hayo, nishati hubadilishwa kutoka kwa aina moja (nishati ya maisha ya mmea) hadi nyingine (nishati ya maisha ya mnyama, microorganism, nk). Kwa kila mabadiliko hayo, kiasi cha nishati muhimu hupungua. Kwa hiyo, tofauti na mzunguko wa dutu, ambayo inapita katika mzunguko uliofungwa, nishati huhamia kutoka kwa viumbe hadi kwa viumbe kwa mwelekeo fulani. Kuna mtiririko wa njia moja wa nishati, sio mzunguko.

Si vigumu kufikiria kwamba mara tu Jua linapotoka, nishati yote iliyokusanywa na Dunia polepole, baada ya muda fulani na mfupi, itageuka kuwa joto na kupotea katika nafasi. Mzunguko wa vitu katika biosphere utaacha, wanyama wote na mimea watakufa. Picha ya huzuni kabisa... Mwisho wa maisha Duniani...

Hata hivyo, hatupaswi kuchanganyikiwa na hitimisho hili. Baada ya yote, Jua litaangaza kwa miaka bilioni kadhaa zaidi, i.e., angalau kwa muda mrefu kama maisha tayari yapo Duniani, ambayo yamekua kutoka kwa uvimbe wa asili hadi kwa mwanadamu wa kisasa. Kwa kuongezea, mwanadamu mwenyewe alionekana Duniani karibu miaka milioni iliyopita. Katika kipindi hiki, alitoka kwa shoka la jiwe kwenda kwa kompyuta ngumu zaidi ya elektroniki, aliingia ndani ya kina cha atomi na Ulimwengu.

Mpito wowote wa nishati kutoka umbo moja hadi nyingine huambatana na kupungua kwa kiasi cha nishati muhimu.Imepita zaidi ya Dunia na inafanikiwa kuchunguza anga za juu.

Muonekano wa mwanadamu na vitu vilivyopangwa sana kama vile ubongo wake ulivyokuwa na ni wa umuhimu wa kipekee kwa mageuzi ya akina mama walio hai na ulimwengu mzima. Tangu kuanzishwa kwake, ubinadamu, kama sehemu ya biomasi, imekuwa tegemezi kabisa kwa mazingira kwa muda muhimu. Lakini kadiri ubongo na fikira zinavyokua, mwanadamu hushinda maumbile zaidi na zaidi, huinuka juu yake, na kuyaweka chini ya masilahi yake. Huko nyuma mnamo 1929, A.P. Pavlov, akisisitiza jukumu linaloongezeka la mwanadamu katika ukuzaji wa ulimwengu wa kikaboni Duniani, alipendekeza kuiita kipindi cha Quaternary "anthropocene", na kisha V.I. Vernadsky, akiamini kuwa ubinadamu unaunda ganda mpya, lenye akili. Dunia, au akili ya tufe, ilipendekeza jina "noosphere".

Shughuli ya binadamu inabadilisha kwa kiasi kikubwa mzunguko wa vitu katika biosphere. Takriban tani bilioni 50 za makaa ya mawe zilichimbwa na kuchomwa moto; Mabilioni ya tani za chuma na metali nyingine, mafuta, na peat huchimbwa. Mwanadamu amemiliki aina mbalimbali za nishati, kutia ndani nishati ya atomiki. Kama matokeo, vitu vipya vya kemikali vilionekana Duniani na fursa ikatokea ya kubadilisha vitu vingine kuwa vingine, na idadi kubwa ya mionzi ya mionzi iliingia kwenye biosphere. Mwanadamu amekuwa ukuu wa mpangilio wa ulimwengu na kwa nguvu ya akili yake katika siku za usoni ataweza kutawala aina za nishati ambazo hata hatujui sasa.

Biomass ya Dunia. Kwenye ardhi ya Dunia, kuanzia nguzo hadi ikweta, majani huongezeka polepole. Wakati huo huo, idadi ya aina za mimea inaongezeka. Tundra na lichens na mosses inatoa njia ya misitu coniferous na deciduous, basi nyika na mimea subtropical. Mkusanyiko mkubwa na utofauti wa mimea hutokea katika misitu ya mvua ya kitropiki. Urefu wa miti hufikia 110-120m. Mimea hukua katika tiers kadhaa, epiphytes hufunika miti. Idadi na aina mbalimbali za wanyama hutegemea wingi wa mimea na pia huongezeka kuelekea ikweta. Katika misitu, wanyama hukaa katika tiers tofauti. Msongamano mkubwa zaidi wa maisha huzingatiwa katika biogeocenoses, ambapo spishi zinaunganishwa na minyororo ya chakula. Minyororo ya chakula, iliyounganishwa, huunda mtandao tata wa uhamisho wa vipengele vya kemikali na nishati kutoka kwa kiungo kimoja hadi kingine. Kuna ushindani mkali kati ya viumbe kwa umiliki wa nafasi, chakula, mwanga na oksijeni. Wanadamu wana ushawishi mkubwa juu ya majani ya ardhi. Chini ya ushawishi wake, maeneo yanayozalisha majani hupunguzwa.

Biomasi ya udongo. Udongo ni mazingira muhimu kwa maisha ya mimea na biogeocenosis na aina ya viumbe hai vidogo. Hii ni safu ya uso iliyolegea ya ukoko wa dunia, iliyorekebishwa na angahewa na viumbe na kujazwa kila mara na mabaki ya kikaboni. Uundaji wa viumbe hai hutokea kwenye uso wa dunia; Mtengano wa vitu vya kikaboni na madini yao hutokea hasa kwenye udongo. Udongo uliundwa chini ya ushawishi wa viumbe na mambo ya physicochemical. Unene wa udongo, pamoja na majani ya uso na chini ya ushawishi wake, huongezeka kutoka kwa miti hadi ikweta. Katika latitudo za kaskazini, humus ni muhimu sana.

Usambazaji wa majani kwenye uso wa ardhi.

Udongo umejaa viumbe hai. Maji kutoka kwa mvua na theluji inayoyeyuka huimarisha na oksijeni na kufuta chumvi za madini. Baadhi ya suluhisho huhifadhiwa kwenye udongo, wakati wengine hupelekwa kwenye mito na bahari. Udongo huvukiza maji ya chini ya ardhi yanayopanda kupitia capillaries. Kuna harakati ya ufumbuzi na mvua ya chumvi katika upeo tofauti wa udongo.

Kubadilisha gesi pia hutokea kwenye udongo. Usiku, wakati gesi baridi na compress, baadhi ya hewa hupenya ndani yake. Oksijeni kutoka hewani hufyonzwa na wanyama na mimea na ni sehemu ya misombo ya kemikali. Nitrojeni ambayo hupenya kwenye udongo na hewa hukamatwa na baadhi ya bakteria. Wakati wa mchana, wakati udongo unapokanzwa, gesi hutolewa: dioksidi kaboni, sulfidi hidrojeni, amonia. Michakato yote inayotokea kwenye udongo imejumuishwa katika mzunguko wa vitu kwenye biosphere.

Baadhi ya aina za shughuli za kiuchumi za binadamu (kemikali ya uzalishaji wa kilimo, kusafisha bidhaa za petroli, nk) husababisha kifo kikubwa cha viumbe vya udongo ambavyo vina jukumu muhimu katika biosphere.

Biomass ya Bahari ya Dunia. Hidrosphere ya Dunia, au Bahari ya Dunia, inachukua zaidi ya 2/3 ya uso wa sayari. Maji yana uwezo wa juu wa joto, na kufanya joto la bahari na bahari kuwa sawa zaidi, kupunguza mabadiliko ya joto kali wakati wa baridi na majira ya joto. Bahari huganda tu kwenye nguzo, lakini viumbe hai pia vipo chini ya barafu.

Maji ni kutengenezea vizuri. Maji ya bahari yana chumvi za madini zenye vipengele 60 hivi vya kemikali; oksijeni na dioksidi kaboni inayotoka angani huyeyushwa ndani yake. Wanyama wa majini pia hutoa kaboni dioksidi wakati wa kupumua, na mwani huboresha maji kwa oksijeni kupitia mchakato wa photosynthesis.

Sifa za kimaumbile na muundo wa kemikali wa maji ya bahari ni thabiti sana na huunda mazingira mazuri kwa maisha. Photosynthesis ya mwani hutokea hasa kwenye safu ya juu ya maji - hadi 100 m. Uso wa bahari katika safu hii umejaa mwani wa unicellular wa microscopic ambao huunda microplankton.

Plankton ni muhimu sana katika lishe ya wanyama wa baharini. Copepods hula mwani na protozoa. Krustasia huliwa na sill na samaki wengine. Herrings hutumiwa kama chakula cha samaki walao na seagulls. Nyangumi aina ya Baleen hula kwenye plankton pekee. Katika bahari, pamoja na plankton na wanyama wa kuogelea bure, kuna viumbe vingi vinavyounganishwa chini na kutambaa kando yake. Idadi ya chini inaitwa benthos. Katika bahari, viwango vya viumbe vinazingatiwa: planktonic, pwani, chini. Viwango vya kuishi pia ni pamoja na makoloni ya matumbawe ambayo huunda miamba na visiwa. Katika bahari, hasa chini, bakteria ni ya kawaida, kubadilisha mabaki ya kikaboni katika vitu vya isokaboni. Viumbe waliokufa hutulia polepole kwenye sakafu ya bahari. Wengi wao hufunikwa na ganda la mwamba au calcareous, pamoja na shells za calcareous. Wanaunda miamba ya sedimentary kwenye sakafu ya bahari.

Hivi sasa, nchi kadhaa zinatatua tatizo la kuchimba maji safi na metali kutoka baharini na kutumia kikamilifu rasilimali za chakula huku zikiwalinda wanyama wa thamani zaidi.

Hydrosphere ina ushawishi mkubwa kwenye biosphere nzima. Mabadiliko ya kila siku na msimu katika joto la ardhi na bahari husababisha mzunguko wa joto na unyevu katika angahewa na huathiri hali ya hewa na mizunguko ya dutu katika biosphere.

Uzalishaji wa mafuta baharini, usafirishaji wake katika meli na aina zingine za shughuli za binadamu husababisha uchafuzi wa Bahari ya Dunia na kupunguzwa kwa majani yake.

Wanabiolojia walifanya uchanganuzi wa kiasi cha usambazaji wa biomasi duniani, ambao ulifikia tani bilioni 550 za kaboni. Ilibadilika kuwa zaidi ya asilimia 80 ya nambari hii inatoka kwa mimea, jumla ya viumbe hai vya ardhini ni karibu amri mbili za ukubwa zaidi kuliko ile ya viumbe vya baharini, na sehemu ya wanadamu ni karibu asilimia 0.01, wanasayansi wanaandika katika Kesi za Chuo cha Kitaifa cha Sayansi.

Data ya kiasi juu ya biomass jumla ya viumbe vyote vilivyo hai duniani na usambazaji wake kati ya aina binafsi ni habari muhimu kwa biolojia ya kisasa na ikolojia: inaweza kutumika kujifunza mienendo ya jumla na maendeleo ya biosphere nzima, majibu yake kwa michakato ya hali ya hewa inayotokea. kwenye sayari. Usambazaji wa anga wa biomasi (kijiografia, kwa kina na makazi ya spishi) na usambazaji wake kati ya spishi tofauti za viumbe hai inaweza kutumika kama kiashirio muhimu katika kutathmini njia za usafirishaji wa kaboni na vitu vingine, pamoja na mwingiliano wa ikolojia au minyororo ya chakula. Hata hivyo, hadi sasa, makadirio ya kiasi cha usambazaji wa biomasi yamefanywa ama kwa taxa binafsi au ndani ya baadhi ya mifumo ikolojia, na makadirio ya kuaminika ya biosphere nzima bado hayajafanywa.

Ili kupata data hiyo, kikundi cha wanasayansi kutoka Israeli na Marekani, wakiongozwa na Ron Milo kutoka Taasisi ya Weizmann, walifanya aina ya sensa ya aina zote za wanyama, kutathmini biomass yao na usambazaji wa kijiografia. Wanasayansi walikusanya data zote kutoka kwa nakala mia kadhaa za sasa za kisayansi, na kisha kusindika habari hii kwa kutumia mpango wa ujumuishaji ulioendelezwa kwa kuzingatia usambazaji wa kijiografia wa spishi. Kama kiashiria cha kiasi cha biomasi inayotokana na spishi tofauti, wanasayansi walitumia habari juu ya wingi wa kaboni ambayo huanguka kwenye taxa anuwai (ambayo ni, wingi wa maji, kwa mfano, haikuzingatiwa). Sasa matokeo yote yaliyopatikana, pamoja na programu zinazotumiwa kwa uchambuzi, zinapatikana kwa umma na zinaweza kupatikana kwenye github.

Mchoro wa kimkakati wa kupata data juu ya usambazaji wa kimataifa wa biomasi kulingana na data isiyo kamili, kwa kuzingatia usambazaji wa kijiografia wa vigezo vya mazingira.

Y. M. Bar-On et al./ Mijadala ya Chuo cha Kitaifa cha Sayansi, 2018

Uchambuzi wa data iliyopatikana ulionyesha kuwa jumla ya biomasi ya viumbe vyote vilivyo hai duniani ni takriban tani bilioni 550 za kaboni. Wakati huo huo, idadi kubwa ya hiyo ina wawakilishi wa ufalme wa mimea: gigatons 450 za kaboni ni zaidi ya asilimia 80 ya jumla. Bakteria huja katika nafasi ya pili: takriban tani bilioni 70 za kaboni, wakati wanyama (tani bilioni 2) pia ni wa pili kwa kuvu (tani bilioni 12), archaea (tani bilioni 7) na protozoa (tani bilioni 4). Miongoni mwa wanyama, arthropods wana biomasi kubwa zaidi (tani bilioni 1), na, kwa mfano, jumla ya majani ya spishi. Homo sapiens ni tani bilioni 0.06 za kaboni - hiyo ni takriban asilimia 0.01 ya biomasi yote Duniani.

Usambazaji wa biomasi kati ya wawakilishi wa falme tofauti (kushoto) na ndani ya wanyama (kulia)

Y. M. Bar-On et al./ Mijadala ya Chuo cha Kitaifa cha Sayansi, 2018

Usambazaji wa biomasi kati ya makazi tofauti: jumla ya viumbe hai vyote (kushoto) na kando kwa wawakilishi wa falme tofauti (kulia)

Y. M. Bar-On et al./ Mijadala ya Chuo cha Kitaifa cha Sayansi, 2018

Inafurahisha, idadi kubwa ya wawakilishi wa falme kuu katika suala la biomass wanaishi katika makazi tofauti. Kwa hivyo, mimea mingi ni spishi za ardhini. Upeo wa biomass ya wanyama huishi katika bahari na bahari, na, kwa mfano, bakteria nyingi na archaea hupatikana chini ya ardhi. Zaidi ya hayo, jumla ya biomasi ya viumbe vya dunia ni takriban amri mbili za ukubwa zaidi kuliko ile ya viumbe vya baharini, ambayo, kulingana na waandishi wa utafiti, huhesabu tani bilioni 6 tu za kaboni.

Wanasayansi wanaona kwamba kutokana na ukosefu wa taarifa sahihi, data zilizopatikana zinahesabiwa kwa kutokuwa na uhakika mkubwa sana. Kwa hivyo, tunaweza kukadiria kwa ujasiri tu biomasi ya mimea Duniani, lakini kwa bakteria na archaea data inayopatikana inaweza kutofautiana na ile halisi kwa sababu ya 10. Walakini, kutokuwa na uhakika katika data juu ya jumla ya biomasi ya viumbe hai vyote Duniani haizidi asilimia 70.

Kulingana na waandishi wa kazi hiyo, matokeo yao yanategemea data kutoka kwa utafiti wa sasa wa kisayansi, na kwa hivyo inaweza kutumika kwa tathmini za kisasa za mazingira na kibaolojia, hata licha ya kosa kubwa. Wanasayansi pia wanaona kwamba wakati wa kuchambua data, waliweza kutambua maeneo hayo ya kijiografia ambayo kwa sasa kuna data ndogo sana na utafiti wa ziada unahitajika. Watafiti wanatumaini kwamba katika siku zijazo, data iliyosafishwa itafanya iwezekanavyo sio tu kufanya uchambuzi sawa na azimio la kutosha la kijiografia, lakini pia kufuatilia mienendo ya mabadiliko katika usambazaji huo kwa muda.

Hivi majuzi, wanasayansi wamesambaza biomasi katika mifumo midogo kwa kuangalia misitu mikubwa kote duniani. Ilibadilika kuwa zaidi ya nusu ya jumla ya majani ya misitu hutoka kwa asilimia moja tu ya miti mikubwa, ambayo mingi huzidi sentimita 60 kwa kipenyo. Wakati huo huo, kwa aina fulani za wanyama katika maeneo fulani ya kijiografia tayari inawezekana kufanya uchambuzi wa nguvu. Kwa mfano, mwaka jana wanaikolojia wa Ulaya walichunguza biomasi ya wadudu wanaoruka katika mbuga za kitaifa za Ujerumani na wakagundua kwamba kwa zaidi ya miaka 27 ilipungua kwa asilimia 76.

Alexander Dubov