Контрольная работа по "Экологии"

Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Вопрос 1.

     13. Основные направления антропогенного влияния на биосферу. Нарушение экологических законов биосферы.

      К ним относятся все виды угнетающих приpоду воздействий, создаваемых  техникой и непосредственно человеком.

     Все техногенные воздействия делятся  на:

1. загpязнения (внесение в сpеду нехаpактеpных для нее новых физических, химических или биологических агентов или пpевышение имеющегося естественного уpовня этих агентов);
2. технические пpеобpазования и pазpушения пpиpодных систем и ландшафтов (в пpоцессе добычи пpиpодных pесуpсов, стpоительства и т. д.);
3. исчеpпание пpиpодных pесуpсов (полезные ископаемые, вода, воздух и дp.);
4. глобальные климатические воздействия (изменение климата в связи с деятельность человека);
5. эстетическое воздействие (изменение приpодных фоpм, неблагопpиятные для визуального и дpугого воспpиятия).

     В результате человек воздействует на биосфеpу, изменяя ее состав, кpуговоpот и баланс веществ, изменяя тепловой баланс земного шаpа, стpуктуpу земной повеpхности (застpойка, укладка асфальта, стpоительство искусственных водоемов, мелиоpация и т. д.), истpебляя и пеpемещая в новые места обитания некотоpые виды животных и pастений, создавая новые поpоды животных и виды pастений.

     Все техногенные воздействия приводят к ухудшению качества окружающей среды, которые отличаются консерватизмом, так как вырабатывались в течение миллионов лет эволюции.

     Известно, что любая система оказывает  сопротивление воздействию извне, и чем больше интенсивность воздействия, тем сильнее сопротивление. В 80-х  годах XIX столетия для физических систем был сформулирован принцип Ле Шателье-Брауна, утверждающий, что при внешнем воздействии на систему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, выводящем систему из такого состояния, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Этот принцип действует и в экосистемах, однако до тех пор, пока внешнее воздействие не превышает некоторого порогового значения, после чего происходит саморазрушение системы. Особенно заметно это на экосистемах. Установление нового равновесного состояния системы, при котором внешние факторы оказывают меньшее воздействие на экосистему, приводит к изменению самой экосистемы. Когда уже многие экосистемы заменены, меняются и их сочетания, затем по иерархии систем процесс может дойти до биосферы в целом. В результате смен, идущих по иерархии снизу вверх от отдельных экосистем к биосфере, последняя в значительной мере уже перестала следовать принципу Ле Шателье-Брауна - человечество переступило допустимый порог воздействия. Принцип Ле Шателье-Брауна в биосфере есть инструмент сохранения ее устойчивости и стабильности. Пока еще есть возможность восстановить действие этого принципа, приостановить саморазрушение биосферы.

     Главным условием для этого является сохранение глобальной биомассы планеты, целостности  биоты Земли и экологического равновесия на планете. Выполнение этого условия требует неукоснительного соблюдения человечеством дух условий: правила одного процента,утверждающего, что изменение энергетики природной системы в размере одного и более процентов выводит ее из равновесного состояния, а затем разрушает, и сокращения антропогенного воздействия на биосферу. Если же нарушение принципа Ле Шателье-Брауна будет углубляться, то жизнь на планете обречена на гибель. Та же участь постигнет и человека как биологический вид. Поэтому человечество вынуждено думать, как исправить положение, как управлять природными процессами для того, чтобы восстановить действие принципа Ле Шателье-Брауна и сохранить среду обитания. Когда речь идет об управлении природой, люди становятся на позиции технократического подхода - в нас всех заложено технократическое мышление. Например, для предотвращения наводнений возводятся плотины и дамбы, строятся каналы, берега укрепляются бетонными стенами. Но инженерные сооружения не системны, они не в состоянии сами себя поддерживать. Технократический подход чем дальше, тем больше входит в противоречие с системным устройством природы. Люди привыкли "исправлять" природу техническими средствами. До определенной степени это разумно и оправданно, но следует помнить, что природа, откуда вышел человек и частью которой он остается, сильнее, у нее свои законы развития. Поэтому от технических средств управление средой жизни -жесткого управления - все в большей степени необходимо переходить к мягким - системным - формам управления.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Вопрос 2.

     58. Расчет оросительных норм

     В общем виде величина оросительной нормы  поле брутто может быть определена по формуле:

     где: Мнп - величина затрат оросительной воды на покрытие эвапотранспирации и поддержание нормального солевого режима почвы; 
П - затраты оросительной воды на испарение в воздухе при дождевании, глубинный и поверхностный сброс при других способах полива.

     Затраты оросительной воды на покрытие эвапотранспирации  и поддержание нормального солевого режима определяются по зависимости:

     где: ЕК - эвапотранспирация сельскохозяйственной культуры при данной технике полива; q - размер необходимой дренажной составлющей для поддержания нормального солевого режима почвы при данной технологии полива; О - количество атмосферных осадков; P - приток грунтовых вод.

     Затраты воды на поле, связанные с технологическими особенностями того или иного  вида поливной техники определяются по формуле:

     где: ПВ - затраты воды на испарение в момент проведения полива; 
ПГ - затраты воды полем на глубинное просачивание; ПС - затраты воды на поверхностный сброс.

     Затраты воды на поле для той или иной техники полива могут быть удобнее  всего определены в долях от Мнп

     где: КПВ, КПГ, КПС - соответственно доли затрат на испарение в момент полива, на глубинный и поверхностный сброс.

     Таким образом получим:

     Размер  нормы поле-брутто может быть установлен экспериментальным либо расчетным путем. Следует обратить внимание на ряд особенностей при интерпретации экспериментальных данных с использованием зависимости (5). Величина всех составляющих должна устанавливаться для года в целом и с учетом возможной инерционности процессов формирования водно-солевого режима зоны аэрации и подстилающих грунтов. При этом следует помнить, что под нормой водопотребления нетто следует понимать сумму всех поливов за год, обеспечивающих должный водно-солевой режим почв в вегетационный период, не допускающий засоления почв в многолетнем цикле с учетом фактической или проектной дренированности, качества воды, вида сельскохозяйственной культуры и т.п. Недоучет этих особенностей методического плана, может привести к серьезным искажениям в определении составляющих и интерпретации результатов краткосрочных опытов. Так например, рассмотрение опытных данных о затратах воды в вегетационный период без учета размеров профилактических поливов совершенно неверно. Это искажает, прежде всего, составляющую затрат воды на поддержание солевого режима (q) и норму невегетационных профилактических поливов. Определенные искажения вносит то обстоятельство, что при проведении опытов, как правило, не фиксируются количество и распределения легкорастворимых солей в профиле почве в начале эксперимента и по завершению его.

     Проанализируем, в какой мере имеющиеся исследовательские  материалы могут быть использованы для расчета оросительных норм по представленной методике.

     Наиболее  достоверная информация имеется за значительный промежуток времени о климатических параметрах практически по всем метеостанциям: осадках; относительной влажности воздуха, температуре воздуха.

     Эпизодические наблюдения фиксируют: испарение и транспирацию отдельными сельскохозяйственными культурами в лизиметрах различного типа; радиационный (тепловой) баланс территории. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Вопрос 3.

     138. Классификация техногенных факторов  загрязнения и нарушения агроэкосистем  по характеру и направленности  неблагоприятного воздействия.

     Почва - один из важнейших  компонентов окружающей природной  среды. Все основные ее экологические  функции замыкаются на одном обобщающем показателе - почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства. К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера.

     В наибольшей степени деградируют  почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.

     Основные  виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

1. эрозия (ветровая и водная);
2. загрязнение;
3. вторичное засоление и заболачивание;
4. опустынивание;
5. отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

     Эрозия  почв (от лат. Eros - разъедание) - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

     Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие  концентрации в почве различных  химических соединений - токсикантов  пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных - лишь в течение двух-трех суток.

     Основные  загрязнители почвы: пестициды (ядохимикаты); минеральные удобрения; отходы и отбросы производства; газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; нефть и нефтепродукты.

     Вторичное засоление и заболачивание почв. В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах.

     Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

     Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природной среды в целом, является опустынивание.Опустынивание - это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.