Біосфера це фундамент нашого життя: функції, загрози та способи врятувати планету

Біосфера це частина Землі, де існує життя. У цій системі живі організми постійно взаємодіють з повітрям, водою та ґрунтами. Біосфера охоплює нижні шари атмосфери, всю гідросферу і верхні шари літосфери. Без біосфери не було б знайомої нам планети. Не було б кисню у повітрі, родючих ґрунтів і стійкого клімату. Людина повністю залежить від цієї системи, хоча часто не помічає цього.

Сьогодні навантаження на живу оболонку Землі швидко зростає. Змінюється клімат, зникають види, забруднюються океани і річки. Щоб зрозуміти масштаби проблем, треба спочатку розібратися, як працює біосфера і які процеси вона забезпечує щодня.

Що значить «біосфера це жива оболонка планети» – просте пояснення

У школі ми всі чули, що біосфера це частина Землі, де є живі організми і продукти їхньої діяльності. Вона не збігається з жодною іншою оболонкою повністю. Вона лише частково перекриває атмосферу, гідросферу та літосферу. Біосфера простими словами це зона, де можливе життя. Тут є достатньо тепла, води та потрібних хімічних елементів. Тут організми можуть дихати, живитися і розмножуватися.

Вертикальні межі цієї зони досить широкі. Життя є в глибоких шарах океану. Воно є в ґрунтах на кілометровій глибині. Воно є в нижніх шарах атмосфери, де живуть мікроорганізми й переносяться спори. Але основна маса життя зосереджена біля поверхні суші та у верхніх шарах океану.

Біосфера це система, яка:

• включає всі живі організми;
• включає середовище їхнього існування;
• забезпечує постійний обмін речовин і енергії.

Саме тому біосферу розглядають не як фон для життя, а як самостійний об’єкт. Вона має свою структуру, динаміку і межі стійкості.

Будова біосфери: живі і неживі компоненти

Біосфера це поєднання живих істот і неживого середовища. Обидві частини важливі. Без організмів не працював би кругообіг речовин. Без води, повітря та мінералів не було б самих організмів.

Живі компоненти біосфери: виробники, споживачі, редуценти

Живу частину біосфери називають живою речовиною. До неї належать усі організми. Для простоти їх ділять на три великі групи:

• Перша група – виробники або продуценти. Це рослини на суші. Це водорості й частина бактерій у воді. Вони створюють органічну речовину з неорганічних сполук. Для цього вони використовують енергію Сонця або хімічну енергію.
• Друга група – споживачі. Це тварини. Це людина. Це частина мікроорганізмів. Вони не можуть створювати органічну речовину самостійно. Вони живляться рослинами або іншими тваринами.
• Третя група – редуценти. Це гриби й численні бактерії. Вони розкладають відмерлі рештки рослин і тварин. Вони перетворюють органічні сполуки на прості речовини. Ці речовини знову використовують рослини.

Біосфера це система, у якій ці три групи утворюють замкнені ланцюги. Енергія рухається від виробників до споживачів і далі до редуцентів. Елементи рухаються по кругообігу. Завдяки цьому життя не зупиняється.

Неживі компоненти біосфери: вода, повітря, ґрунти

Нежива частина біосфери створює середовище для життя. Тут теж є кілька головних елементів:

• По-перше, це вода. Вона є в океанах, річках, озерах, ґрунтах і атмосфері. Без води не існують жодні відомі форми життя.
• По-друге, це повітря. Суміш газів забезпечує дихання. Вуглекислий газ потрібен рослинам. Кисень потрібен більшості організмів.
• По-третє, це ґрунти. У них є мінерали і органічні рештки. Тут живуть численні мікроорганізми. Тут утворюється основа врожаїв і природних екосистем.

Також важливі гірські породи і мінерали. Вони дають хімічні елементи. Вони визначають рельєф. Вони впливають на рух води і розташування екосистем. Біосфера це єдність цих частин. Якщо змінюється якість води або повітря, страждають організми. Якщо зникають організми, змінюється склад води й повітря.

Рівні організації життя в біосфері

Біосфера це багаторівнева структура. Її зручно описати через кілька послідовних рівнів:

• Організм. Це окрема жива істота.
• Популяція. Це група організмів одного виду на певній території.
• Вид. Це сукупність подібних популяцій.
• Екосистема. Це популяції різних видів плюс середовище.
• Біом. Це велика природна зона з подібним кліматом і типом рослинності.
• Біосфера. Це сукупність усіх екосистем і біомів планети.

У такій схемі біосфера це верхній рівень. Зміни на нижніх рівнях з часом піднімаються вище. Масове зникнення видів у різних регіонах змінює вигляд цілих біомів. Далі це впливає на глобальні процеси.

Функції біосфери: що вона робить для життя

Біосфера це не просто «контейнер» для життя. Вона постійно виконує багато функцій. Саме ці функції роблять планету придатною для людей та інших видів.

Газова функція: підтримання складу атмосфери

Газова функція пов’язана з обміном газів між організмами й повітрям. Рослини і водорості під час фотосинтезу поглинають вуглекислий газ. Вони виділяють кисень. Тварини, гриби, більшість бактерій і людина дихають киснем. Вони виділяють вуглекислий газ.

Так створюється певний баланс. Він не ідеальний, але довгий час залишався досить стабільним. Біосфера це головний регулятор цього балансу. Якщо викиди парникових газів зростають, система змінюється. Це вже видно за темпами зміни клімату.

Кругообіг речовин: замкнені цикли елементів

Ще одна важлива функція – забезпечення кругообігу речовин. Біосфера це місце, де вода й елементи багаторазово переходять з однієї форми в іншу:

• Вода випаровується з поверхні океанів і суші. Потім вона випадає опадами. Частина води стікає річками, частина повертається в океани, частина залишається в ґрунтах.
• Вуглець переходить із повітря в рослини. Потім у тварин. Потім знову в атмосферу через дихання й розкладання.
• Азот з повітря перетворюється бактеріями на сполуки в ґрунті. Рослини засвоюють їх. Тварини отримують азот із їжі. Після розкладання решток він знову повертається в середовище.

Біосфера це система, де працюють десятки таких циклів. Без них запаси елементів у доступній формі вичерпалися б дуже швидко.

Енергетична функція: рух енергії від Сонця

Біосфера це також шлях для руху енергії. Сонячна енергія надходить на поверхню планети. Організми-виробники або продуценти фіксують її в органічній речовині. Споживачі отримують цю енергію з їжею. Редуценти отримують її з відмерлих решток. На кожному етапі частина енергії переходить у тепло.

Енергія не повертається в початковий стан. Вона рухається в одному напрямку. Тому екосистеми не можуть мати нескінченну кількість «поверхів» у харчових ланцюгах. Біосфера це система з обмеженою кількістю рівнів, і це природне обмеження.

Захисна та стабілізуюча функції біосфери

Біосфера пом’якшує багато коливань у навколишньому середовищі. Рослинний покрив стримує ерозію ґрунтів. Ліси утримують вологу. Вони стабілізують локальний і регіональний клімат. Океани накопичують тепло і розчиняють частину вуглекислого газу. Вони впливають на погоду і кліматичні пояси.

Біосфера це природний «буфер». Вона не дозволяє системі різко змінюватися. Але цей буфер має межі. Якщо навантаження зростає надто швидко, механізми стабілізації перестають працювати.

Людина і біосфера: масштаб впливу та головні загрози

Сьогодні біосфера це система, на яку найбільше впливає людська діяльність. Людина змінює ландшафти, атмосферу, річки, моря й океани. Ці зміни стають глобальними. Основні напрями впливу такі.

• Зміна землекористування. Люди вирубують ліси. Вони розорюють природні території. Вони розширюють міста і транспортну мережу.
• Забруднення. Промисловість і транспорт викидають забруднювачі в повітря. Сільське господарство приносить у ґрунти й воду пестициди та добрива. В океан потрапляють пластик і нафта.
• Зміна складу атмосфери. Спалювання палива збільшує вміст парникових газів. Це посилює парниковий ефект. Температура на планеті зростає.
• Надмірне вилучення ресурсів. Люди виловлюють рибу швидше, ніж вона відновлюється. Полюють на рідкісних тварин. Використовують ґрунти без достатнього відпочинку.

Біосфера це система, яка певний час компенсує частину цих впливів. Але сьогодні темпи змін надто високі. Наслідки вже добре помітні.

• Змінюється клімат. Середня температура зростає. Частішають посухи, повені, шторми.
• Зникають види. Багато популяцій скорочуються. Екосистеми спрощуються.
• Погіршується стан ґрунтів. Вони втрачають родючість. Стають вразливими до ерозії.
• Посилюється дефіцит прісної води. Деякі річки міліють. Якість води падає.
• Зростає кількість відходів. Пластик накопичується в океанах і ґрунтах.

Усе це не окремі історії. Біосфера це єдина система, і ці процеси взаємно посилюють один одного. Для людини біосфера це теж не просто фон. Це джерело їжі, води, повітря і сировини. Це також захист від екстремальних умов.

Погіршення стану біосфери впливає на здоров’я. Забруднене повітря підвищує ризик хвороб. Забруднена вода несе інфекції і токсичні речовини. Воно впливає на економіку. Урожай залежить від ґрунтів та води. Інфраструктура страждає від повеней і спеки. Воно впливає на безпеку. Люди змушені мігрувати через посухи або повені. Зростає конкуренція за ресурси. Тому захист біосфери це не абстрактне завдання. Це питання нормального життя нинішніх і майбутніх поколінь.

Як зберегти біосферу: дії на різних рівнях

Біосфера це спільна для всіх система. Жодна країна не може захистити тільки «свою» частину планети. Потрібні узгоджені дії урядів, бізнесу і громадян. На рівні держав та міжнародних організацій важливі такі кроки.

• Створення національних парків, заповідників та інших охоронюваних територій.
• Прийняття кліматичних угод і програм зі скорочення викидів.
• Обмеження забруднення океанів і внутрішніх вод.
• Підтримка відновлення лісів, боліт і прибережних зон.

Біосфера це глобальна система, тому міжнародні домовленості відіграють ключову роль. Вони задають загальні рамки. Вони допомагають координувати зусилля різних країн.

У містах і бізнесі теж є великий потенціал змін. Компанії можуть зменшувати споживання енергії. Вони можуть переходити на відновлювані джерела. Можуть очищувати викиди і стоки. Міста можуть розвивати громадський транспорт. Можуть робити ставку на пішохідну й велосипедну інфраструктуру. Можуть розширювати зелені зони. Біосфера це прямий «вигодонабувач» від таких дій. Але виграють і мешканці міст. Вони отримують чистіше повітря, тихіші вулиці та комфортніший простір.

Окрема людина не може змінити всю систему. Але може змінити власний слід. Якщо це роблять мільйони людей, ефект стає значним. Можливі кроки прості.

• Купувати менше зайвих речей.
• Обирати товари з меншим пакуванням.
• Економити воду та електроенергію вдома.
• Сортувати відходи там, де це можливо.
• Час від часу обирати громадський транспорт замість авто.
• Підтримувати природоохоронні проєкти.

Біосфера це система, яка реагує на сумарний вплив. Тому особисті дії мають значення.

Біосфера це основа життя і спільна відповідальність

Біосфера це жива оболонка Землі, яка включає всі організми й середовище їхнього існування. Вона підтримує склад повітря, забезпечує кругообіг води й елементів, стабілізує клімат і формує родючі ґрунти. Без цих функцій життя в нинішньому вигляді було б неможливим.

Сучасна цивілізація створює сильний тиск на цю систему. Зміна клімату, втрата видів, забруднення й деградація ґрунтів свідчать про те, що межі стійкості вже близькі в багатьох регіонах.

Водночас у людства є засоби, щоб зменшити цей тиск. Біосфера це не пасивний об’єкт. Вона здатна до відновлення, якщо отримує час і простір для цього. Саме для цього потрібні продумані рішення урядів, відповідальні дії бізнесу та змінені звички мільйонів людей. Збереження біосфери це не «подарунок природі». Це базова умова нашого власного виживання і нормального життя на планеті в найближчі десятиліття.

Відповіді на часті запитання про біосферу