Лекции по "Экологии"

Тема 7. Природные ресурсы  и их рациональное природопользование как один из аспектов устойчивого развития

     Характеризуя  природную среду Земли с экологической  точки зрения, эколог на первое место всегда может ставить освещения типов и особенностей существующих в нем взаимосвязей между всеми природными процессами и явлениями (данного объекта, района, ландшафта или региона), а также характера влияния на такие процессы человеческой деятельности. При этом очень важно использовать современные методы изучения взаимосвязей между населением, хозяйством и окружающей средой, уделять особое внимание причинам и следствиям возникновение так называемых цепных реакций в природе. Важно также придерживаться нового принципа — комплексной оценки экологических ситуаций на основе построения цепей причинно-следственных связей на разных стадиях прогноза с привлечением к решению проблемы представителей разных областей знаний, прежде всего — географов, геологов, биологов, экономистов, медиков, юристов.

     Поэтому, изучая особенности основных составных  природной среды, необходимо помнить, что все они тесно связаны  между собою, зависят одно от одного и чувствительно реагируют на любые изменения, а окружающая среда - это сильное сложная, многофункциональная, извечное сбалансированная единая система, которая живое и постоянно самовосстанавливается благодаря своим особым законам обмена веществ и энергии. Эта система развивалась и функционировала мільйони лет, но человек на современном этапе своей деятельностью настолько разбалансировал природные связи всей глобальной экосистемы, что она начала активно деградировать, теряя способность самовосстанавливаться.

     Таким образом, природная среда - это мегаекзосфера  постоянных взаимодействий и взаимопроникновения элементов и процессов четверых ее составных экзосфер (приповерхностных оболочек): атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы- под влиянием экзогенных (в частности космических) и эндогенных факторов и деятельности человека. Любая из экзосфер имеет свои составные элементы, структуру и особенности. Три из них - атмосфера, литосфера и гидросфера - образованные безжизненными веществами и есть ареалом функционирования живого вещества - биоты - главного компонента четвертой составной окружающей среды - биосферы.

     Атмосфера есть внешней газовой оболочкой  Земли, которая достигает от ее поверхности  в космическое пространство приблизительно на 3000 км. История возникновения  и развития атмосферы довольно сложная  и продолжительная, она насчитывает близко 3 млрд лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн лет, как считают ученые, они стабилизировались.

Масса современной атмосферы составляет приблизительно одну миллионную часть массы Земли. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно. Изменение температуры в границах атмосферы на разных высотах поясняется неодинаковым поглощением солнечной энергии газами. Наиинтенсивнее тепловые процессы происходят в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.

     Одной из главнейших составных атмосферы  есть водный пар, который имеет большую  пространственно-временную изменяемость и сосредоточенный преимущественно в тропосфере. Важной изменчивой составной атмосферы есть также углекислый газ, изменчивость содержания которого связанна с жизнедеятельностью растений, его растворимостью в морской воде и деятельностью человека (промышленные и транспортные выбросы). В последнее время все более большую роль в атмосфере сыграют аэрозольные пылеватые частицы - продукты человеческой деятельности, которые можно обнаружить не только в тропосфере, но и на больших высотах (щоправда, в мизерных концентрациях). Физические процессы, которые происходят в тропосфере, оказывают большое влияние на климатические условия разных районов Земли.

     Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли  и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25— 200 и 5—100км.

     Рассмотрим  в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью от Солнца планета — Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность— 5,5 г/см3 и  состоит из трех оболочек — коры, мантии и ядра. Мантия и ядро делятся на внутренние и внешние части.

     Земная  кора - тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-80 км, под океанами — 5-10 км и составляет всего около 1 % массы Земли. Восемь элементов — кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий — образовывают 99,5 % земной коры. На континентах кора трехслойная: осадочные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями - свыше 75 км), среднюю — в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной — 35-40, в границах Русской платформы — 30-35), а наименьшую— в центральных районах океанов (5-7 км). Преобладающая часть земной поверхности — это равнины континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом- мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на северной и западной окраинах Тихого океана.

     Основная  часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты.

     Актуальность  экологического изучения литосферы  обусловленная тем, что литосфера  есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные изменения которого развивается глобальный экологический кризис. В верхней части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для человека тяжело переоценить. Грунты - органо-минеральный продукт многолетней (сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха, солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов. В зависимости от климатических и геолого-географических условий грунты имеют толщину от 15-25 см до 2-3 м.

     Гидросфера  — это водная сфера нашей планеты, совокупность океанов, морей, вод континентов, ледниковых покровов. Общий объем  природных вод составляет близко 1,39 млрд км3 (1/780 объема планеты). Воды укрывают 71 % поверхности планеты (361 млн км2).

Вода  выполняет четыре очень важных экологических  функции: а) есть важнейшим минеральным  сырьем, главным природным ресурсом потребления (человечество использует ее в тысячу раз большее, чем угля или нефти); б) есть основным механизмом осуществления взаимосвязей всех процессов в екосистемах (обмен веществ, тепла, рост биомассы); в) есть главным агентом-переносчиком глобальных биоэнергетических экологических циклов; г) есть основной составной частью всех живых организмов.

    Для огромного количества живых организмов, в особенности на ранних этапах развития биосферы, вода была средой зарождения и развития.

Огромную  роль сыграют воды в формировании поверхности Земли, ее ландшафтов, в  развития экзогенных процессов (схилових, карстовых), переносе химических веществ у глубь Земли и на ее поверхности, транспортировании загрянителей окружающей среды.

Водяной пар в атмосфере выполняет  функцию мощного фильтра солнечной  радиации, а на Земле — нейтрализатора экстремальных температур, регулятора климата.

     Основную  массу воды на планете составляют соленые воды Мирового океана. Средняя  соленость этих вод—35 % (то есть в І л океанической воды помещается 35 г солей). Самая соленая вода в Мертвом море-260 % в (в Черном- 18 %. Балтийском - 7%).

    Химический  состав океанических вод, как считают  специалисты, очень похожий на состав человеческой крови — в них  помещаются почти все известные нам химические элементы, но, конечно, в разных пропорциях. Частица кислорода, водорода, хлора и натрия составляет 95,5 %.

Химический  состав подземных вод очень разнообразный. В зависимости от состава вміщуючих  пород и глубины залегания они изменяются от гидрокарбонатно-кальциевых к сульфатных, сульфатно-натриевых и хлоридно-натриевым, за минерализацией от пресных к рассолу с концентрацией 600 %, часто с наличием газовой компоненты. Минеральные и термальные подземные воды имеют большое бальнеологическое значение, есть одним из рекреационных элементов природной среды.

    Из  газов, раскрытых в водах Мирового океана, наиболее важными для биоты  есть кислород и углекислый газ. Общая  масса углекислого газа в океанических водах превышает его массу  в атмосфере приблизительно в 60 раз.

Следует отметить, что углекислый газ океанических вод потребляется растениями во время  фотосинтеза. Часть его, которая  вошла в кругооборот органического  вещества, расходуется на построение известняковых скелетов кораллов, ракушек. После отмирания организмов углекислый газ возвращается у воды океана за счет растворения остатков скелетов, панцирей, ракушек. Частично он остается в карбонатных осадках на дне океанов.

     Большое значение для формирования климата  и других экологических факторов имеет динамика огромной массы океанических вод, которые постоянно находятся в движении под влиянием неодинаковой интенсивности солнечного прогревания поверхности на разных широтах.

     Океанические  воды сыграют основную роль в кругообороте воды на планете. Подсчитано, что приблизительно за 2 млн лет вся вода на планете проходит через живые организмы, средняя продолжительность общего цикла обмена воды, привлеченной в биологический кругооборот, составляет 300—400 лет. Приблизительно 37 раз на год (то есть каждые десять дней) изменяется вся влага в атмосфере.

     Природные ресурсы — это особый компонент  природной среды, им следует уделять  особое внимание, поскольку Их наличие, вид, количество и качество в значительной мере определяют отношения человека к природе, характер и объем антропогенных изменений окружающей среды.

    Под природными ресурсами понимают все  то, что человек использует для  обеспечения своего существования  — продукты питания, минеральное  сырье, энергоносители, пространство для  жизни, воздушное пространство, воду, объекты для удовлетворения эстетичных потребностей.

     Природные ресурсы — это особый компонент  природной среды, им следует уделять  особое внимание, поскольку Их наличие, вид, количество и качество в значительной мере определяют отношения человека к природе, характер и объем антропогенных изменений окружающей среды.

Под природными ресурсами понимают все то, что  человек использует для обеспечения  своего существования — продукты питания, минеральное сырье, энергоносители, пространство для жизни, воздушное пространство, воду, объекты для удовлетворения эстетичных потребностей. 

Тема 8 Антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере

     Человек — часть природы, и наиболее опасные  для нашей планеты катастрофы и загрязнение окружающей среды связанные именно с ним.

     Эволюция  человека была направлена не на развитие грубой силы или подавления слабых. Человек никогда бы не выделился  из животного царства, если бы его  развитием руководил знаменитейший  закон Дарвина о естественном отборе. В отличие от требований этого закона, содержание которого состоит в том, чтобы любой ценой сохранить максимально здоровых, физически крепких и выносливых индивидов, человек прикладывает много усилий для ухода за инвалидами, теми, кто не способный жить без посторонней помощи. Наистрашнейшие поругание над человечностью - это война. В отличие от любых зверей, человек способен с невероятной жестокостью убивать подобных к себе. Учеными подсчитано, что за последние 6 тыс. лет люди пережили 14 513 войн, в которых погибло 3640 млн человек. Вдумайтесь в эту страшную цифру: в сущности, было выбито больше половины населения планеты (ныне на Земле живет свыше 5 млрд людей). Мировая термоядерная война в считанные минуты может уничтожить все человечество. Ведь мощность ядерных зарядов, накопленных человечеством, в 1980 г. составляла 8 тыс. Мт тринитротолуола (по две тонны на каждого жителя Земли).

     История человечества преисполненная ужасных  примеров геноцида, зверской жестокости завоевателей, гибели в пожарах опустошительных войн городов, храмов, библиотек, которые создавалось столетиями. Ученые-археологи затратили великое множество усилий, чтобы расшифровать ассирийские клинописные тексты, половина которых оказалась хвастливыми реляциями царей-завоевателей о свои «геройствах».

     История сохранила к нашим временам выражение  кровавого Чингисхана: «Наибольшая  радость для мужчины — победить своих врагов, преследовать их и  лишить всего, что они имеют». В  своих грабительских походах  орда Чингисхана планомерно уничтожала все: сжигала урожай, засыпала колодцы, похищала скот, чтобы те, кто уцелел от резни, погибли от голода. Вломившись в Месопотамию, Чингисхан уничтожил оросительную систему, которая распределяла воду р. Тігр. Каналы, которые строились на протяжении тысяч лет, были разрушены, плодородная земля превратилась на пустыню, и с того времени земледелие в этих странах не смогло восстановиться.