Биосфера және оның ресурстары

Биосфера (В.И.Вернадский бойынша) – тіршілік бар немесе қандай да бір кезеңде тіршілік блған және үнемі тірі ағзалардың әсер етуіне ұшырайтын немесе ұшыраған планета аймағы.

Бірінші рет «Биосфера» түсінігі ұлы француз натуралисті Жан Батиста Ламарктің жұмыстарында кездеседі. Биосфера туралы жалпы ілімді жасаған белгілі орыс геолог ғалымы В.И.Вернадский болды. Ілімнің негіздері оның «Биосфера» кітабында баяндалған.

В.И.Вернадский планеталық тірі заттардың планетаның бет-әлпетін өзгертуге және оның және оның дамуына қолайлы экожүйелерді қалыптастыруға қабілетті аса қуатты геологиялық фактор екенін дәлелдеді. В.И.Вернадский бойынша тірі заттар күн энергиясын қабылдай алады және ыдырауы кезінде химиялық және физикалық жұмысқа жұмсалатын энергия бөліп шығаратын химиялық қосылыстарды жасайды.

Биосфера адамның және басқа да тірі ағзалардың жалғыз мекендеу ортасы болып табылады. В.И.Вернадский мен басқа да бірқатар ғалымдардың тұжырымдарынан биосераның ауыстырылмайтындығы заңы шығады. Осы заңнан табиғатты қорғаудың түпкі мақсаты – бұл биосфераны адамзат қоғамының жалғыз ғана өмір сүретін ортасы ретінде сақтау екені көрініп тұр.

Биосфера эволюциясының осы қазіргі заманғы кезеңі саналы даму кезеңі ретінде қарастырылады, яғни оны ноогенез (грек. ноос – сана) деңгейіне жатқызады. Соған сәйкес биосфераның біртіндеп ноосфераға айналуы процесі жүреді. «Ноосфера» ұғымын ХІХ ғасырда француз ғалымы Ле Руа енгізіп, оны әрі қарай Тейяр-де-Шарден дамытқан.

В.И.Вернадский ноосфера – бұл Жердегі жаңа геологиялық құбылыс деп санады. Онда адам тұңғыш рет қуатты гелогиялық күшке айналады. Алайда басқа да тірі заттар сияқты адам да тек тіршілік жайлаған аймақта, яғни өзі ажырамастай байланысқан және одан тыс кете алмайтын биосферада ғана ойлап, әрекет жасай алады.

Жалпы түрде биосера эволюциясының мынадай сатылы кезеңдерін келтіруге болады: органикалық, қарапайым жәй заттардың синтезі, биогенез, антропогенез, техногенез және ноогенез.

1. Жер геосферасында ультракүлгін радиация әсерімен қарапайым жай органикалық заттардың – сутегінің, метанның, аммиактың, су буларының синтезделуі. Этаптың басталуы – 3,5-4,5 млрд жыл бұрын.

2. Биогенез – жер геосферасындағы өлі заттардың тірі заттарға айналуы (геофизикалық факторлардың әсерінен жай заттардың күрделі органикалық заттарға айналуы). Этаптың басталуы – 2,5-3,5 млрд жыл бұрын (биосферада тірі заттың пайда болуы).

3. Антропогенез – адамның пайда болуы және оның қоғамдық тіршілік иесіне айналуы, өндірістік еңбек ету нәтижесінде адамзаттық қоғамдастықтардың түзілуі. Этаптың басталуы – 1,5-3 млн жыл бұрын (адамның пайда болуы).

4. Техногенез – адамның өндірістік іс-әрекетінің нәтижесінде биосфераның табиғи кешендерінің өзгеруі және техногендік пен табиғи-техникалық кешендерінің түзіле бастауы, басқаша айтқанда биосфераның негізгі бөлігі ретінде техносфераның қалыптасуы. Бұл этаптың басталуы – 10-15 мың жыл бұрын болды.

5. Ноогенез – биосфераның қоғамдық-табиғи жүйемен саналы түрде басқарылатын жаңа түріне айнала бастауы. Ноосфераны табиғатты саналы түрде және адамзаттық қоғамдастықтың тұрақты дамуына сәйкес келетін биосфераның жоғарғы кезеңі деп сипаттауға болады.

Биосферада шартты түрде 4 ірі кешенді қарастырады – атмосфера, литосфера, гидросфера және тірі ағзалар.

Биосфераның жоғарғы шекарасы озон қалқасы немесе озоносфера – атмосфераның стратосфера шегіндегі 22-26 км биіктікте озонның ең көп тығыздығына ие қабаты болып табылады.

Атмосфера – бұл қабатталған құрылысы бар және бірнеше сфералардан (тропосфера, стратосфера, мезосфера т.б.) тұратын, жердің өзімен бірге айналатын газды қабығы, биосфераның маңызды бөлігі. Атмосфера құрамын азот (78,08%), оттегі (20,95%), көмірқышқыл газы (0,03%) және аз мөлшерде (0,01%) басқа газдар құрайды.

Тропосфера – атмсофераның Жер бетінен 9-15 қашықтықта орналасқан аумағы. Тропосферада атмосфера массасының 80% және бүкіл су булары жинақталған.

Стратосфера – тропосфераның жоғарғы шегінен жоғары қарай 50 км дейінгі орналасқан атмосфера аймағы. Бұл аймақта озон қабаты бар. Озон қабаты барлық тіршілік иелеріне өте қауіпті күннің ультракүлгін сәулелерін Жерге қарай өткізбейді. Міне сондықтан да озон қабатын Жердегі өмірді қорғап тұратын қалқан ретінде қарастырамыз.

Гидросфера – бұл мұхиттардың, теңіз, көлдердің, өзендердің, тоғандар, ми батпақтың, жер асты суларының жиынтығын құрайтын Жердің сулы қабаты.

В.И.Вернадский тұжырымдамасындағы орталық түйін туралы түсінік. Тірі зат қарапайым сандық мөлшерлі химиялық құрамы, салмағы, энергиясы бар барлық тірі ағзалардың жиынтығы. Ол қоршаған ортамен биогенді атомдардың ағынымен – өзінің тыныс алуымен, қоректенуімен, көбеюімен тығыз байланысқан.

«Биосфераға оның әдеттегі қалпын беретін энергияның ғарыштық тегі бар екені шүбәсіз. Ол Күннен сәулелі энергия түрінде шығады. Алайда тек осы тіршілік иелері ғарыштық сәулелі энергияны жердегі энергияға, химиялық энергияға айналдырып, біздің дүниеміздің шексіз сан алуандығын жасайды» (Вернадский).

Тіршілік – бұл Ғарыш пен Жердің арасын байланыстырушы түйін.

Биосфераның түзілуінде өсімдіктер шешуші роль атқарады. Бұлар энергиялары аз минералды заттардан көмірқышқыл газын, суды және күн энергиясын пайдалану арқылы тіршілік әлемінің негізін салушы құрамы күрделі энергиясы мол органикалық заттарды синтездеуге қабілетті бірден-бір ағзалар тобы. Жер бетіндегі барлық басқа тіршілік иелері негізінде осы органикалық заттардағы химиялық байланыстардың биохимиялық энергиясын пайдаланады.

Сонымен Биосфера – энергияны тірі зат пен қоршаған ортаның арасындағы зат алмасу жолымен тасымалдайтын, жинақтайтын, тұтып қалатын күрделі жүйе. Ол барлық құрамдас бөліктердің арасындағы күйдің тепе-теңдігін сақтап тұрады. Биосфераның динамикалық тепе-теңдігінің және тұрақтылығының негізі болып энергия өзгерісін жасап отыратын заттар айналымы болып табылады.

Топырақ-заттың қабаты, ол жер қыртысының жоғарғы жағындағы тау шөгінділерінңі үстінде орналасады және ол ерекше табиғи түзіліс, сонымен қатар жер экожүйесінде маңызды роль атқарады. Топырақ биогеоценоздағы абиотикалық және биотикалық факторларды байланыстырушы. Топырақты оқытатын ғылым топырақтану, оның негізін салушы Василий Докучаев.

Топырақтың құрамына негізгі төрт компонент кіреді:

- минералды негіз (50–60 % жалпы көлемінен)

- органимкалық заттар (10 %-ға дейін )

- ауа (15–25 %)

- су (25–35 %).

Жақсы топырақ құрамы бірдей мөлшердегі құм мен саздан тұрады. Құм топырақты жеңіл әрі үгілгіш келтіреді, екінші жағынан онда су мен қоректік заттар аз ұсталып қалады. Сазды топырақ жабысқақ, шикі болып келеді, бірақ құрамында қоректік заттары көп және топырақты сілтіленуден сақтайды. Топырақтың тасты болуы (ірі бөлшектердің болуы)ауылшаруашылығына көп зиянын тигізеді.

Химиялық құрамы бойынша топырақтың минералды компоненттері құм мен алевриттан тұрады. (формы кварцтың пішіндері (кремнезём) SiO 2 силикаттардың қосылысымен (Al 4 (SiO 4 ) 3 , Fe 4 (SiO 4 ) 3 , Fe 2 SiO 4 ) және сазды минералдардың қосылысымен қатар (силикаттың кристалды қосылыстары және алюминидің гидрооксиді).

Топырақта органикалық заттар өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтарынан түзіледі. Ыдырату барысында аса маңызды қызмет атқаратын ол сапрофиттер. Қорытындысында аморфты масса- гумус –қара-қоңыр немесе қарашірік пайда болады. Гумустың химиялық құрамы – фенолды қосылыстардан, карбон қышқылдарынан, майлы эфирлі қышқылдардан тұрады. Гумус топырақтың қасиетін арттырады, ондағы ылғалды ұстап тұруға және минералдық заттарды ерітеді.

Топырақ тірі ағзалардың қатысуымен және таулы жыныстардың желденуінен қалыптасады. Тәуліктік температураның ауытқуы тау жыныстарының кеңеюуімен тарылуына әкеп соғады. Біркелкіемес тарылу бірте-бірте топырақтың бұзылуына әкеп соғады. Сумен желмен қосылған бөліктер эрозияны тудырады.

Топырақтың халықаралық бірлескен классификациясы әлі құрастырлған жоқ. Таудың үстінен топырақтың жоғарғы аймақтары жақсы көрінеді.

Модуль бойынша тәжірибелік жұмыс

1. Әскери-өндірістік кешен және тіршілік ортасы

2. Халықаралық антиядролық қозғалыс

3. Экологиялық мәселелерді шешуде мемлекеттік емес ұйымдардың ролі

4. Демографиялық дағдарыс және оның салдары

5. В.И. Вернадскийдің биосфера және ноосфера туралы ілімі

6. Экологиялық мониторинг

7. Экологиялық мәселелерді шешудегі халықаралық ұйымдардың маңызы

8. Топырақ ресурстары және оларды қорғау

9. Оңтүстік, Солтүстік, Батыс, Шығыс, Орталық Қазақстандағы экологиялық проблемалары