Бақылау сұрақтары мен тапсырмалар

9. 
   Демэкология нені зерттейді?
   
10. 
    Популяция дегеніміз не? Популяциялық экологияның негізін салушы кім?
    
11. 
    Популяцияның ағзалар тобы ретінде негізгі қасиеттерін атаңыз.
    
12. 
    Ағзалар популяциялық тобын зерттеудің маңызы неде?
    
13. 
    Популяцияның осу қисықтары туралы айтыңыз. Аталған қисықтардың формалары немен түсіндіріледі?
    
14. 
    Популяция санының өзгеруі тірі ағзалардың қандай бейімделу реакцияларымен байланысты?
    
15. 
    Популяцияның санына әсер ететін факторлардың қайсысы популяцияның тығыздығына байланысты және қайсысы байланысты емес?
    
16. 
    Экологиялық қуыс дегеніміз не?
    

Мақсаты: Алған білімдерін жадында сақтауға және оны өмірде көргендерімен салыстыра білу.

Жоспар

1.Биоценоз, биогеоценоз және экожүйе ұғымдары

3. Экологиялық пирамидалар. Экологиялық сукцессия

Биоценоз (грек тілінен bios - өмір, koinos – жалпы, ортақ) – қоршаған ортаның бірдей жағдайында бірге тіршілік ететін өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер популяцияларының жиынтығы. «Биоценоз» ұғымын 1877 жылы неміс зоологы К.Мебиус ұсынды.

Кез келген биоценоз биотоппен бірігіп, одан да жоғары деңгейдегі биологиялық жүйе – биогеоценозды түзеді. Биогеоценоз ұғымын 1940 жылы В.Н.Сукачев ұсынған. В.Н.Сукачев (1880-1967) биогеоценозға мынадай анықтама берген – «жер бетінің белгілі бір бөлігінде табиғи жағдайлары біртекті (атмосфера, тау жыныстары, өсімдіктер, жануарлар әлемі, микроорганизмдер дүниесі, топырақ және гидрологиялық жағдайлар) бірлестік, ол өзін құрайтын компоненттердің өзара әсерлесу ерекшеліктерімен, белгілі бір зат және энергия алмасуымен, басқа да табиғат құбылыстарымен, ішкі қарама –қайшылықты біртұтастықпен сипатталатын, үнемі қозғалыста, дамуда болатын жиынтық»

«Биогеоценоз» ұғымы шет елдерде кеңінен таралған, 1935 жылы А.Тенсли ұсынған «Экожүйе» ұғымына жақын. Экожүйе дегеніміз – зат, энергия және ақпараттар алмасу нәтижесінде біртұтас ретінде тіршілік ететін кез келген өзара әрекеттесуші тірі ағзалар мен қоршаған орта жағдайларының жиынтығы. Экожүйеге құмырсқа илеуі, орманның бір бөлігі, тұтас орман, және бүкіл биосфераның өзі мысал бола алады.

Экожүйне және биогеоценоз ұғымдары.

Тіршілік ету жағдайлары едәуір дәрежеде ұқсас болып келетін, белгілі бір территорияда мекендейтін өзара байланысты түрлердің комплекстерін биогеоценоз құрайды. Биогеоценоз өлі табиғат факторлары мен ( топрақ, ылғалдылық, температура және т.б.) Тығыз байланыса отырып, олармен бірге тұрақты жүйе түзеді. Өздігінен реттелу әрбір түр особьтарының саны белгілі бір, мұндай өзін - өзі реттейтін тұрақты жүйені экожүйелер деп атайды. Қоректену әдістеріне қарай барлық организмдер екі топқа бөлініді:

1. Автотрофтар

2. Гетеротрофтар

Автотрофтар – негізінен өсімдіктрер органикалық заттарды синтездеу үшін айналадағы ортаның бейорганикалық қосылыстарын пайдаланады.

Гетеротрофты ( жануарлар, адам, саңырауқұлақтар, бактериялар) автотрофтар синтездеген дайын органикалық заттармен қоректенеді.

Биогеоценоздағы зат айналымы – тіршілік үшін қажет шарт.

Кез – келген биогеоценоздың негізі - жасыл өсімдіктер – органикалық зат түзушілер. Биогеоценозды міндетті түрде өсімдікпен, жануарлармен және органикалық заттарды қарапайым минералдық қосылыстарға дейін ыдрататын микро организмдер болады.

Зат түзушілер – продуценттер.

Микроорганизмдер – редуценттер.

Биогеоценозды және онда өтіп жатқан процестерді сипаттау үшін мынадай негізгі көрсеткіштері бар:

А. Түрдің алуан түрлілігі – осы биогеоценозды құрайтын өсімдіктермен жануарлар түрінің саны.

Б. Популяция тығыздығы – осы түрдің аудан немесе көлем бірлігіне келетін особьтар мөлшері.

В. Биомасса органикалық заттармен барлық особьтар жиынтығы энергиясының жалпы мөлшері.

Биогеоценоздар өте күрделі. Оларда параллель және айқыш – ұйқыш орналасқан көптеген қоректену тізбегі болады, ол түрлердің жалпы саны жүздеп, тіпті мыңдап саналады. Әртүрлі объектілердің сан алуан түрімен қоректенеді, сөйтіп өздері бірнеше экожүйеге қорек болады. Қоректену тізбегінің негізі болып саналатын өсімдік текті зат мөлшері, әрқашан да өсімдік қоректі жануарлардың жалпы массасының бірнеше есе арттық болады, ал қоректену тізбегіндегі әрбір келесі буынның массасы жедел кемиді. Мұндай өте маңызды заңдылық экологиялық пирамида ережесі д.а.

Биогеоценоздар:

1. Тұщы су қойма биогеоценозы

2. Тоған биогеоценоздың тұрақтылығы

3. Жалпақ жапрақты орман биогеоценозы

4. Еменді орман биогеоценозы

5. Орман биогеоценозындағы өздігінен реттелу

6. Органикалық қалдықтардың минералдануы

деп бөлінеді.

Биогеоценоздағы өзгерістер екі топқа бөлінеді:

1. Түрлер санының ауытқуы

2. Биогеоценоздың ауысуы

1. Биогеоценоз ішіндегі әртүрлі организмдер санының динамикасы және оны анықтаушы себептерді зерттеу зиякез бунақденелердің жаппай көбейіп кетуін алдын – ала болжап, оған жол бермеу үшін қажет болды. Бұл – экологияның маңызды міндеттерінің бірі.

2. Қандай биогеоценоз болсада дамып, экологиядан өтеді. Құрлық биогеоценоздарының ауысуы процесінде өсімдіктердің алатын орны үлкен, бірақ олардың атқаратын қызыметін, биогеоценоз біртұтас организм ретінде тіршілік етіп, өзгеріп отырады. Адамның алатын орны да өте зор. Биогеоценоздың табиғи ауысуының заңдылығы мен бағытын білу, оның ауысуы белгілі бағытта жүріп, солардың тіршілік ету ұзақтығы әр қилы болады. Биогеоценоздардың әртүрлі типтері географиялық аймақтылық пен тығыз байланысты. Мыс: солт –тен оңт – ке бірқатар табиғи аймақтар тундра, тайга, жапрақты орман, дала, шөл. Аймақтық биогеоценоздың жетекші компоненті - өсімдіктерден едәуір айқын байқалады. Экожүйенің маңызды құрамдас бөлігі және оның әрекеті нәтижесінде топрақ та географиялық аймақтарға байланысты өзгеріп отырады. Адам қолмен жасалатын биогеоценоздар – адамның ауылшаруашылық әрекетінің нәтижесінде пайда болатын қолдан жаалған биогеоценоздар – агроценоздар деп аталады

( ПРОДУЦЕНТ, КОНСУМЕНТ ЖӘНЕ РЕДУЦЕНТ)

Экожүйенің маңызды қасиеттерінің бірі оларда қоректік тізбектің болуы. Қоректік тізбек – экожүйеде организмнің қоректенуі кезіндегі органикалықзаттардың қозғалысы мен олардан алынатын энергия ағымын көрсететін организмдер тізбегі. Бұл сөз грек тілінің trophos – қорек, тамақ ұғымдарын береді. Қоректік байланыстар – табиғатта негізгі болып табылады, тіршілікті демейді, өзара әрекеттесуші түрлердің саны мен олардың эволюциясының барысына ықпал етеді; әрбір түр басқа түрлер үшін энергия мен қоректік заттардың көзі болып табылады (қоректену немесе қоректік тізбек). Енді продуценттер, консументтер және редуценттер ұғымдарын толығырақ қарастырайық.

Продуценттер (ағылш. to produce - өндіру) – бейорганикалық заттардан органикалық заттарды өндіретін организмдер. Экожүйелерде продуценттерге фотосинтез арқылы сыртқы күн энергиясын органикалық заттар ішіндегі биохимиялық энергияға айналдыратын автотрофты организмдер жатады. Жер бетіндегі экожүйелердегі продуценттерге өсімдіктерді жатқызамы.

Консументтер (латын. консуме – тұтыну) басқа организмдермен (продуценттермен) өндірілген органикалық заттармен қоректенетін организмдер. Экожүйедегі бұл организмдер гетеротрофты деп аталады.

Редуценттер – органикалық заттар қалдықтарын бейорганикалық заттарға айналдыратын организмдер (негізінен бактериялар, саңырауқұлақтар және т.б.).

Сонымен энергиясы бар экожүйенің ішіндегі органикалық заттар автотрофты организмдермен түзіліп, олар гетеротрофтар үшін қорек (заттар мен энергиялардың қайнар көзі) болып табылады. Қарапайым мысал: жануарлар өсімдікті жейді. Бұл жануарларды өз кезегінде басқа жануарлар жеуі мүмкін, осындай жолмен бірқатар ағзалар арқылы энергия тасымалдау жүреді – олардың әрбір келесісі шикізат пен энергия беретін алдыңғысымен қоректенеді. Мұндай бірізділік қоректік тізбек деп , ал оның әрбір түйіні – қоректену деңгейі деп аталады.

Бірінші қоректену деңгейін афтотрофтар немесе бірінші реттік продуценттер деп аталатындар алады. Екінші қоректену деңгейіндегі организмдер – бірінші реттік консументтер, үшіншідегілер – екінші реттік консументтер деп аталады. Әдетте төрт немесе бес қоректену деңгейлері болады, алтыдан асатындары сирек.

Бірінші реттік продуценттер. Бірінші реттік продуценттерге автотрофты организмдер, негізінен жасыл өсімдіктер, кейбір прокариоттар, атап айтқанда, көк-жасыл балдырлар және фотосинтезделетін бактерияның аздаған түрлері жатады, бірақ олардың үлесі шамалы ғана. Фотосинтетиктер күн энергиясын ұлпаларды құрайтын органикалық молекулалар негізінде қолданылатын химиялық энергияға айналдырады. Органикалық заттардың өніміне энергияны бейорганикалық қосылыстардан алатын хемосинтездеуші бактериялар да аздаған үлесін қосады.

Су экожүйелерінде басты продуценттер мұхиттар мен көлдер үстіңгі қабатының фитопланктонын құрайтындар көбіне ұсақ болып келетін бір жасушалы ағзалар – балдырлар болып табылады.

Бірінші реттік консументтер бірінші реттік продуценттермен қоректенеді, яғни олар шөп қоректі жануарлар.

Екінші және үшінші реттік консументтер. Екінші реттік консументтер шөп қоректілермен қоректенеді, осылайша бұлар екінші реттің консументтерін жейтін үшінші реттің консументтері сияқты етпен қоректенетін жануарлар. Екінші және үшінші реттің консументтері жыртқыш болып аң аулауы, өзінің құрбандығын ұстап алып , өлтіруі мүмкін. Соңғы жағдайда олар көлемі жағынан өздерінің иелерінен кіші болады.

Редуценттер мен детритофагтар. Өлген өсімдіктер мен жануарлардың денелері әлі де болса энергия мен «құрылыс материалын » тірі кезіндегі бөлінділерді , мысалы, зәр мен нәжіс сияқтыларды сақтайды. Бұл органикалық материалдарды микроағзалар , дәлірек айтсақ, органикалық қалдықтарда сапрофиттер тәрізді тіршілік ететін саңырауқұлақтар және бактериялар ыдыратады. Мұндай ағзалар редуценттер деп аталады. Олар өлі денелерге ас қорыту ферменттерін немесе тіршілік әрекеттілігінің қалдықтарын бөліп, олардың қорытқан өнімдерін сіңіреді. Жартылай ыдыраған материалдарды детрит деп атайды, көптеген ұсақ жануарлар (детритофагтар) сонымен қоректеніп , ыдырау процесін жылдамдатады. Бұл процеске шынайы редуценттермен қатар (саңырауқұлақтар мен бактериялар) детритофагтар (жануарлар) да қатысатындықтан ол екеуін де кейде редуценттер деп атайды, әйтсе де шындығында бұл термин сапрофитті ағзаларға қатысты. Кейбір жануарлар басқа жануарлармен де , өсімдіктермен де қоректенеді, оларды талғаусыз қоректенушілер ( жекелей алғанда адам да соған жатады) деп атайды.

Топтардағы популяция аралық өзара әрекеттестіктер (биологиялық өзара әрекеттестіктер типі) – бұл әртүрлі популяциялардың топтың шегіндегі байланысы; мынадай қатынастарды бөледі: нейтрализм, бәсекелестік, паразиттік, жыртқыштық, симбиоз, мутуализм, комменсализм , антогонизм.

Бәсекелестік – табиғи топтардың құрамын анықтайтын қатынастардың басты типтерінің бірі, бәсекелес түрлер бірге тіршілік ете алмайды. Азық, өмір сүру ортасы және басқа қажетті жағдайлар үшін болатын даралар арасындағы кері әсерлер. Бәсекелестік тікелей немесе жанама болуы мүмкін.

Симбиоз (селбесу ) – дегеніміз әр түрге жататын даралардың екі жақты пайдалы бірігіп тіршілік етуі. Мысалы : өсімдіктердің арасындағы симбиозға қынаны алуға болады. Қыналар балдырлар мен саңырауқұлақтардың селбесіп тіршілік етуі нәтижесінде түзіледі.

Комменсализм (француз тілінен аударғанда commensal- бірге тамақтану) .Бір ағза екіншісінің есебінен тіршілік етеді, бірақ оған ешқандай зиян келтірмейді.Мысалы , жабысқақ –балық ірі балыққа бекініп алады да, онымен бірге қозғалады және оның тамағынан қалған заттармен қоректенеді.

Амменсализм (латын тілінен аударғанда mensa - азық, тамақ). Бір популяция үшін қолайсыз болып табылатын өзара қатынастар. Мысалы, зең саңырауқұлақтарының бактериялармен қатынасы. Зең саңырауқұлақтары бөліп шығаратын антибиотиктер бактерияларды жояды.

Жыртқыштық. Популяциялардың біреуі екіншісіне қолайсыз әсер ете отырып, пайда алады. Әдетте жемтігін жыртқыш өлтіре отырып, онымен қоректенеді. «Жыртқыш – жемтік» қатынасының негізінде қоректену тізбегі жатыр. Жыртқыштарды зиянды жануарлар деп бір жақты қарастыруға болмайды. Себебі, жыртқыштың аузына ауру және әлсіреген даралар түседі де, аурудың таралуының алдын алып, популяцияны сауықтырады.

Паразитизм (грек тілінен аударғанда parasitus- арамтамақ). Бір түр екіншісінің денесінің ішіне не бетіне бекініп, иесінің есебінен тіршілік ететін түр аралық қарым-қатынастарды айтады.

Гомотиптік реакциялар немесе түрішілік әрекет – бір түрдің дараларының арасында байқалады, бұған түрішілік бәсекелестік жатады.

Гетеротиптік реакциялар немесе түраралық әрекет – әр түрге жататын даралар арасында байқалады.

Экологиялық пирамидалар – трофикалық тізбектің көрші деңгейлеріндегі органикалық заттар немесе энергия көлемдері қатынастарын графикалық түрде бейнелеу. Ол үшін ең алдымен берілген аймақтағы түрлі организмдерді қоректену деңгейлері бойынша топтастырып, санын есептейді.Мұндай санақтан соң жануарлардың санының екінші қоректену деңгейінен келесіге өткенде бірте-бірте азайатындығы айқын көрінеді.Бірінші қоректену деңгейіндегі өсімдіктердің саны да екінші деңгейді құрайтын жануарлардың санынан жиі асып түседі. Мұны сандық пирамидалар (Элтонның сандық пирамидасы) түрінде бейнелеуге болады.Сандар пирамидасы - әр түрлі трофикалық деңгейдегі ағзаладың санын көрсетеді. Сандық пирамидаларды пайдаланумен байланысты туындайтын қолайсыздықтардан әрбір қоректену деңгейіндегі организмдердің жиынтық массасы (биомасса) есепке алынатын биомассалар пирамидасын құру жолымен құтылуға болады. Биомассаны анықтауға жекелеген дарақтардың санын есепке алу ғана емес, оларды өлшеу де кіреді, сондықтан бұл көп уақыт пен арнайы жабдықтарды, көп еңбек сіңіруді қажет ететін процес.

Массалар пирамидасы. Биомассалар пирамидасы - әр түрлі трофикалық деңгейдегі тірі заттың жалпы құрғақ массасын сипаттайды. Өндірушілер өте ұсақ және консументтер ірі болғандықтан экожүйелерде соңғысының жалпы массасы барлық кезде продуценттердің жалпы массасынан жоғары болады, яғни биомасса пирамидасы керісінше болады.

Энергия пирамидасы – кезекті трофикалық деңгейдегі энергия ағынының шамасын немесе «өнімділігін» көрсетеді. Энергетикалық пирамида барлық кезде жоғары қарай сүйірленеді.

Энергиялар пирамидасының артықшылықтары:

• 
  Ол уақыттың белгілі бір сәтінде ағзалардың ағымдағы күйін ғана сипаттайтын сан және биомасса пирамидаларынан айырмасы, ол биомассаның өсу жылдамдығын көрсетеді. Энергия пирамидасының әр бір сатысы белгілі бір нәрлену деңгейінен белгілі бір кезеңде өткен энергия көлемін (алаң немесе көлем бірлігіне) бейнелейді;
  
• 
  Екі түрдің бірдей биомассасы болса да оларда энергия көлемінің бірдей болуы міндетті емес. Сондықтан биомассаға негізделген салыстырудың жаңылыстыруы мүмкін;
  
• 
  Энергия пирамидалары тек түрлі экожүйелерді ғана емес, сонымен бірге бір экожүйенің ішіндегі популяциялардың біршама маңыздылығын салыстыруға мүмкіндік береді;
  
• 
  Энергия пирамидасының фундаментіне күн энергиясының түсуін көрсететін тағы бір тікбұрышты қосып қоюға болады.
  

Экожүйе арқылы өтетін энергия ағынын зерттеуге итермелейтін себептердің бірі – бұл алынған білімдерді адамның қоректік және энергиялық қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қолдана алу мүмкіндігі.

Нақты қоректік тізбектерге өсімдік текті тамақтағы энергияның берілетін мөлшерін есептеуге және тасымалдануын бақылауға болады.

Энергия тасымалдау кезінде қоректік тізбектердегі қатынастар нәтижесінде әрбір бірлестік белгілі бір трофтық құрылымға ие болады.

Жалпы жағдайда трофтық құрылымды кезекті трофтық деңгейлердегі уақыт бірлігіндегі аудан бірлігіне шаққан энергия шамасымен наықтауға болады. Оларды экологиялық пирамида түрінде кескіндеуге болады. Бұл құбылысты зерттеген Ч. Элтон (1927 ж.) экологиялық пирамиданың үш негізгі типін бөліп көрсетті.

1. Сандар пирамидасы. (м² /даралар саны) әртүрлі трофтық деңгейдегі ағзалардың санын көрсетеді. Орманның жайылымдық қоректік тізбегінде, продуцент – ағаш, ал бірінші реттік консумент – бунақденелілер болғанда, бірінші реттік консументтердің деңгейі саны жағынан өндірушілер деңгейімен салыстырғанға байланысты. Бұл кезде сандар пирамидасы кері болады.

2.Биомассалар пирамидасы әр түрлі трофтық деңгейдегі тірі заттың жалпы құрғақ массасын сипаттайды (органикалық заттардың құрғақ массасы г/м²). Өндірушілері өте ұсақ және консументтері ірі болған экожүйелерде соңғысының жалпы массасы барлық кезде продуценттердің жалпы массасынан жоғары болады, яғни биомасса пирамидасы да кері болады.

3. Энергия пирамидасы (Дж/м² жыл) кезекті трофтық деңгейлердегі энергия ағынының шамсын немесе «өнімділігін» көрсетеді. Энергетикалық пирамида барлық кезде жоғары қарай сүйірленеді. Бірақ тамақпен бірге жүйеге түсетін барлық энергия көздері есепке алынуы керек.

Сукцессия деп – табиғи және антропогенді факторлардың әсерінен бір территорияда биоценоздардың белгілі бір ретпен алмасуын айтады. Экологиялық сукцессия белгілі бір уақыт бөлігінде бірнеше кезеңдерден өткеріп іске асады, алғашқы кезеңдері бірінші қоныстанушылар кезеңі деп аталады, бұл процесс тұрақтанған жүйеге дейін іске асады тұрақтанған жүйені климакс деп атайды. Сондықтанда сукцессия белгілі бір территориядағы бірін-бірі ретімен алмастыратын бірлестіктер. Сукцессия пайда болу үшін бос кеңістік қажет. Біріншілік және екіншілік сукцессиялар деп екіге жіктеледі. Біріншілік сукцессия – ең алғашында бос субстратта пайда болған бірлестіктерді айтады, екіншілік сукцессия осы субстраттағы бірлестіктерді осы абиотикалық жағдайларға недәуір адаптацияланған келесі бір бірлестіктердің алмастыруын айтады.

Біріншілік сукцессия бірлестікті ең басынан бастап қалыптасуын бақылауға мүмкіндік береді. Мұндай сукцессиялар селден кейін немесе өрттен кейін қалған орындарда пайда болады. Шыршалы орман деп солтүстік аймақтарда экожүйенің соңғы климаксты кезеңін айтады. Ең басында мұндай жерлерде ақ қайың орманы болады, қайыңдардың өсу жылдамдығы қылқан жапырақтыларға қарағанда 10-12 есе жылдам болғандықтан олардың көлеңкесінде шыршалар мен қарағайлар өседі. Қайыңдардың түбінде өздерінің микроклиматы пайда болады, ал шыршалар өз беттерімен өздеріне қолайлы жағдайларда өсе береді. Біртіндеп қайыңдар шыршаларға бәсекеге төтеп бере алмай қылқан жапырақтылар оларды ығыстырып шығарады.

Екіншілік сукцессия көбінесе адам әрекетінің салдары болып табылады. Біріншілік сукцессия 1000 жылды қамтыса, екіншілік сукцессия 150-250 жылды қамтиды.

ЭКОЛОГИЯЛЫҚ СУКЦЕССИЯ — бір биоценоздың (бірлестіктің) басқа биоценозбен ауысып отыруы. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ СУКЦЕССИЯ кауымдастықтың, яғни экожүйенің биоталық құрауыштарының ықпалымен жүреді. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ СУКЦЕССИЯ биоталық қауымдастық пен физикалық орта арасында тепе-теңдік орнайтын, экожүйенің реттелген дамуы, оны болжауға болады. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ СУКЦЕССИЯ бірнеше кезеңнен өтеді, солардың барысында биоталық қауым-дастықтар бірінен соң бірі алмасып жатады. Сукцессия кезіндегі түрлердің алмасуының себебі, популяциялар коршаған ортаны өзгер-туге ұмтыла отырып, өзге популяция үшін қолайлы жағдайлар жасайды. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ СУКЦЕССИЯ барысында организмдердің түрлік популяциялары және олардың арасындағы функциялық байланыстардың түрлері бірін-бірі белгілі заңдылыққа сәйкес кезеңді түрде және қайталанып алмастырып отырады. Сукцессия өсу, тұрақтану, климакс сатыларынан тұрады. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ СУКЦЕССИЯ -ның автотрофты, гетеротрофты, аутогенді, аллогенді, фитогенді, зоогенді, ландшафты, алапатты, антропогенді түрлері бар. Оңтайлы жағдайда кез келген сукцессия түрі бәсең дамитын климакстық қауымдастықтың пайда болуымен аяқталады.

№1 Бақылау сұрақтар мен тапсырмалар

1. 
   Синэкология нені зерттейді?
   
2. 
   Биоценоз туралы не білесіз?
   
3. 
   Биотоп дегеніміз не?
   
4. 
   Экожүйе түсінігінің анықтамасын айтыңыз.
   
5. 
   Бірлестік құрылымы дегеніміз не?
   
6. 
   Бірлестіктің түр және морфологиялық құрылымын сипаттаңдар?
   
7. 
   Трофикалық байланыстар дегеніміз не? Бірлестіктердің трофикалық құрылымдары және өнімділіктері туралы айтыңыздар.
   
8. 
   Автотрофты және гетеротрофты ағзаларға қандай ағзалар жатады?
   
9. 
   Тірі ағзалар арасындағы биотикалық байланыстардың барлығын қандай топтарға бөлуге болады?
   
10. 
    Нейтрализм және аменсализм дегенімз не?
    
11. 
    Комменсалдар деп қандай ағзаларды айтады? Комменсализмге мысал келтіріңдер.
    
12. 
    Симбиоз дегеніміз не? Симбиотикалық өзара әрекетке мысал келтіріңдер. Бәсекелестік түраралық қатынас ретінде, мысал келтіріңдер.
    
13. 
    Түраралық және түрішілік қатынас бәсекелестігіне мысал келтіріңдер, айырмашылығы неде? Жыртқыштық пен паразиттікке антибиотизм ретінде сипаттама беріңіздер.
    

№2 Бақылау сұрақтар мен тапсырмалар

1. 
   Пирамидалардың бір бірінен қандай айрмашылықтары бар?
   
2. 
   Ең тиімді пирамиданы атаңыз, түсіндіріңіз?
   

Негізгі әдебиеттер:

1. Жатқанбаев Ж.Ж. Экология негіздері. А., 2003

2. Бейсенова Ә.С., Шілдебаев Ж.Б., Сауытбаев Г.З. Экология., А., 2001.

3. Ақбасова А.Ж., Саинова Г.Ә. Экология А., 2003.

4. Оспанова Г.С., Бозшатаева Г.Т. Экология., А., 2002.

5.Бродский А.К. Жалпы экологияның қысқашы курсы А, 2010

Дәріс сабақ № 17
БИОСФЕРА ҚАЗІРГІ КҮЙІ. БИОСФЕРА ТУРАЛЫ ІЛІМ. В.И.ВЕРНАДСКИЙДІҢ БИОСФЕРА ЖӘНЕ НООСФЕРА ТУРАЛЫ ІЛІМ

Жоспар

1. 
   Биоссфера ұғымы мен түсініктері
   
2. 
   Биосфера шекаралары
   
3. 
   Ноосфера ұғымы мен түсініктері
   

Литосфера (грек. литос- тас)- Жердің тас қабаты. Оның қалыңдығы теңіз астында 6 км тау жүйелерін қосқанда 80 км қалыңдықты құрайды. Жердің бұл қабаты адам үшін маңызды ресурстардың бірі болып саналады: жанар-жағар және энергетикалық шикізат көзі, рудалы және рудалы емес пайдалы қазбалар кені, табиғи құрылыс материалдар қоры болып табылады.

Гидросфера (грек. гидора- су) - Жердің сулы қабаты. Оны жер асты және жер үсті деп жіктейді. Әлемдік мұхит гидросфераның жалпы көлемінің 96,53 % құрайды, жер асты суларының қоры – 1,69%, қалған су мөлшері өзендер мен көлдер үлесіне тиеді. Жер бетіндегі барлық сулардың 98% тұзды сулар құрайды, ал қалған 2 % тұшы сулар, олар негізінен мұздықтар мен солтүстік және оңтүстік полюстерде шоғырланған. Гидросфера біздің планетамыздың климатының қалыптасуында маңызы зор.

Атмосфера (грек. атмос - бу) – Жердің газды қабаты, әр түрлі булар мен газдар қоспасынан тұрады. 20-25 км биіктікте озон қабаты орналасқан, озон қабаты жер бетіндегі барлық тіршілікті күннің ультракүлгін сәулесінен қорғайды. Атмосфераның төменгі қабаты тропосфера деп аталады оның қалыңдығы 8-10 км полюстарда, 10-12 орташа зоналарда, 16-18 км тропикалық аймақтарда.

Атмосфера, гидросфера және литосфера өзара тығыз байланысқан. Жер бетіндегі экзогенді геологиялық процестердің барлығы осы байланысқа тәуелді және биосферада өтеді.

Биосфера қызметі. Биосфера – Жер шарының тірі ағзалармен қоныстанған күрделі сыртқы қабығы, тірі ағзалар жиыны планетамыздың тірі затын құрайды. Жер және оны қоршаған орта осыдан 4,7 млрд. жыл бұрын күн жүйесінің белгілі бір заңдылықпен дамуының нәтижесінде қалыптасқан. Күн жылуы – Жер климатының ең маңызыдысы, көптеген геологиялық процестердің дамуының негізі. Үлкен жылу ағыны Жердің тереңінен келеді.

Биосфера туралы ілім ХХ ғасырдың басында қалыптасқан оның авторы атақты орыс ғалымы В.И.Вернадский.

Жердегі бірде-бір тірі ағза еркін күйде болмайды. Барлық ағзалар оларды қоршаған материалдық-энергетикалық ортамен, ең алдымен қоректену мен тыныс алу арқылы, үздіксіз және тығыз байланыста болады. Одан тыс табиғи жағдайда тіршілік ете алмайды.

XIX ғасырдың басында ғылымға «биосфера» түсінігін енгізген француз жаратылыстанушысы Ж.Б.Ламарк (1744-1829) болған. «Биосфера» терминін тіршілік бар жердің қабықшасын анықтау үшін «гидросфера», «литосфера» ұғымдарымен бірге XIX ғасырдың аяғында атақты австрия геологы Э.Зюсс (1831-1914) ұсынады.

В.И.Вернадский биосфера деп планетаның тіршілік бар немесе болған, үнемі тірі ағзалардың әсеріне ұшырайтын не ұшыраған бөлігін айтады (литосфераның жоғарғы бөлігі, гидро және тропосфера). Ағзалардың маңызы олардың алуан түрлілігімен, барлық жерлерде таралуымен, Жер тарихындағы тіршілігінің ұзақтығымен, биохимиялық қызметінің таңдамалы сипатымен және табиғаттың басқа компоненттерімен салыстырғанда химиялық белсенділігінің жоғары болуымен анықталады. Жер биосферасын құрайтын заттардың негізгі типтері 1-суретте көрсетілген.

Планетадағы ағзалардың барлық жиынтығын В.И.Вернадский тірі зат деп атады. Оның негізгі сипаттамасы ретінде массаның, химиялық құрамы мен энергиясының жиынтығын қарастырады. В.И.Вернадский тұжырымдаған константалық заңы бойынша: биосфераның тірі затының мөлшері (берілген геологиялық кезең үшін) тұрақты (константа) шама болып табылады.

		Тірі зат
		Биогенді зат
Әр түрлі зат табиғат		Костык зат
бөліктері		Биокостық зат
		Радиоактивті ыдыраудағы зат
		Космостық табиғаты бар зат

Тірі заттың жалпы массасы 1,8-2,5^.10¹²т. (құрғақ салмағы) бағаланып, ол биосфера массасының (3^.10¹²т.) тек болмашы бөлігін ғана құрайды. Егер тірі затты планета бетімен біртегіс етіп орналастырсақ оның қалындығы, бар болғаны 2см болады. Қазіргі кездегі ағзалар топтарының биомассасы туралы мәліметтер кестеде келтірілген.

(Н.И.Бразилевич бойынша)

Орта	Ағзалар тобы	Масса (10 )	Қатынасы (%)
Континенттер	Жасыл өсімдіктер	2,40	99,2
	Жануарлар мен микроағзалар	0,020,8
	Барлығы	2,42	100
Мұхиттар	Жасыл өсімдіктер	0,0002	6,3
	Жануарлар мен микроағзалар	0,0030	93,7
	Барлығы	0,0032	100
Жердегі ағзалардың биомассасы		2,4232	-

В.И.Вернадский биосфераның Жердің ғаламдық біртұтас жүйесі ретіндегі көзқарасты жасады. Бұл жүйеде химиялық және энергетикалық өзгерістердің жүруі тіршілікпен анықталады. В.И.Вернадский тірі ағзалардың геологиялық ролі туралы ілімнің негізін қалады.

Жердің биосферасы ғаламдық ашық жүйе болып табылады. Оның «кіруі» - бұл космостан келетін күн энергиясының ағыны, ағзалардың тіршілік қызметінде түзілген заттар. Биосфера өздігінен реттелетін кибернетикалық жүйе. Оған гомеостаз қасиеті тән.

Жер планета ретінде табиғат жағдайларының алуантүрлілігімен сипатталады. Бұл оның шар тәрізді пішінімен,, Күнді және өзінің осінен айналуымен анықталады. Өз кезегінде бұлар күн белсенділігінің ендік және маусым бойынша интенсивтілігінің өзгеруін қамтамасыз етеді. Табиғат жағдайларының көп түрлілігі Жердің күрделі рельефінің әсерінен де түзіледі. Бірақ Жер биосферасының негізгі көп түрлілігін тірі ағзалар жасайды. Ғалымдардың болжамы бойынша қазіргі биосферада тірі ағзалардың шамамен 2 млн. түрі бар (биосфераның өмір сүруі барысында 1 млрд.- тан кем емес).

Биосфераның динамикалық жүйе ретіндегі ерекшелігі оның бір тегіс болмауы (тепе-теңсіздігі) және оның тірі затпен жұмысы Күн энергиясының ағынының нәтижесі болып табылады.

Биосфераның маңызды ерекшеліктерінің бірі ондағы судың болуы. Биосфераның тағы бір белгісі – оның космоспен тығыз байланыстылығы (көбіне Күнмен).

1852 жылы Швейцария астрономы Р. Вольт Жердің магнитизмінің Күндегі дақтардың пайда болу циклдігіне тәуелді екенін есептеп шығарды.

Биосфераның шекаралары. 1926 жылы В.И.Вернадский биосфераның шекаралары туралы мәселені қойды.

Дәріс сабақ № 18
БИОСФЕРА ТУРАЛЫ ІЛІМНІҢ НЕГІЗГІ ҚАҒИДАЛАРЫ

Биосферадағы биохимиялық циклдер және зат айналымы. Миллиардтаған жылдар барысында тірі ағзалардың көбеюі, өсуі, зат алмасуы мен белсенділігі, планетаның беткі бөлігін толық өзгеріске ұшыратты. Ағзалардың түрлерінің барлық массасын В. И. Вернадский Жердің тірі заты деп атаған.Тірі заттаың химиялық құрамына өлі табиғатты құрайтын атомдар кіреді, бірақ олар басқаша қатынаста болады. Зат алмасу барысында тірі ағзалар үнемі табиғаттағы химиялық элементтердің таралуын өзгертіп отырады. Осылайша биосфераның химизмі өзгереді. Миллиардтаған жылдар барысынла фотосинтездеуші ағзалар күн энергиясының орасан мол шамасын химиялық жұмысқа айналдырады және басқа да органикалық заттар – мұнай, торф т. б. түрінде жиналады.

Фотосинтез есебінен атмосферада оттегі жиналады. Жердің дамуының ертедегі кезендерінде атмосферада басқа газдар басым болады: сутегі, метан, аммиак, көмірқышқыл газы оттегіден озон қабаты пайда болды. Бұл газдың молекулалары оттегінің үш атомынан тұрады (О₃), ол ультракүлгін сәулелердің молекулалық оттегіне әсер етуі нәтижесінде түзіледі. Тіршіліктің өзі ультракүлгін сәулелердің басым бөлігін ұстап қалатын атмосфераның қорғаныштық қабатын жасады.

Қазіргі атмосферадағы көмірқышқыл газының көп бөлігі тірі ағзалардың тыныс алуы немесе органикалық отынның жануы нәтижесінде түзілген.

Атмосфералық азот та тіршіліктің нәтижесі, ол бірқатар топырақ бактерияларының белсенді әрекетінен түзілген.

Атмосфералық азот та тіршіліктің нәтижесі, ол бірқатар топырақ бактерияларының белсенді әрекетінен түзілген.

Тірі ағзалардың әсерінен көптеген Жердегі тау жыныстары пайда болды. Ағзалар жекеленген элементтерді қоршаған ортада олардың мөлшерінен анағұрлым көп шамасын тандамалы түрде сіңіріп, өз денесінде жинай алады. Мысалы, көптеген теңіз жануарлары өздерінің қаңқасында кальций, кремний немесе фосфорды жинап, өлгеннен соң су түбінде шөгінді жыныстарды: ізбес тас, бор, фосфориттер т. б. түзеді. Олар органогенді элементтер деп атайды.

Тіршіліктің әсерінен құрлықтың бетінде топырақ қабаты қалыптасқан. Топырақтағы минералдық компоненттер, ыдырап жатқан органикалық заттар мен көптеген микро және макроорганизмдердің бір-бірімен тығыз байланыстылығы сонша, В.И. Вернадский оны ерекше, табиғаттың биокосты заты деп атады. Әлемдік мұхиттың суларында да осындай биокосты заты болады.

Тірі ағзалар құрлықтың тау жыныстарының желденуі мен бұзылуында ерекше роль атқарады. Олар өлі органикалық затты негізгі ыдыратушылар.

Тіршілік Жердің атмосферасын, мұхиттың суының құрамын өзгертіп, өзен қабатын, топырақ, көптеген жыныстарын жасады.

Тау жыныстарының желдену жағдайлары өзгеріп, өсімдіктер жасайтын микроклимат үлкен рол атқара бастайды, Жердің климаты да өзгерді.

Тіршілік биосферадағы биологиялық зат айналымын жүзеге асыра отырып, өзінің және адамның тіршілік етуіне қажетті тұрақты жағдайларды қамтамасыз етеді.

Тірі ағзалар биосферада маңызды биогенді элементтердің зат айналымын жүзеге асырады. Олар кезектесіп тірі заттан бейорганикалық материяға өтіп отырады. Бұл циклдер екі негізгі топқа бөлінеді: газдардың айналымы және шөгінді заттар айналымы. Біріншісінде элементтердің негізгі көзі - атмосфера (көміртегі, оттегі, азот), екіншісінде - таулы шөгінді жыныстар (фосфор, күкірт және т.б.) болып табылады.

Осы кезеңде биосферадағы көміртектің жалпы массасы шамамен 4000 Гт. Оның 1000 Гт биомасса үлесіне жатады. Биосферадағы жылдық нетто-биоөнімінің мөлшері көміртекпен есептегенде 90-100 Гт. Осы мөлшерде көміртек дем алу және ыдырау (деструкция) процестерінде де бөлініп отырады. Сонымен, көміртекпен есептегенде биосфера биомассасының жаңару мерзімі 10 жылды құрайды.

Көміртек айналымы жасыл өсімдіктер мен кейбір микроорганизмдердегі фотосинтез процесіне атмосфералық көмірқышқыл газын бекітуден басталады. Өсімдіктер бекіткен көміртек бөлігін жануарлар пайдаланып, көмірқышқыл газын бөледі. Тіршілігін жойған өсімдіктер мен жануарлардың соңынан топырақта микроорганизмдер ыдырайды, осы ыдырау процестердің нәтижесінде ұлпалар құрамындағы қосылыстарға оралып отырады.

Көміртектің белгілі бөлігі ұзақ мерзімде қазанды отын түрлерін (көмір, табиғи газ, мұнай, шымтезек, жаңғыш тақта тас), теңіз су қоймаларында карбонатты жыныстарды (әктас, доломит, т.б.) түзуге қатысады. Құрлықтағы және мұхит аквоториясындағы көміртек қосылыстарының пайда болатын негізгі көзінің бірі болып жанартаудың атқылауы саналады.

Фотосинтез бен органикалық заттардың ыдырауы бірнеше сатыдан өтетін және өте көп экожүйелер мен организмдердің қатысуымен жүзеге асатын болса жалпы биосферада ерекше өте жоғары дәлдікпен олардың теңдіктері ұсталып тұрады.Көмірқышқыл газының атмосферадағы қоры 700 Гт, ал фотосинтез және ыдырау процестері арқылы атмосфераға жылына қайтарылып отыратын массасы 90-100 Гт. Егерде көміртектің атмосферадағы биоталық қайтарылуы тоқтады деп елестететін болсақ, ал фотосинтез бұрынғы қалпында жүріп жататын болса, онда атмосфера толығымен 7-8 жылда көмірқышқыл газынан тазаланып отырар еді. Бірақ-та, әр түрлі белгілі ғылыми мәліметтерге сүйенсек, қазіргі шамалардың ауытқуының шектік деңгейі тұрақты сақталып отырса, атмосфераның газдық құрамы (оның ішінде көмірқышқыл газының мөлшері) аз дегенде 10⁴ жыл бойы тұрақты болып қала берер еді. Бұдан атмосфера үшін көміртектің биотикалық айналымының минималды тұрақтылығы δ_А = (10000-8)/10000=0,999 деп қорытындыға келуге болады.

Экожүйедегі көміртек айналымына толық жете сандық талдауды 1990 жылы эколог-ғалым В.Г.Горшков жасаған. Оның геологиялық мәліметтерге сүйенген тұжырымы бойынша, биогенді мүмкін екен. Тіршілікпен сәйкес осы мөлшер шамалардан реттейтін механизм жоқ болғанда, ондаған және жүздеген миллион жылдарда олар шектен шығып кететін еді. Шынында, палеохимиялық және палеоботаникалық мәліметтер бойынша атмосферадағы көміртек мөлшері 10⁵ жыл бойы сақталып келе жатыр. Солай болғандықтан, биосферадағы органикалық заттардың түзілуі мен ыдырау ағысы 10^-4, тұйықтылығы 10^-3 дәрежедегі дәлдікпен үйлесіп келеді. Демек, корреляция дәлдігі 10^-7 –ге тең.

В.Г.Горшковтың айтуынша: «Синтез бен ыдыраудың арасындағы осы деңгейдегі дәлдікпен корреляцияның болуы қоршаған ортада биологиялық реттеу бар екенін дәлелдейді, себебі миллиондаған жыл бойы шамалардың осындай дәлдікте болуы кездейсоқ екеніне сенбейтін жағдай».

Соңғы жылдары адамның шаруашылық әрекеті, әсіресе, құрамында көміртек болатын отын мен ағашты өте көп мөлшерде жағу арқылы көміртектің айналымына елеулі әсер етті. Ауа райының ғаламдық жылынуына себеп болатын «көшетхана газы» ішінде (метан, озон, фреон, азот оксидтері) көміртек диоксиді бірінші орында тұр (50-55%).

Азот барлық биогенді белоктардың құрылымына кіреді және сонымен қатар биогенді элементтердің ішінде ең негізгі организмдердің тіршілік әрекетіне қажет элемент болып саналады. Атмосферадағы бос молекулалық түрдегі азоттың өте аз мөлшері ғана биоталық айналымға қатысады.

Фосфордың биогеохимиялық циклінің ерекшелігі редуценттердің фосфорды органикалық түрден бейорганикалық түрге тотықтырмай көшіретіндігінде.

Көміртектің, оттектің және азоттың айналымынан тағы да бір айырмашылығы фосфордың циклін тұйықталған деп есептеуге болмайды, себебі фосфаттардың басым көпшілігі мұхит шөгінділерінде қалып отырады.

Фосфор жылжымалы элемент, сондықтан оның айналымымен байланысты процестер қоршаған ортаның көптеген факторларына тәуелді, бірінші кезекте антропогендік факторларға. Мысалы, табиғи сулардың фосфор тыңайтқыштарымен, жуғыш заттармен ластануы салдарынан су қоймалары эвтрофтанады. Осы себептен бір қатар елдерде фосфоттарды жуғыш заттар құрамына қосуға тиым салынған, оның балама алмастырғыштары қолданылады.

Өсімдіктердің фосфорды сіңіруі топырақ ерітіндісінің қышқылдығына байланысты. Суда натрий мен кальций фосфаттары нашар ерісе, сілтілі ортада мүлде ерімейді, қышқылдық көтерілген сайын фосфаттар жақсы еритін фосфор қышқылына айналады. Фосфор тыңайтқыштарын біліксіз артық мөлшерде қолданса, топырақта фосфорлану деген зардап орын алуы мүмкін. Фосфор уытты элемент болмаса да, фосфорлану кезінде тұздардың концентрациясы жоғары болғандықтан өсімдіктердің өсуі мен дамуы, әсіресе вегетация басталған кезеңде тежелуі байқалады, себебі фосфордың мөлшері топырақта көп болғандықтан басқа элементтердің біршама тапшылығы күшейіп, өсімдіктердің қоректенуінің бұзылуы орын алуымен қатар, экологиялық тұрғыдан зиянды ауыр металлдарды және де басқа токсиканттарды көбірек сіңіруге ықтималдығы жоғарлайды.

Су айналымы. Бұл табиғат жағдайында былай жүреді, су мұхиттардың, құрлықтардың, өзендердің және т. б. су қоймаларының бетінен буланып, ауа арқылы су буы тасымалданып, шықтанып, жауын-шашынмен қайтадан жер бетіне оралып отырады. Осылардан басқа, су айналымы процесіне өсімдіктердің ауамен жанасатын барлық сыртқы және ішкі беттеріндегі судың булануы және жердің өте терең қабаттарындағы магмадан бөлінетін оттек пен сутектен түзілген жер асты сулары (ювинилді сулар) жатады.

Жер бетінде судың шамамен есептеу жолымен анықталған теңдестігі (мың км³) мынадай болады: кіріс (жауын-шашын) – 8,4, шығын – 108,4 (булану 71,1, оған жер бетіндегі ағынды сулар қосылады – 37,3).

Су айналымының тұрақтылығы соңғы 100 жылда адамның таласуынан бұзыла бастады. Орман алқабының азаюынан орманнан судың булануы төмендеуде, керісінше, ауыл шаруашылығында пайдаланатын жерлерді суармалау кезінде топырақ бетінен судың булануы артуда. Сонымен қатар, соңғы жылдары мұхит пен теңіздің едәуір бөлігіндегі бетінде мұнай қабатының пайда болу салдарынан судың булануы күрт төмендеп, биосфера құрауыштарының арасындағы алмасу процестері бұзылуда. Бұрыннан табиғатта қалыптасып келген су айналымының ауытқуына байланысты соңғы жылдары әлемдік мұхит деңгейі көтерілуде, осындай қолайсыз жағдайға себеп болып жатқан құрлықтағы көлдердің келуі, жер асты су қорының тиімсіз жүйемен жұмсалуына байланысты азаюы және көшетхана эффектісінің әсерінен мұздық жамылғысының қалыңдығының жұқаруы. Бұл тенденциялардың әрі қарай үдеуі организмдердің әр алуандылығы мен орналасу заңдылығын, экожүйелердің сандық және сапалық құрамын, қасиеті мен құрылымын өзгертуі мүмкін.

Сонымен табиғатта барлық биогенді элементтердің айналымы биогеоценоз деңгейінде өтеді. Биогеоценоздың өнімділігі әр элементтің жүйелі түрде айналымда болуына байланысты. Мұның әсіресе ауылшаруышылық өндірісі мен орман өсіруде маңызы өте ерекше келеді.

Адамның қалай болсада әйтеуір араласуы айналым процестерінің жүруіне кедергі жасайды. Мысалы, орманды кесу немесе өсімдіктердің ассимиляциалау аппаратын өнеркәсіптік шығындылармен зақымдандыру көміртекті сіңіру қарқынын төмендетеді. Өнеркәсіптік ағындылармен суқоймаларына түскен органикалық заттектердің молшылығынан орын алатын эвтрофикация процесі суда еріген түрде болатын оттектің біраз мөлшерін азайтып, сулы ортадағы аэробты организмдердің тіршілік мүмкіндігін жояды. Қазып алынған отындарды жағып, өндіріс өнімдерінде атмосфералық азотты бекітіп, фосфорды детергенттерге байланыстырып, адам элементтер айналымын өзімен қалай болса да тұйықтайтын сияқты, осы жағдай оны қоршаған ортаның химиясын толығымен басқаруға амалсыз мәжбүр етеді.

Биоталық айналымның жоғары дәрежедегі тұйықтылығы мен қоршаған ортаның биологиялық реттелуі – биосфера эвалюциясының заңды нәтижесі.

Атмосферадағы оттегінің мөлшері біртіндеп артты. Соңғы 600 млн. жылда зат айналымдардың жылдамдығы мен сипаты қазіргі кездегі деңгейіне жақындады. Биосфера үлкен, үйлесімді экожүйе ретінде жұмыс істейді. Ондағы ағзалар тек қоршаған ортаға бейімделіп қана қоймай, өздері де тіршілікке қолайлы жағдайларды жасайды.Оттегі айналымы фотосинтез процесінен басталады. Оның биоталық айналымы 250 Гт/жылына, ал биосферадағы оның жалпы массасы 10¹⁴ т. Жер бетінде ең көп таралған элемент: оның мөлшері атмосферада – 23,1 (288мг/л); литосферада – 47,2; гидросферада – 86,9. Гидросферадағы оттектің мөлшері орта шамамен 4,5 мг/л, осы оттекті су организмдері өздерінің тіршілігіне жұмсайды. Ауадағы оттектің мөлшері ұзақтық геологиялық дәуірлер бойына биоталық реттеудің арқасында тұрақты деңгейде келе жатыр. Осы деңгейден ауытқу орын алса, биосфера биотасының жағдайына әсерін тигізер еді: мөлшері төмендесе мұхиттар фаунасы елеулі азайып, көтерілсе ортаның тотығу қасиеттерінің қауіпті жағдайға дейін өсіп кетуі мүмкін. Бұл жағдайлардың жер бетіндегі жануарлар мен адамға да белгілі қолайсыз әсері бар. Мысалы, жануарлар мен адамдар биік тауларға шыққанда немесе оттекті көп мөлшерде пайдаланатын жерлер мен жасанды құрылғыларда оттетік жетіспеуін сезеді.

Озонның түзілуіне Жер бетіне түсетін күн энергиясының шамамен 5% жұмсалады (8,6^.10¹⁵ вт). Озон түзілетін реакция қайтымды болғанына байланысты атмосфераның жоғарғы қабаттарының температурасы жоғары болады, себебі озонның атмосферадағы көлемдік мөлшері 10^-6% құрайды; озонның ең жоғарғы максималды мөлшері 20-25 км биіктікте 4^.10^-6 көл. % –ке дейін жетеді.Озон барлық тірі организмдерге әсер ететін ғарыштағы ультракүлгін сәулеленудің едәуір мөлшерін тұтып отырады, былайша айтқанда, биосфераның қорғағыш қалқаны, себебі тірі организмдердің көптеген молекулалық құрылымдары осы ультракүлгін сәулелерінің әсерінен бұзылады. Осыған байланысты озон қабатының бұзылуы (озон «тесігінің» пайда болуы адамның денсаулығы мен қоршаған ортаға елеулі өзгерістер туғызуы мүмкін.

Үлкен және кіші зат айналым шеңберлері. Биосфера – Жердің ғаламдық экожүйесі – экосферасы, оның құрамы мен энергиясы жер шарындағы жануарлардың жиынымен анықталады және бақыланады. Биосфераның биотасы мен абиоткалық компонеттерінің өзара байланысы табиғаттағы екі негізгі зат алмасу шеңберлерімен сипатталады: үлкен (геологиялық) және кіші (биогеохимиялық) зат алмасу шеңберлері.

Табиғаттағы үлкен зат алмасуы (геологиялық) – күн энергиясының жердің тереңдік энергиясымен алмасуға негізделген. Бұған сондай-ақ судың үлкен алмасу шеңберінде жатқызуға болады. Әлемдік мұхит бетінен буланған су буы құрылыққа жел арқылы жылжып жауын-шашын түрінде құрлыққа түседі, осы түскен жауын-шашын жер беті мен жер асты суларының ағынымен қайтадан мұхитқа барады. Судың осындай айналымын үлкен айналым шеңбері деп атайды, ал буланған судың жарты бөлігі қайтадан мұхит бетіне түскен жағдайда оны судың кіші айналым шеңбері деп атайды. Мұхит бетінен судың булануына күн сәулесінің 50% пайызы жұмсалады. Жер планетасындағы ауа райының қалыптасуына және табиғат жағдайларына елеулі әсерін тигізеді. Өсімдіктердің суды транспирациялау және сол арқылы биогеохимиялық циклға судың өтуін ескере отырып бүкіл дүние жүзіндегі су қорының толық бір айналым жасауына 2 миллион жыл қажет.

Биосферадағы заттардың кіші айналым шеңбері биосфера шегінде ғана жүреді. Бұл құбылыстың негізі фотосинтез процессі кезінде бейорганикалық заттардан органикалық заттардың түзілуі және ыдыраған кезде органиканың қайтадан бейорганикаға айналуы жатады. Бұл айналымның жер бетіндегі тіршілік үшін маңызы зор, себебі осы шеңбердің өзі тіршіліктің көзі болып саналады. Өзгеру арқылы, туылу және өлу арқылы тірі зат Жер бетіндегі тіршілікті қамтамасыз етеді, биогеохимиялық зат алмасу шеңберін құрайды. Жеке заттардың айналымын В.И.Вернадский биогеохимиялық циклдар деп атады. Циклдың мәні мынада, ағзаға сыртқы ортадан түскен химиялық элементтер белгілі бір уақтыттан кейін одан абиотикалық ортаға шығып қайтадан белгілі бір уақыттан соң қайтадан ағзаға оралады. Мұндай элементтер биофильді элементтер деп аталады.