जमिनीतील बायोमास टक्केवारीत. शास्त्रज्ञ जागतिक बायोमास जनगणना करतात

आणि आणि व्हीआणि मी सुमारे b o l o h आहे ला ए h e मी l आणि

पृथ्वीवर सर्वत्र, जिकडे तुम्ही तुमची नजर वळवा, तेथे जीवन राज्य करते. सर्वत्र तुम्हाला काही वनस्पती आणि प्राणी सापडतील. आणि उघड्या डोळ्यांना न दिसणारे आणखी किती जीव आहेत! सर्वात साधे एकपेशीय प्राणी आणि सूक्ष्म शैवाल, असंख्य बुरशी, जीवाणू, विषाणू...

आजकाल, वनस्पतींच्या 500 हजार प्रजाती आणि प्राण्यांच्या सुमारे 1.5 दशलक्ष प्रजाती ज्ञात आहेत. परंतु अद्याप सर्व प्रजाती शोधल्या गेल्या नाहीत आणि त्यांचे वर्णन केले गेले नाही. आणि जर तुम्ही कल्पना केली की प्रत्येक प्रजातीमध्ये किती व्यक्ती आहेत!.. टायगामध्ये फरची झाडे, किंवा कुरणात डँडेलियन्स किंवा एका शेतात गव्हाचे कान मोजण्याचा प्रयत्न करा... एका एंथिलमध्ये किती मुंग्या राहतात, कसे एका डब्यात अनेक सायक्लोप्स किंवा डॅफ्निया क्रस्टेशियन्स, जंगलात किती गिलहरी आहेत, एका तलावात किती पाईक, पेर्चेस किंवा रोच आहेत?.. आणि सूक्ष्मजीव मोजण्याचा प्रयत्न करताना खरोखरच विलक्षण संख्या प्राप्त होते.

तर, मध्ये1 ग्रॅम सरासरी, वन मातीमध्ये हे समाविष्ट आहे:

बॅक्टेरिया -400,000,000,

मशरूम - 2,000,000,

एकपेशीय वनस्पती - 100,000,

प्रोटोझोआ - 10,000.

असे जॉर्जिया विद्यापीठातील सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञांचे मत आहे पृथ्वीवर फक्त 5,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 आहेत (५ अब्ज) जिवाणू . हे प्रमाण आहे ग्रहावरील सर्व जीवनाच्या वस्तुमानाच्या 70%.

सजीवांची ही सर्व संख्या अव्यवस्थित आणि यादृच्छिकपणे स्थित नाही, परंतु पृथ्वीवर ऐतिहासिकरित्या स्थापित केलेल्या जीवनाच्या नियमांनुसार काटेकोरपणे नैसर्गिकरित्या, एका विशिष्ट क्रमाने स्थित आहे. अमेरिकन जीवशास्त्रज्ञ के. विली याविषयी काय लिहितात ते येथे आहे: “प्रथम दृष्टीक्षेपात, असे दिसते की सजीवांच्या जगामध्ये वनस्पती आणि प्राण्यांच्या अकल्पनीय विविधतेचा समावेश आहे, एकमेकांपासून भिन्न आहेत आणि प्रत्येकजण आपापल्या मार्गाने जात आहे. तथापि, अधिक तपशीलवार अभ्यास दर्शवितो की वनस्पती आणि प्राणी या सर्व जीवांना समान मूलभूत जीवन गरजा असतात, त्यांना समान समस्यांचा सामना करावा लागतो: उर्जेचा स्त्रोत म्हणून अन्न मिळवणे, राहण्याची जागा जिंकणे, पुनरुत्पादन इ. या समस्या, वनस्पती आणि प्राणी यांनी विविध प्रकारांची प्रचंड विविधता निर्माण केली, त्यातील प्रत्येक पर्यावरणीय परिस्थितीत जीवनाशी जुळवून घेतो. प्रत्येक फॉर्म केवळ पर्यावरणाच्या भौतिक परिस्थितीशी जुळवून घेत नाही - त्याने आर्द्रता, वारा, प्रकाश, तापमान, गुरुत्वाकर्षण इत्यादींच्या विशिष्ट मर्यादेतील चढउतारांना प्रतिकार केला आहे, परंतु जैविक वातावरणाशी देखील - सर्व वनस्पती आणि प्राणी जिवंत आहेत. त्याच झोन मध्ये.

पृथ्वीवर नियमितपणे वितरीत केलेले, जीवांचा संपूर्ण संच आपल्या ग्रहाचा जिवंत कवच बनवतो - बायोस्फीअर. "बायोस्फीअर" ची संकल्पना विकसित करण्याचे आणि त्याच्या ग्रहांची भूमिका स्पष्ट करण्याचे श्रेय रशियन शिक्षणतज्ञ V.I. Vernadsky यांचे आहे, जरी हा शब्द स्वतःच गेल्या शतकाच्या शेवटी वापरला गेला. बायोस्फियर म्हणजे काय आणि त्याला इतके महत्त्व का दिले जाते?

पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या भागांमध्ये तीन खनिज, अजैविक कवच असतात: लिथोस्फियर - पृथ्वीचे कठीण खडक; हायड्रोस्फियर - सर्व समुद्र, महासागर आणि अंतर्गत पाण्यासह एक द्रव, सतत नसलेला कवच - जागतिक महासागर; वातावरण एक वायू कवच आहे.

संपूर्ण हायड्रोस्फियर, लिथोस्फियरचा वरचा भाग आणि वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये प्राणी आणि वनस्पतींचे वास्तव्य आहे. आधुनिक बायोस्फियरची निर्मिती जिवंत पदार्थांच्या उदय आणि पुढील ऐतिहासिक विकासाच्या प्रक्रियेत झाली. पृथ्वीवरील जीवनाच्या उत्पत्तीपासून, विविध अंदाजानुसार, 1.5-2.5 ते 4.2 अब्ज वर्षे गेली आहेत. व्ही.आय. व्हर्नाडस्की या निष्कर्षापर्यंत पोहोचले की या काळात पृथ्वीच्या कवचाच्या सर्व बाह्य स्तरांवर जीवांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांद्वारे 99 टक्के प्रक्रिया केली गेली होती. परिणामी, पृथ्वी, ज्यावर आपण राहतो, हे आपल्याला जाणवते, ती बऱ्याच अंशी जीवांच्या क्रियाशीलतेचे उत्पादन आहे.

जीवन, पदार्थाच्या नैसर्गिक विकासाचा परिणाम म्हणून पृथ्वीवर उद्भवलेल्या, विविध जीवांच्या रूपात अस्तित्वात असलेल्या लाखो वर्षांच्या कालावधीत, आपल्या ग्रहाचे स्वरूप बदलले.

बायोस्फियरमधील सर्व जीव एकत्रितपणे बायोमास किंवा "जिवंत पदार्थ" बनवतात, ज्यामध्ये शक्तिशाली ऊर्जा असते जी पृथ्वीचे कवच आणि वातावरण बदलते. वनस्पती वस्तुमानाचे एकूण वजन सुमारे 10,000 अब्ज आहे आणि प्राण्यांचे वस्तुमान सुमारे 10 अब्ज टन आहे, जे घन, द्रव आणि वायूच्या अधिवासांसह संपूर्ण जीवमंडलाच्या वजनाच्या अंदाजे 0.01 टक्के आहे. असा अंदाज आहे की पृथ्वीवर राहणा-या सर्व सजीवांचे बायोमास, जीवन दिसू लागल्यानंतर सुमारे एक अब्ज वर्षांनी, आपल्या ग्रहाच्या वस्तुमानापेक्षा कितीतरी पट जास्त असावे. पण तसे झाले नाही.

बायोमास लक्षणीय प्रमाणात का जमा होत नाही? ते एका विशिष्ट पातळीवर का ठेवले जाते? शेवटी, सजीव पदार्थ म्हणून बायोमास हा या विकासाच्या प्रक्रियेत, सजीवांच्या पुनरुत्पादनाच्या आणि वाढीच्या प्रक्रियेत सतत विकास, सुधारणा आणि सतत संचयित होण्याकडे कल असतो.

परंतु असे होत नाही कारण प्रत्येक घटक ज्यापासून जीवाचे शरीर तयार केले जाते ते पर्यावरणातून घेतले जाते आणि नंतर इतर अनेक जीवांद्वारे ते पुन्हा सभोवतालच्या, अजैविक वातावरणात परत येते, ज्यामधून ते पुन्हा शरीराच्या रचनेत प्रवेश करते. जिवंत पदार्थ, बायोमास. परिणामी, सजीव पदार्थ बनवणारा प्रत्येक घटक अनेक वेळा वापरला जातो.

तथापि, हे निरपेक्ष अर्थाने समजू नये. एकीकडे, काही घटक पदार्थांचे चक्र सोडतात, कारण पृथ्वीवर कोळसा, तेल, कुजून रुपांतर झालेले वनस्पतिजन्य पदार्थ (सरपणासाठी याचा वापर होतो), तेल शेल इत्यादींच्या स्वरूपात सेंद्रिय संयुगे जमा होतात. दुसरीकडे, मनुष्य , त्याच्या क्रियाकलापांद्वारे, बायोमास संचयनाची अधिक गहन प्रक्रिया सुनिश्चित करू शकते, जी पीक उत्पादनात सतत वाढ आणि पाळीव प्राण्यांच्या उत्पादकतेमध्ये प्रकट होते.

परंतु हे सर्व सामान्य नियम अजिबात नाकारत नाही. पृथ्वीवरील बायोमास अजूनही लक्षणीय प्रमाणात जमा होत नाही, परंतु हे स्तर निरपेक्ष आणि स्थिर नसले तरीही काही विशिष्ट स्तरावर सतत राखले जाते. हे घडते कारण बायोमास सतत नष्ट होत आहे आणि त्याच बांधकाम साहित्यापासून पुन्हा तयार केले जाते; पदार्थांचे सतत परिसंचरण त्याच्या सीमांमध्ये होते. व्ही.आय. व्हर्नाडस्की लिहितात: “पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचा भाग बनवणाऱ्या अणूंचा महत्त्वाचा भाग जीवनाने व्यापला आहे. त्याच्या प्रभावाखाली, हे अणू सतत तीव्र गतीमध्ये असतात. त्यांच्यापासून लाखो वैविध्यपूर्ण संयुगे सतत तयार होतात. आणि ही प्रक्रिया कोट्यवधी वर्षे व्यत्यय न घेता, सर्वात प्राचीन आर्किओझोइक युगापासून आपल्या काळापर्यंत टिकते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर कोणतीही रासायनिक शक्ती अधिक सतत सक्रिय नसते आणि म्हणूनच त्याच्या अंतिम परिणामांमध्ये, संपूर्णपणे घेतलेल्या सजीवांपेक्षा अधिक शक्तिशाली असते.

हे चक्र, जे जीवांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांच्या परिणामी उद्भवते, त्याला पदार्थांचे जैविक चक्र म्हणतात. प्रकाशसंश्लेषणाची प्रक्रिया पार पाडणार्‍या हिरव्या वनस्पतींच्या आगमनाने हे आधुनिक चरित्र धारण केले. तेव्हापासून, पृथ्वीवरील सजीव पदार्थांच्या उत्क्रांतीच्या परिस्थितीने पूर्णपणे भिन्न वर्ण प्राप्त केला आहे.

कार्बनचे उदाहरण वापरून पदार्थांच्या अभिसरणाचा मार्ग थोडक्यात विचारात घेतला जाऊ शकतो, ज्याचे अणू जटिल प्रोटीन रेणूचा भाग आहेत. प्रथिन रेणूसह जीवन आणि चयापचय जोडलेले आहेत.

पृथ्वीच्या प्रत्येक हेक्टरमध्ये 2.5 टन कार्बन डायऑक्साइड (CO2) असतो. गणनेत दाखवल्याप्रमाणे, ऊसाची पिके, उदाहरणार्थ, प्रति हेक्टर 8 टन कार्बन शोषून घेतात, ज्याचा उपयोग या वनस्पतींचे शरीर तयार करण्यासाठी केला जातो. परिणामी, सुमारे शंभर वर्षे हिरव्या वनस्पतींचा वापर केला गेला

संपूर्ण कार्बनचा साठा असेल. परंतु असे होत नाही, कारण जीव, श्वासोच्छवासाच्या प्रक्रियेत, कार्बन डायऑक्साइड मोठ्या प्रमाणात सोडतात. आणि त्याहूनही अधिक कार्बन पुट्रेफॅक्टिव्ह बॅक्टेरिया आणि बुरशीद्वारे सोडला जातो, ज्यामुळे प्राणी आणि वनस्पतींच्या मृत शरीरात असलेल्या कार्बन संयुगे नष्ट होतात. कार्बनचा काही भाग अजूनही तेल, कोळसा, कुजून रुपांतर झालेले वनस्पतिजन्य पदार्थ (सरपणासाठी याचा वापर होतो), ज्यामध्ये मृत वनस्पती आणि प्राणी रूपांतरित केले जातात अशा ठेवींच्या स्वरूपात जमा करून "अभिसरण" च्या क्षेत्रातून बाहेर पडतो. परंतु कार्बनच्या या नुकसानाची भरपाई रॉक कार्बोनेटच्या नाशामुळे आणि आधुनिक परिस्थितीत मोठ्या प्रमाणात काढलेल्या इंधनाच्या ज्वलनाने देखील केली जाते. परिणामी, कार्बन सतत वातावरणातून हिरव्या वनस्पती, प्राणी आणि सूक्ष्मजीवांद्वारे वातावरणात परत येत असल्याचे दिसते. अशा प्रकारे, बायोस्फियरमधील एकूण कार्बन साठा अंदाजे स्थिर राहतो. पृथ्वीवर जीवसृष्टीचा उदय झाल्यापासून जीवमंडलातील जवळजवळ प्रत्येक कार्बन अणू हा सजीव पदार्थाचा भाग बनला आहे, वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडमध्ये गेला आहे आणि पुन्हा जिवंत पदार्थाच्या रचनेत परत आला आहे, असे उच्च निश्चिततेने गृहित धरले जाऊ शकते. बायोमास

आधुनिक परिस्थितीत, पदार्थांच्या जैविक चक्राच्या प्रक्रियेत कार्बन खालील टप्प्यांतून जातो: 1) हिरव्या वनस्पती, सेंद्रिय पदार्थांचे निर्माते, वातावरणातील कार्बन शोषून घेतात आणि त्यांच्या शरीराच्या रचनेत त्याचा परिचय करतात; 2) प्राणी, किंवा ग्राहक, वनस्पती खातात, त्यांच्या कार्बन संयुगांपासून त्यांच्या शरीरातील कार्बन संयुगे तयार करतात; 3) जीवाणू, तसेच काही इतर जीव किंवा विघटन करणारे, मृत वनस्पती आणि प्राण्यांचे सेंद्रिय पदार्थ नष्ट करतात आणि कार्बन सोडतात, जो पुन्हा कार्बन डायऑक्साइडच्या रूपात वातावरणात जातो.

बायोमासमधील अमीनो ऍसिड आणि प्रथिनांचा आणखी एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे नायट्रोजन. पृथ्वीवरील नायट्रोजनचा स्त्रोत नायट्रेट्स आहे, जो माती आणि पाण्यातून वनस्पतींद्वारे शोषला जातो. प्राणी, वनस्पती खातात, त्यांचे प्रोटोप्लाझम वनस्पतीतील अमीनो ऍसिड आणि प्रथिने संश्लेषित करतात. प्युट्रेफॅक्टिव्ह बॅक्टेरिया या जीवांच्या मृत शरीरातील नायट्रोजन संयुगे अमोनियामध्ये रूपांतरित करतात. नायट्रिफायिंग बॅक्टेरिया नंतर अमोनियाचे नायट्रेट्स आणि नायट्रेट्समध्ये रूपांतर करतात. काही नायट्रोजन जीवाणूंचे निर्मूलन करून वातावरणात परत येतात. परंतु पृथ्वीवर, सजीव पदार्थाच्या उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेत, मुक्त नायट्रोजन बांधून त्याचे सेंद्रिय संयुगेमध्ये रूपांतर करण्यास सक्षम जीव दिसले. हे काही निळे-हिरवे शैवाल, माती शैवाल, तसेच शेंगांच्या मुळांच्या पेशींसह नोड्यूल बॅक्टेरिया आहेत. जेव्हा हे जीव मरतात तेव्हा त्यांच्या शरीरातील नायट्रोजनचे नायट्रीफायिंग बॅक्टेरियाद्वारे नायट्रिक ऍसिड क्षारांमध्ये रूपांतर होते.

असेच चक्र पाणी, फॉस्फरस आणि इतर अनेक पदार्थांद्वारे चालते जे सजीव पदार्थांचे भाग आहेत आणि बायोस्फियरच्या खनिज कवच आहेत. परिणामी, दुर्मिळ अपवादांसह, सर्व घटक त्यांच्या दृष्टीने सर्वात भव्य बनतात. स्केल सतत हलणारा प्रवाह - पदार्थांचे जैविक चक्र. . "जीवनाची समाप्ती अपरिहार्यपणे रासायनिक बदलांच्या समाप्तीशी संबंधित असेल, जर संपूर्ण पृथ्वीच्या कवचाशी नाही तर किमान त्याच्या पृष्ठभागाचा - पृथ्वीचा चेहरा, बायोस्फियर," शिक्षणतज्ज्ञ व्ही.आय. व्हर्नाडस्की लिहितात.

व्हरनाडस्कीच्या या कल्पनेची विशेषतः स्पष्टपणे पुष्टी केली जाते की ऑक्सिजन, वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणाचे उत्पादन, त्याच्या चक्राच्या प्रक्रियेत खेळते. पृथ्वीच्या वातावरणातील जवळजवळ सर्व ऑक्सिजनची उत्पत्ती झाली आहे आणि हिरव्या वनस्पतींच्या क्रियाकलापांद्वारे एका विशिष्ट स्तरावर राखली जाते. श्वासोच्छवासादरम्यान जीवांद्वारे ते मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते. परंतु, या व्यतिरिक्त, प्रचंड रासायनिक क्रिया असलेले, ऑक्सिजन सतत जवळजवळ इतर सर्व घटकांसह एकत्रित होते.

जर हिरव्या वनस्पतींनी एवढ्या मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजन तयार केला नाही तर सुमारे 2000 वर्षांत ते वातावरणातून पूर्णपणे नाहीसे होईल. पृथ्वीचे संपूर्ण स्वरूप बदलले जाईल, जवळजवळ सर्व जीव नाहीसे होतील, बायोस्फियरच्या भौतिक भागात सर्व ऑक्सिडेटिव्ह प्रक्रिया थांबतील... पृथ्वी एक निर्जीव ग्रह बनेल. हे ग्रहाच्या वातावरणात मुक्त ऑक्सिजनची उपस्थिती आहे जे सूचित करते की त्यावर जीवन, जिवंत पदार्थ आणि एक जीवमंडल आहे. आणि एक बायोस्फियर असल्याने, पर्यावरणाचे जवळजवळ सर्व घटक पदार्थांच्या भव्य, अंतहीन चक्रात काढले जातात.

असा अंदाज आहे की आधुनिक काळात वातावरणातील सर्व ऑक्सिजन दर 2,000 वर्षांनी जीवांद्वारे (श्वासोच्छ्वासाद्वारे बद्ध आणि प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे सोडला जातो) चक्राकार होतो, की वातावरणातील सर्व कार्बन डायऑक्साइड दर 300 वर्षांनी उलट दिशेने फिरतात आणि सर्व पाणी पृथ्वीवर 2,000,000 वर्षांमध्ये प्रकाशसंश्लेषण आणि श्वासोच्छवासाद्वारे विघटित आणि पुनर्निर्मिती होते.

बायोस्फीअरची शिकवण भू-रासायनिक संशोधनावर आधारित आहे, प्रामुख्याने ऑक्सिजन आणि कार्बन चक्रांचा अभ्यास V.I. Vernadsky यांनी केला आहे. आधुनिक वातावरणात असलेला ऑक्सिजन वनस्पतींच्या प्रकाशसंश्लेषण क्रियेमुळे तयार होतो असे सुचविणारे ते पहिले होते.

उत्कृष्ठ निसर्गवादी V.I. Vernadsky यांच्याकडे आधुनिक नैसर्गिक विज्ञानाच्या जवळजवळ सर्व क्षेत्रांना आपल्या तीक्ष्ण आणि तेजस्वी विचाराने व्यापण्याची अद्भुत क्षमता होती. त्याच्या विचारांमध्ये आणि संकल्पनांमध्ये, तो त्याच्या समकालीन ज्ञानाच्या पातळीपेक्षा खूप पुढे होता आणि त्यांच्या विकासाचा दशकांपूर्वीच अंदाज होता. 1922 मध्ये, वर्नाडस्कीने अणुऊर्जेच्या प्रचंड साठ्यांवरील माणसाच्या आसन्न प्रभुत्वाबद्दल लिहिले आणि 30 च्या दशकाच्या शेवटी त्याने अंतराळात माणसाच्या प्रवेशाच्या आगामी युगाची भविष्यवाणी केली. तो पृथ्वीबद्दलच्या अनेक विज्ञानांच्या उत्पत्तीवर उभा राहिला - अनुवांशिक खनिजशास्त्र, भू-रसायनशास्त्र, जैव-रसायनशास्त्र, रेडिओजियोलॉजी आणि पृथ्वीच्या बायोस्फियरचा सिद्धांत तयार केला, जो त्याच्या सर्जनशीलतेचा शिखर बनला.

V.I. Vernadsky चे वैज्ञानिक संशोधन सतत मोठ्या संस्थात्मक कार्याशी निगडीत होते. तो रशियाच्या नैसर्गिक उत्पादक शक्तींच्या अभ्यासासाठी आयोगाच्या निर्मितीचा आरंभकर्ता होता, युक्रेनियन विज्ञान अकादमीच्या संयोजकांपैकी एक आणि त्याचे पहिले अध्यक्ष होते. व्हर्नाडस्कीच्या पुढाकाराने, भूगोल संस्था, खनिजशास्त्र आणि भू-रसायनशास्त्र संस्था, एम.व्ही. लोमोनोसोव्ह, रेडियम, सिरॅमिक आणि ऑप्टिकल संस्था, जैव-रासायनिक प्रयोगशाळा, जी आता व्ही.आय. व्हर्नाडस्की यांच्या नावाने भू-रसायन आणि विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र संस्था बनली आहे. आणि अभ्यास आयोग यूएसएसआर अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या प्रणालीमध्ये तयार करण्यात आला. पर्माफ्रॉस्ट, नंतर व्ही. ए. ओब्रुचेव्ह इन्स्टिट्यूट ऑफ पर्माफ्रॉस्ट सायन्स, ज्ञानाच्या इतिहासावरील आयोग, आता नैसर्गिक विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या इतिहासाची संस्था, उल्कापात समिती, समस्थानिक आयोग, युरेनियम आणि इतर अनेक. शेवटी, त्याला पृथ्वीचे भूवैज्ञानिक वय निश्चित करण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय आयोग तयार करण्याची कल्पना सुचली.

बायोस्फियरमध्ये ऊर्जेचा प्रवाह

सर्व पदार्थांची चक्रे बंद आहेत; त्यात तेच अणू वारंवार वापरले जातात. त्यामुळे सायकल चालवण्यासाठी नवीन पदार्थाची गरज नाही. पदार्थाच्या संवर्धनाचा नियम, ज्यानुसार पदार्थ कधीच उद्भवत नाही किंवा अदृश्य होत नाही, हे येथे स्पष्ट आहे. परंतु बायोजेनिक सायकलमध्ये पदार्थांच्या परिवर्तनासाठी ऊर्जा आवश्यक असते. ही भव्य प्रक्रिया पार पाडण्यासाठी कोणत्या प्रकारची ऊर्जा वापरली जाते?


पृथ्वीवरील जीवनासाठी आवश्यक असलेल्या उर्जेचा मुख्य स्त्रोत आणि म्हणूनच पदार्थांच्या जैविक चक्राच्या अंमलबजावणीसाठी, सूर्यप्रकाश आहे, म्हणजेच, अंदाजे 10,000,000 अंश तापमानात आण्विक अभिक्रिया दरम्यान सूर्याच्या खोलीत उद्भवणारी ऊर्जा. (सूर्याच्या पृष्ठभागावरील तापमान खूपच कमी आहे, फक्त 6,000 अंश.) 30 टक्के ऊर्जा वातावरणात विसर्जित केली जाते किंवा ढग आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागाद्वारे परावर्तित होते, 20 टक्के पर्यंत ऊर्जेच्या वरच्या थरांमध्ये शोषली जाते. ढग, आणि अंदाजे 50 टक्के जमिनीवर किंवा समुद्राच्या पृष्ठभागावर पोहोचतात आणि उष्णतेच्या स्वरूपात शोषले जातात. फक्त 0.1 ते 0.2 टक्के उर्जा हिरवीगार झाडे मिळवतात; हेच पृथ्वीवरील पदार्थांचे संपूर्ण जैविक चक्र सुनिश्चित करते.

हिरवीगार झाडे सूर्यकिरणांची उर्जा जमा करतात आणि ती त्यांच्या शरीरात साठवतात. प्राणी, वनस्पती खाणारे, खाल्लेल्या वनस्पतींसह अन्नासोबत त्यांच्या शरीरात प्रवेश केलेल्या उर्जेमुळे अस्तित्वात आहेत. शिकारी देखील शेवटी हिरव्या वनस्पतींद्वारे जमा केलेल्या उर्जेमुळे अस्तित्वात आहेत, कारण ते शाकाहारी प्राण्यांना खातात.

अशाप्रकारे, सूर्याची उर्जा, प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत हिरव्या वनस्पतींद्वारे वापरली जाणारी उर्जा, त्या सेंद्रिय संयुगांच्या रासायनिक बंधांच्या संभाव्य उर्जेमध्ये रूपांतरित होते ज्यापासून वनस्पतींचे शरीर स्वतः तयार केले जाते. वनस्पती खाल्लेल्या प्राण्याच्या शरीरात, ही सेंद्रिय संयुगे ऑक्सिडाइझ केली जातात, त्याच प्रमाणात ऊर्जा सोडतात जी वनस्पतीद्वारे सेंद्रिय पदार्थांच्या संश्लेषणावर खर्च होते. या उर्जेचा काही भाग प्राण्यांच्या जीवनासाठी वापरला जातो आणि थर्मोडायनामिक्सच्या दुसर्‍या नियमानुसार काही भाग उष्णतेमध्ये रूपांतरित होतो आणि अवकाशात विसर्जित होतो.

सरतेशेवटी, सूर्यापासून हिरव्या वनस्पतीद्वारे प्राप्त होणारी ऊर्जा एका जीवातून दुसऱ्या जीवात हस्तांतरित केली जाते. अशा प्रत्येक संक्रमणासह, उर्जा एका रूपातून (वनस्पतीची जीवन उर्जा) दुसर्‍या रूपात (प्राणी, सूक्ष्मजीव इ.) जीवन उर्जा बदलते. अशा प्रत्येक परिवर्तनासह, उपयुक्त उर्जेचे प्रमाण कमी होते. परिणामी, बंद वर्तुळात वाहणार्‍या पदार्थांच्या अभिसरणाच्या उलट, उर्जा एका विशिष्ट दिशेने जीवातून जीवाकडे जाते. ऊर्जेचा एकमार्गी प्रवाह आहे, चक्र नाही.

हे कल्पना करणे कठीण नाही की सूर्य बाहेर पडताच, पृथ्वीद्वारे जमा केलेली सर्व ऊर्जा हळूहळू, ठराविक आणि तुलनेने कमी कालावधीनंतर, उष्णतेमध्ये बदलेल आणि अंतराळात पसरेल. बायोस्फियरमधील पदार्थांचे परिसंचरण थांबेल, सर्व प्राणी आणि वनस्पती मरतील. अगदी उदास चित्र... पृथ्वीवरील जीवनाचा अंत...

तथापि, या निष्कर्षामुळे आपण गोंधळून जाऊ नये. शेवटी, सूर्य आणखी काही अब्ज वर्षांपर्यंत चमकेल, म्हणजे किमान जोपर्यंत पृथ्वीवर जीवसृष्टी अस्तित्वात आहे, जी सजीव पदार्थाच्या आदिम गुठळ्यापासून आधुनिक माणसापर्यंत विकसित झाली आहे. शिवाय, मनुष्य स्वतः पृथ्वीवर सुमारे एक दशलक्ष वर्षांपूर्वी प्रकट झाला. या कालावधीत, तो दगडाच्या कुर्‍हाडीपासून सर्वात जटिल इलेक्ट्रॉनिक संगणकांपर्यंत गेला, अणू आणि विश्वाच्या खोलीत गेला,

ऊर्जेचे एका रूपातून दुसर्‍या रूपात होणारे कोणतेही संक्रमण उपयुक्त उर्जेच्या प्रमाणात घटतेसह होते. ती पृथ्वीच्या पलीकडे गेली आहे आणि बाह्य अवकाशाचा यशस्वीपणे शोध घेत आहे.

मनुष्याचे स्वरूप आणि त्याच्या मेंदूसारखे अत्यंत संघटित पदार्थ जिवंत मातांच्या उत्क्रांतीसाठी आणि संपूर्ण जैव क्षेत्रासाठी अपवादात्मक महत्त्व आहे. त्याच्या स्थापनेपासून, मानवता, बायोमासचा एक भाग म्हणून, महत्त्वपूर्ण काळासाठी पूर्णपणे पर्यावरणावर अवलंबून आहे. पण जसजसा मेंदू आणि विचार विकसित होतो तसतसा माणूस निसर्गावर अधिकाधिक विजय मिळवतो, त्याच्या वरती जातो, त्याला त्याच्या आवडीनुसार अधीन करतो. 1929 मध्ये, ए.पी. पावलोव्ह यांनी, पृथ्वीवरील सेंद्रिय जगाच्या विकासात मनुष्याच्या सतत वाढत्या भूमिकेवर जोर देऊन, चतुर्थांश कालखंडाला “अँथ्रोपोसीन” म्हणण्याचा प्रस्ताव मांडला आणि नंतर व्ही.आय. व्हर्नाडस्की, असा विश्वास ठेवत की मानवता एक नवीन, बुद्धिमान कवच तयार करत आहे. पृथ्वी, किंवा गोलाकार मनाने, “नूस्फीअर” हे नाव सुचवले.

मानवी क्रियाकलाप बायोस्फीअरमधील पदार्थांच्या चक्रात लक्षणीय बदल करतात. सुमारे 50 अब्ज टन कोळसा उत्खनन करून जाळण्यात आला; अब्जावधी टन लोखंड आणि इतर धातू, तेल आणि पीटचे उत्खनन केले जाते. मनुष्याने अणुऊर्जेसह विविध प्रकारच्या ऊर्जेवर प्रभुत्व मिळवले आहे. परिणामी, पृथ्वीवर पूर्णपणे नवीन रासायनिक घटक दिसू लागले आणि काही घटकांचे इतरांमध्ये रूपांतर करण्याची संधी निर्माण झाली आणि मोठ्या प्रमाणात किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्ग बायोस्फीअरमध्ये प्रवेश केला. मनुष्य हा वैश्विक क्रमाचा विशालता बनला आहे आणि नजीकच्या भविष्यात त्याच्या मनाच्या सामर्थ्याने तो अशा प्रकारच्या उर्जेवर प्रभुत्व मिळवू शकेल ज्याची आपल्याला आता माहिती देखील नाही.

सध्या, पृथ्वीवर वनस्पतींच्या सुमारे 500 हजार प्रजाती आणि प्राण्यांच्या 1.5 दशलक्षाहून अधिक प्रजाती ज्ञात आहेत. त्यापैकी 93% जमिनीवर राहतात आणि 7% जलीय वातावरणाचे (टेबल) रहिवासी आहेत.

सारणी दर्शविते की जरी महासागरांनी पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचा सुमारे 70% भाग व्यापला असला, तरी ते पृथ्वीच्या केवळ 0.13% बायोमास बनवतात.

मातीची निर्मिती बायोजेनिक पद्धतीने होते; त्यात अजैविक आणि सेंद्रिय पदार्थ असतात. बायोस्फियरच्या बाहेर, मातीची निर्मिती अशक्य आहे. खडकांवर सूक्ष्मजीव, वनस्पती आणि प्राणी यांच्या प्रभावाखाली पृथ्वीवरील मातीचा थर हळूहळू तयार होऊ लागतो. जीवजंतूंच्या मृत्यूनंतर आणि विघटनानंतर त्यांच्यामध्ये जमा झालेले बायोजेनिक घटक पुन्हा मातीत जातात.

मातीत होणार्‍या प्रक्रिया हा बायोस्फीअरमधील पदार्थांच्या चक्राचा एक महत्त्वाचा घटक आहे. मानवी आर्थिक क्रियाकलापांमुळे मातीची रचना हळूहळू बदलू शकते आणि त्यात राहणा-या सूक्ष्मजीवांचा मृत्यू होऊ शकतो. म्हणूनच मातीच्या सुज्ञ वापरासाठी उपाययोजना विकसित करणे आवश्यक आहे. साइटवरून साहित्य

हायड्रोस्फियर संपूर्ण ग्रहावरील उष्णता आणि आर्द्रतेच्या वितरणात आणि पदार्थांच्या चक्रात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, म्हणून त्याचा जीवमंडलावर देखील शक्तिशाली प्रभाव आहे. पाणी हा बायोस्फियरचा एक महत्त्वाचा घटक आहे आणि जीवांच्या जीवनासाठी सर्वात आवश्यक घटकांपैकी एक आहे. बहुतेक पाणी महासागर आणि समुद्रांमध्ये आढळते. महासागर आणि समुद्राच्या पाण्याच्या रचनेत सुमारे 60 रासायनिक घटक असलेल्या खनिज क्षारांचा समावेश होतो. ऑक्सिजन आणि कार्बन, जीवांच्या जीवनासाठी आवश्यक, पाण्यात अत्यंत विरघळणारे आहेत. जलचर प्राणी श्वसनादरम्यान कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जित करतात आणि वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे ऑक्सिजनसह पाणी समृद्ध करतात.

प्लँक्टन

समुद्राच्या पाण्याच्या वरच्या थरांमध्ये, 100 मीटर खोलीपर्यंत, एककोशिकीय शैवाल आणि सूक्ष्मजीव तयार होतात सूक्ष्म प्लँक्टन(पासून ग्रीकप्लँक्टन - भटकणे).

आपल्या ग्रहावर होणार्‍या प्रकाशसंश्लेषणापैकी सुमारे 30% पाण्यात होते. एकपेशीय वनस्पती, सौर ऊर्जेची जाणीव करून, रासायनिक अभिक्रियांच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित करतात. जलीय जीवांच्या पोषणामध्ये मुख्य महत्त्व आहे प्लँक्टन.

बायोमास हा एक शब्द आहे जो प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे तयार केलेल्या कोणत्याही सेंद्रिय पदार्थाचे वैशिष्ट्य म्हणून वापरला जातो. या व्याख्येमध्ये स्थलीय आणि जलीय वनस्पती आणि झुडुपे, तसेच जलीय वनस्पती आणि सूक्ष्मजीव समाविष्ट आहेत.

वैशिष्ठ्य

बायोमास हे प्राणी क्रियाकलाप (खत), औद्योगिक आणि कृषी कचरा यांचे अवशेष आहे. या उत्पादनाला औद्योगिक महत्त्व आहे आणि ऊर्जा क्षेत्रात मागणी आहे. बायोमास हे एक नैसर्गिक उत्पादन आहे ज्यामध्ये कार्बनचे प्रमाण इतके जास्त आहे की ते पर्यायी इंधन म्हणून वापरले जाऊ शकते.

कंपाऊंड

बायोमास हे हिरव्या वनस्पती, सूक्ष्मजीव आणि प्राणी यांचे मिश्रण आहे. ते पुनर्संचयित करण्यासाठी, थोडा वेळ आवश्यक आहे. सजीवांचा बायोमास हा उर्जेचा एकमेव स्त्रोत आहे जो प्रक्रियेदरम्यान कार्बन डायऑक्साइड सोडू शकतो. त्याचा मुख्य भाग जंगलात केंद्रित आहे. जमिनीवर, त्यात हिरवी झुडपे आणि झाडे आहेत आणि त्यांचे प्रमाण सुमारे 2,400 अब्ज टन आहे. महासागरांमध्ये, जीवांचे बायोमास खूप वेगाने तयार होते; येथे ते सूक्ष्मजीव आणि प्राणी द्वारे दर्शविले जाते.

सध्या, हिरव्या वनस्पतींची संख्या वाढवण्यासारख्या संकल्पनेचा विचार केला जात आहे. वृक्षाच्छादित वनस्पतींचे प्रमाण सुमारे दोन टक्के आहे. एकूण रचनेतील बहुसंख्य (सुमारे सत्तर टक्के) शेतीयोग्य जमीन, हिरवीगार कुरणे आणि लहान वनस्पतींनी बनलेली आहे.

एकूण बायोमासपैकी सुमारे पंधरा टक्के हा सागरी फायटोप्लँक्टनपासून येतो. त्याच्या विभाजनाची प्रक्रिया कमी कालावधीत होते या वस्तुस्थितीमुळे, आपण जगातील महासागरांमध्ये वनस्पतींच्या महत्त्वपूर्ण उलाढालीबद्दल बोलू शकतो. शास्त्रज्ञांनी मनोरंजक तथ्ये उद्धृत केली आहेत ज्यानुसार समुद्राच्या हिरव्या भागाचे पूर्णपणे नूतनीकरण करण्यासाठी तीन दिवस पुरेसे आहेत.

जमिनीवर, या प्रक्रियेस सुमारे पन्नास वर्षे लागतात. दरवर्षी, प्रकाशसंश्लेषणाची प्रक्रिया होते, ज्यामुळे सुमारे 150 अब्ज टन कोरडे सेंद्रिय उत्पादन मिळते. जगाच्या महासागरांमध्ये तयार होणारे एकूण बायोमास, त्याचे क्षुल्लक निर्देशक असूनही, जमिनीवर तयार झालेल्या उत्पादनाशी तुलना करता येते.

जगातील महासागरातील वनस्पतींच्या वजनाचे क्षुल्लकपणा या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते की ते प्राणी आणि सूक्ष्मजीव अल्प कालावधीत खातात, परंतु येथील वनस्पती पूर्णपणे पुनर्संचयित होते.

उपोष्णकटिबंधीय आणि उष्णकटिबंधीय जंगले पृथ्वीच्या बायोस्फियरच्या खंडातील भागामध्ये सर्वात उत्पादक मानली जातात. महासागर बायोमास प्रामुख्याने खडक आणि मुहाने द्वारे दर्शविले जाते.

सध्या वापरल्या जाणार्‍या बायोएनर्जी तंत्रज्ञानांपैकी, आम्ही हायलाइट करतो: पायरोलिसिस, गॅसिफिकेशन, किण्वन, अॅनारोबिक किण्वन, विविध प्रकारचे इंधन ज्वलन.

बायोमासचे नूतनीकरण

अलीकडे, अनेक युरोपियन देशांमध्ये, ऊर्जा जंगलांच्या लागवडीशी संबंधित विविध प्रयोग केले गेले आहेत, ज्यातून बायोमास प्राप्त केला जातो. या शब्दाचा अर्थ आजकाल विशेषतः संबंधित आहे, जेव्हा पर्यावरणीय समस्यांकडे बारीक लक्ष दिले जाते. बायोमास मिळविण्याची प्रक्रिया, तसेच घरगुती घनकचरा, लाकूड लगदा आणि कृषी बॉयलरची औद्योगिक प्रक्रिया, टर्बाइन चालविणारी वाफ सोडण्यासोबत असते. पर्यावरणीय दृष्टिकोनातून, ते पर्यावरणासाठी पूर्णपणे सुरक्षित आहे.

याबद्दल धन्यवाद, जनरेटर रोटरचे रोटेशन पाहिले जाते, विद्युत ऊर्जा निर्माण करण्यास सक्षम आहे. हळूहळू, राख जमा होते, वीज निर्मितीची कार्यक्षमता कमी करते, म्हणून ती वेळोवेळी प्रतिक्रिया मिश्रणातून काढून टाकली जाते.

मोठ्या प्रायोगिक वृक्षारोपणांवर वेगाने वाढणारी झाडे उगवली जातात: बाभूळ, पोपलर, निलगिरी. सुमारे वीस वनस्पती प्रजातींची चाचणी घेण्यात आली आहे.

एकत्रित वृक्षारोपण, ज्यामध्ये, झाडांव्यतिरिक्त, इतर पिके घेतली जातात, एक मनोरंजक पर्याय मानला गेला. उदाहरणार्थ, बार्ली पोपलरच्या ओळींमध्ये लावली जाते. तयार केलेल्या उर्जा जंगलाच्या फिरण्याचा कालावधी सहा ते सात वर्षे आहे.

बायोमास प्रक्रिया

बायोमास म्हणजे काय याबद्दल संभाषण सुरू ठेवूया. या संज्ञेची व्याख्या वेगवेगळ्या शास्त्रज्ञांनी दिली आहे, परंतु त्या सर्वांना खात्री आहे की पर्यायी इंधन मिळविण्यासाठी हिरव्या वनस्पती हा एक आश्वासक पर्याय आहे.

सर्वप्रथम, हे लक्षात घेतले पाहिजे की गॅसिफिकेशनचे मुख्य उत्पादन हायड्रोकार्बन - मिथेन आहे. हे रासायनिक उद्योगात फीडस्टॉक म्हणून आणि कार्यक्षम इंधन म्हणून देखील वापरले जाऊ शकते.

पायरोलिसिस

जलद पायरोलिसिस (पदार्थांचे थर्मल विघटन) जैव-तेल तयार करते, जे एक ज्वलनशील इंधन आहे. या प्रकरणात सोडण्यात येणारी थर्मल एनर्जी रासायनिक रीतीने हिरव्या बायोमासचे कृत्रिम तेलात रूपांतर करण्यासाठी वापरली जाते. घन पदार्थांपेक्षा वाहतूक करणे आणि साठवणे खूप सोपे आहे. पुढे, विद्युत ऊर्जा तयार करण्यासाठी जैव-तेल जाळले जाते. पायरोलिसिसद्वारे, बायोमासचे फेनोलिक तेलात रूपांतर करणे शक्य आहे, ज्याचा वापर लाकूड गोंद, इन्सुलेट फोम आणि इंजेक्शन मोल्डिंग प्लास्टिकच्या उत्पादनासाठी केला जातो.

ऍनेरोबिक किण्वन

ही प्रक्रिया अॅनारोबिक बॅक्टेरियामुळे केली जाते. सूक्ष्मजीव अशा ठिकाणी राहतात जिथे ऑक्सिजनचा प्रवेश नाही. ते सेंद्रिय पदार्थ वापरतात, प्रतिक्रिया दरम्यान हायड्रोजन आणि मिथेन तयार करतात. विशेष डायजेस्टर्समध्ये खत आणि सांडपाणी टाकून, त्यांच्यामध्ये ऍनेरोबिक सूक्ष्मजीवांचा परिचय करून, परिणामी वायूचा वापर इंधन स्त्रोत म्हणून केला जाऊ शकतो.

बॅक्टेरिया लँडफिल्स आणि अन्न कचरा मध्ये असलेल्या सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करण्यास सक्षम आहेत, मिथेन तयार करतात. गॅस काढण्यासाठी आणि ते इंधन म्हणून वापरण्यासाठी, विशेष स्थापना वापरल्या जाऊ शकतात.

निष्कर्ष

जैवइंधन हे केवळ ऊर्जेचा उत्कृष्ट स्रोत नाही तर मौल्यवान रसायने काढण्याचा एक मार्ग देखील आहे. अशा प्रकारे, मिथेनच्या रासायनिक प्रक्रियेदरम्यान, विविध प्रकारचे सेंद्रिय संयुगे मिळू शकतात: मिथेनॉल, इथेनॉल, एसीटाल्डिहाइड, एसिटिक ऍसिड आणि पॉलिमरिक पदार्थ. उदाहरणार्थ, इथेनॉल हा एक मौल्यवान पदार्थ आहे जो विविध उद्योगांमध्ये वापरला जातो.

जीवशास्त्रज्ञांनी पृथ्वीवरील बायोमासच्या जागतिक वितरणाचे परिमाणात्मक विश्लेषण केले, ज्यामध्ये एकूण 550 अब्ज टन कार्बन होते. असे दिसून आले की या संख्येपैकी 80 टक्के पेक्षा जास्त वनस्पतींमधून येतात, स्थलीय जीवांचे एकूण बायोमास सागरी जीवांपेक्षा सुमारे दोन ऑर्डर मोठे आहे आणि मानवांचा वाटा सुमारे 0.01 टक्के आहे, शास्त्रज्ञ लिहितात. नॅशनल अॅकॅडमी ऑफ सायन्सेसची कार्यवाही.

पृथ्वीवरील सर्व सजीवांच्या एकूण बायोमासवरील परिमाणवाचक डेटा आणि वैयक्तिक प्रजातींमध्ये त्याचे वितरण ही आधुनिक जीवशास्त्र आणि पर्यावरणशास्त्रासाठी महत्त्वपूर्ण माहिती आहे: त्याचा उपयोग संपूर्ण बायोस्फियरच्या सामान्य गतिशीलता आणि विकासाचा अभ्यास करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, हवामान प्रक्रियांना त्याचा प्रतिसाद. ग्रहावर बायोमासचे अवकाशीय वितरण (भौगोलिकदृष्ट्या, खोली आणि प्रजातींच्या अधिवासांनुसार) आणि सजीवांच्या विविध प्रजातींमध्ये त्याचे वितरण कार्बन आणि इतर घटकांच्या वाहतूक मार्गांचे तसेच पर्यावरणीय परस्परसंवाद किंवा अन्न साखळ्यांचे मूल्यांकन करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण सूचक म्हणून काम करू शकतात. तथापि, आजपर्यंत, बायोमास वितरणाचे परिमाणात्मक अंदाज एकतर वैयक्तिक करासाठी किंवा काही परिसंस्थांमध्ये केले गेले आहेत आणि संपूर्ण जैवमंडलाचे विश्वसनीय अंदाज अद्याप केले गेले नाहीत.

असा डेटा मिळविण्यासाठी, इस्रायल आणि युनायटेड स्टेट्समधील शास्त्रज्ञांच्या गटाने, वेझमॅन इन्स्टिट्यूटच्या रॉन मिलो यांच्या नेतृत्वाखाली, सर्व प्राण्यांच्या प्रजातींची एक प्रकारची जनगणना केली, त्यांच्या बायोमास आणि भौगोलिक वितरणाचे मूल्यांकन केले. शास्त्रज्ञांनी सध्याच्या शंभर वैज्ञानिक लेखांमधून सर्व डेटा गोळा केला आणि नंतर प्रजातींचे भौगोलिक वितरण लक्षात घेऊन विकसित एकीकरण योजना वापरून या माहितीवर प्रक्रिया केली. विविध प्रजातींशी संबंधित बायोमासचे परिमाणात्मक सूचक म्हणून, शास्त्रज्ञांनी विविध करांवर पडणाऱ्या कार्बनच्या वस्तुमानाची माहिती वापरली (म्हणजे, पाण्याचे वस्तुमान, उदाहरणार्थ, विचारात घेतले नाही). आता प्राप्त केलेले सर्व परिणाम, तसेच विश्लेषणासाठी वापरलेले प्रोग्राम सार्वजनिकरित्या उपलब्ध आहेत आणि गिथबवर आढळू शकतात.

पर्यावरणीय मापदंडांचे भौगोलिक वितरण लक्षात घेऊन उपलब्ध अपूर्ण डेटावर आधारित बायोमासच्या जागतिक वितरणावरील डेटा प्राप्त करण्यासाठी योजनाबद्ध आकृती

Y. M. Bar-On et al./ प्रोसिडिंग्स ऑफ द नॅशनल एकेडमी ऑफ सायन्सेस, 2018

प्राप्त डेटाच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले आहे की पृथ्वीवरील सर्व सजीवांचे एकूण बायोमास अंदाजे 550 अब्ज टन कार्बन आहे. त्याच वेळी, त्यातील बहुतेक भाग वनस्पती साम्राज्याच्या प्रतिनिधींद्वारे समाविष्ट आहे: 450 गिगाटन कार्बन एकूण 80 टक्क्यांपेक्षा जास्त आहे. जीवाणू दुसऱ्या स्थानावर येतात: अंदाजे 70 अब्ज टन कार्बन, तर प्राणी (2 अब्ज टन) बुरशी (12 अब्ज टन), आर्किया (7 अब्ज टन) आणि प्रोटोझोआ (4 अब्ज टन) नंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहेत. प्राण्यांमध्ये, आर्थ्रोपॉड्समध्ये सर्वात जास्त बायोमास (1 अब्ज टन) असतो आणि उदाहरणार्थ, प्रजातींचे एकूण बायोमास होमो सेपियन्स०.०६ अब्ज टन कार्बन आहे - ते पृथ्वीवरील सर्व बायोमासच्या ०.०१ टक्के आहे.

विविध राज्यांच्या प्रतिनिधींमध्ये (डावीकडे) आणि प्राण्यांच्या राज्यात (उजवीकडे) बायोमासचे वितरण

Y. M. Bar-On et al./ प्रोसिडिंग्स ऑफ द नॅशनल एकेडमी ऑफ सायन्सेस, 2018

विविध अधिवासांमध्ये बायोमासचे वितरण: सर्व सजीवांसाठी एकूण (डावीकडे) आणि वेगवेगळ्या राज्यांच्या प्रतिनिधींसाठी स्वतंत्रपणे (उजवीकडे)

Y. M. Bar-On et al./ प्रोसिडिंग्स ऑफ द नॅशनल एकेडमी ऑफ सायन्सेस, 2018

विशेष म्हणजे, बायोमासच्या बाबतीत मुख्य राज्यांच्या प्रतिनिधींचे जास्तीत जास्त प्रमाण वेगवेगळ्या अधिवासांमध्ये राहतात. अशा प्रकारे, बहुतेक वनस्पती स्थलीय प्रजाती आहेत. प्राण्यांचे जास्तीत जास्त बायोमास समुद्र आणि महासागरांमध्ये राहतात आणि उदाहरणार्थ, बहुतेक जीवाणू आणि आर्किया जमिनीखाली खोलवर आढळतात. शिवाय, पार्थिव जीवांचे एकूण बायोमास सागरी जीवांपेक्षा अंदाजे दोन ऑर्डर मोठे आहे, जे अभ्यास लेखकांच्या मते, केवळ 6 अब्ज टन कार्बन आहे.

शास्त्रज्ञांनी लक्षात ठेवा की अचूक माहितीच्या कमतरतेमुळे, प्राप्त केलेला डेटा खूप मोठ्या अनिश्चिततेसह मोजला जातो. अशाप्रकारे, आपण पृथ्वीवरील वनस्पतींच्या केवळ बायोमासचा आत्मविश्वासाने अंदाज लावू शकतो, परंतु बॅक्टेरिया आणि आर्किआसाठी प्राप्त केलेला डेटा 10 च्या घटकाने वास्तविक डेटापेक्षा भिन्न असू शकतो. तथापि, पृथ्वीवरील सर्व सजीवांच्या एकूण बायोमासवरील डेटामधील अनिश्चितता 70 टक्क्यांपेक्षा जास्त नाही.

कामाच्या लेखकांच्या मते, त्यांचे परिणाम सध्याच्या वैज्ञानिक संशोधनाच्या डेटावर आधारित आहेत आणि म्हणूनच मोठ्या त्रुटी असूनही आधुनिक पर्यावरणीय आणि जैविक मूल्यांकनांसाठी वापरल्या जाऊ शकतात. शास्त्रज्ञांनी हे देखील लक्षात घेतले की डेटाचे विश्लेषण करताना, ते भौगोलिक क्षेत्रे ओळखण्यास सक्षम होते ज्यासाठी सध्या खूप कमी डेटा आहे आणि अतिरिक्त संशोधन आवश्यक आहे. संशोधकांना आशा आहे की भविष्यात, परिष्कृत डेटामुळे केवळ पुरेसे भौगोलिक रिझोल्यूशनसह समान विश्लेषणे करणे शक्य होणार नाही, तर कालांतराने अशा वितरणांमधील बदलांच्या गतिशीलतेचे निरीक्षण करणे देखील शक्य होईल.

अगदी अलीकडे, शास्त्रज्ञांनी पृथ्वीवरील मोठ्या जंगलांना पाहून बायोमासचे छोट्या प्रणालींमध्ये वितरण केले आहे. असे दिसून आले की एकूण वन बायोमासपैकी निम्म्याहून अधिक मोठ्या वृक्षांपैकी फक्त एक टक्का आहे, ज्यापैकी बहुतेकांचा व्यास 60 सेंटीमीटरपेक्षा जास्त आहे. त्याच वेळी, विशिष्ट भौगोलिक भागात काही प्राण्यांच्या प्रजातींसाठी डायनॅमिक विश्लेषण करणे आधीच शक्य आहे. उदाहरणार्थ, गेल्या वर्षी युरोपियन पर्यावरणशास्त्रज्ञांनी जर्मन राष्ट्रीय उद्यानांमध्ये उडणाऱ्या कीटकांच्या बायोमासचा अभ्यास केला आणि 27 वर्षांमध्ये ते 76 टक्क्यांनी कमी झाल्याचे आढळले.

अलेक्झांडर दुबोव्ह

पृथ्वीचे बायोमास. पृथ्वीच्या जमिनीवर, ध्रुवापासून विषुववृत्तापर्यंत, बायोमास हळूहळू वाढत जातो. त्याच वेळी, वनस्पती प्रजातींची संख्या वाढत आहे. लायकेन्स आणि मॉसेस असलेले टुंड्रा शंकूच्या आकाराचे आणि पानझडी जंगलांना, नंतर स्टेपस आणि उपोष्णकटिबंधीय वनस्पतींना मार्ग देते. उष्णकटिबंधीय रेन फॉरेस्टमध्ये वनस्पतींची सर्वात मोठी एकाग्रता आणि विविधता आढळते. झाडांची उंची 110-120 मीटरपर्यंत पोहोचते. झाडे अनेक स्तरांमध्ये वाढतात, एपिफाइट्स झाडांना झाकतात. प्राण्यांच्या प्रजातींची संख्या आणि विविधता वनस्पतींच्या वस्तुमानावर अवलंबून असते आणि विषुववृत्ताकडे वाढते. जंगलांमध्ये, प्राणी वेगवेगळ्या स्तरांवर स्थायिक आहेत. जीवसृष्टीची सर्वोच्च घनता बायोजिओसेनोसेसमध्ये आढळते, जिथे प्रजाती अन्न साखळीने जोडलेली असतात. अन्नसाखळी, एकमेकांत गुंफलेल्या, रासायनिक घटक आणि ऊर्जा एका दुव्यापासून दुस-या दुव्यावर हस्तांतरित करण्याचे एक जटिल नेटवर्क तयार करतात. जागा, अन्न, प्रकाश आणि ऑक्सिजन ताब्यात घेण्यासाठी जीवांमध्ये तीव्र स्पर्धा आहे. जमिनीतील बायोमासवर मानवाचा मोठा प्रभाव आहे. त्याच्या प्रभावाखाली, बायोमास तयार करणारे क्षेत्र कमी केले जातात.

मातीचे बायोमास. माती हे वनस्पतींच्या जीवनासाठी आणि विविध लहान सजीवांच्या जैव-जियोसेनोसिससाठी आवश्यक असलेले वातावरण आहे. हा पृथ्वीच्या कवचाचा एक सैल पृष्ठभाग आहे, जो वातावरण आणि जीवांद्वारे सुधारित केला जातो आणि सतत सेंद्रिय अवशेषांनी भरला जातो. सजीव सेंद्रिय पदार्थांची निर्मिती पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर होते; सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन आणि त्यांचे खनिजीकरण प्रामुख्याने जमिनीत होते. जीव आणि भौतिक-रासायनिक घटकांच्या प्रभावाखाली माती तयार झाली. जमिनीची जाडी, पृष्ठभागावरील बायोमाससह आणि त्याच्या प्रभावाखाली, ध्रुवांपासून विषुववृत्तापर्यंत वाढते. उत्तर अक्षांशांमध्ये बुरशीला विशेष महत्त्व आहे.

जमिनीच्या पृष्ठभागावर बायोमासचे वितरण.

मातीमध्ये सजीवांची दाट वस्ती आहे. पाऊस आणि वितळलेल्या बर्फाचे पाणी ऑक्सिजनने समृद्ध करते आणि खनिज क्षार विरघळते. काही द्रावण जमिनीत साठवले जातात, तर काही नद्या आणि समुद्रात वाहून जातात. केशिकांद्वारे वाढणाऱ्या भूजलाचे माती बाष्पीभवन करते. वेगवेगळ्या मातीच्या क्षितिजांमध्ये द्रावणांची हालचाल आणि क्षारांचा वर्षाव होतो.

मातीमध्ये गॅस एक्सचेंज देखील होते. रात्री, जेव्हा वायू थंड होतात आणि संकुचित होतात तेव्हा काही हवा त्यात प्रवेश करते. हवेतील ऑक्सिजन हा प्राणी आणि वनस्पतींद्वारे शोषला जातो आणि रासायनिक संयुगेचा भाग आहे. हवेसह जमिनीत शिरणारा नायट्रोजन काही जीवाणूंद्वारे पकडला जातो. दिवसा, जेव्हा माती गरम होते, तेव्हा वायू बाहेर पडतात: कार्बन डायऑक्साइड, हायड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया. मातीत होणार्‍या सर्व प्रक्रियांचा समावेश बायोस्फीअरमधील पदार्थांच्या चक्रात होतो.

काही प्रकारच्या मानवी आर्थिक क्रियाकलाप (शेती उत्पादनाचे रासायनिकीकरण, पेट्रोलियम उत्पादनांचे शुद्धीकरण इ.) जीवसृष्टीत महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावणाऱ्या मातीतील जीवांचा मोठ्या प्रमाणावर मृत्यू होतो.

जागतिक महासागराचे बायोमास. पृथ्वीचे जलमंडल, किंवा जागतिक महासागर, ग्रहाच्या पृष्ठभागाच्या 2/3 पेक्षा जास्त व्यापलेले आहे. पाण्याची उष्णता क्षमता जास्त असते, ज्यामुळे महासागर आणि समुद्रांचे तापमान अधिक एकसमान बनते, हिवाळा आणि उन्हाळ्यात तापमानातील अत्यंत बदल मऊ होतात. महासागर फक्त ध्रुवावर गोठतो, परंतु सजीव प्राणी देखील बर्फाखाली असतात.

पाणी एक चांगला विद्रावक आहे. समुद्राच्या पाण्यात सुमारे 60 रासायनिक घटक असलेले खनिज क्षार असतात; हवेतून येणारे ऑक्सिजन आणि कार्बन डायऑक्साइड त्यात विरघळतात. जलचर प्राणी देखील श्वास घेत असताना कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जित करतात आणि एकपेशीय वनस्पती प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेद्वारे ऑक्सिजनसह पाणी समृद्ध करतात.

महासागराच्या पाण्याचे भौतिक गुणधर्म आणि रासायनिक रचना अत्यंत स्थिर असतात आणि जीवनासाठी अनुकूल वातावरण निर्माण करतात. एकपेशीय वनस्पतींचे प्रकाशसंश्लेषण प्रामुख्याने पाण्याच्या वरच्या थरात होते - 100 मीटर पर्यंत. या थरातील महासागराची पृष्ठभाग सूक्ष्म एककोशिकीय शैवालांनी भरलेली असते जी मायक्रोप्लँक्टन बनवते.

महासागरातील प्राण्यांच्या पोषणामध्ये प्लँक्टनला प्राथमिक महत्त्व आहे. कोपपॉड शैवाल आणि प्रोटोझोआ खातात. क्रस्टेशियन्स हेरिंग आणि इतर मासे खातात. हेरिंग्जचा वापर शिकारी मासे आणि सीगल्ससाठी अन्न म्हणून केला जातो. बालीन व्हेल केवळ प्लँक्टनवर खातात. महासागरात, प्लँक्टन आणि मुक्त-पोहणाऱ्या प्राण्यांव्यतिरिक्त, तळाशी जोडलेले आणि त्याच्या बाजूने रेंगाळणारे अनेक जीव आहेत. तळाच्या लोकसंख्येला बेंथोस म्हणतात. महासागरात, जीवांची एकाग्रता पाळली जाते: प्लँकटोनिक, किनारपट्टी, तळाशी. जिवंत एकाग्रतेमध्ये प्रवाळ वसाहतींचा समावेश होतो ज्यामध्ये खडक आणि बेटे तयार होतात. महासागरात, विशेषत: तळाशी, जीवाणू सामान्य आहेत, सेंद्रीय अवशेषांचे अकार्बनिक पदार्थांमध्ये रूपांतर करतात. मृत जीव हळूहळू समुद्राच्या तळाशी स्थिर होतात. त्यांपैकी अनेक चकमक किंवा चुनखडीच्या कवचांनी तसेच चुनखडीयुक्त कवचांनी झाकलेले असतात. ते समुद्राच्या तळावर गाळाचे खडक तयार करतात.

सध्या, अनेक देश महासागरातून ताजे पाणी आणि धातू काढण्याची आणि सर्वात मौल्यवान प्राण्यांचे संरक्षण करताना त्याच्या अन्न संसाधनांचा पुरेपूर वापर करण्याची समस्या सोडवत आहेत.

हायड्रोस्फियरचा संपूर्ण बायोस्फियरवर शक्तिशाली प्रभाव आहे. जमीन आणि समुद्राच्या पृष्ठभागाच्या गरम होण्याच्या दैनंदिन आणि हंगामी चढउतारांमुळे वातावरणात उष्णता आणि आर्द्रतेचे परिसंचरण होते आणि संपूर्ण जीवमंडलातील वातावरण आणि पदार्थांच्या चक्रांवर परिणाम होतो.

समुद्रात तेलाचे उत्पादन, टँकरमध्ये त्याची वाहतूक आणि इतर प्रकारच्या मानवी क्रियाकलापांमुळे जागतिक महासागराचे प्रदूषण होते आणि त्याच्या बायोमासमध्ये घट होते.