Шпаргалка по "Экологии"

Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны  в первую очередь с целенаправленными  антропогенными воздействиями (рис.1). По своей природе, глубине и площади  распространения, времени действия и характеру приложения они могут  быть различными.

Анализ экологических  последствий антропогенных воздействий  позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется  в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших  площадях, истощении запасов пресных  подземных вод, засолении и опустынивании  земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений, и т. д.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших  экологических ситуаций в мире, и  в частности в России, так или  иначе связаны с загрязнением окружающей среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т.' д.).

На ранних стадиях цивилизации  вырубка и выжигание лесов  для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны  опустошали целые регионы, приводили  к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов  животных. По мере развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей  мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для  удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества - как органического, живого, так и минерального, косного.

Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезным  нарушениям природных ландшафтов, загрязнению  почвы, воды, воздуха различными отходами.

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX в. в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала  сравнима по масштабам с естественными  энергетическими и материальными  процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством  энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности  населения и даже опережает его  прирост.

Предупреждая о возможных  последствиях расширяющегося вторжения  человека в природу, еще полвека  назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической  силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (производимой человеком) деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд. т углекислого  газа и поглощается соответствующее  количество кислорода.

В настоящее время общая  мощность источников антропогенного загрязнения  во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники  окиси азота выбрасывают 30 млн. т  азота в год, а антропогенные - 35-50 млн. т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн. т и более 150 млн. т. В  результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз  больше, чем в процессе природных  загрязнений.

Загрязняющие вещества, возникшие  в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду  очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые  металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн. т нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан  бытовых и промышленных сточных  вод, содержащих, в частности, такие  опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим  действием. Фоновые концентрации таких  веществ во многих местах уже превышены  в десятки раз. Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное  воздействие на природу, поэтому  их поступление в окружающую среду  должно строго контролироваться. Предельно  допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в  окружающей среде, которое не оказывает  отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при  постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при  определении ПДК учитывается  не только степень влияния загрязнителей  на здоровье человека, но и воздействие  их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования  природных ресурсов привели к  значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал  для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX - 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном  сырье и их добыче привели к  истощению этих ресурсов. Так, по оценкам  специалистов, при сохранении современных  темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет, угля - через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600 лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Глобальное загрязнение  атмосферного воздуха сказывается  на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей  планеты. Одним из самых наглядных  показателей состояния биосферы служат леса их самочувствие.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных  дождей в большей степени, чем  широколиственные.

Только на территории нашей  страны общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн. га. Значительным фактором деградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн. га лесных массивов.

Значительное влияние  на химический состав почв оказывает  современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные  химические вещества для борьбы с  вредителями, сорняками и болезнями  растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При  этом с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование  их приводит к нарушению круговорота  веществ в биосфере. Особую опасность  представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются  в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они  включаются в экологические пищевые  цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с  пищей в организм человека.

Одним из основных загрязнителей  воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в  результате естественных ее выходов  в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны  с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и  промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного  производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое  применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее  время потребность в пресной  воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

***

Из-за увеличения масштабов  антропогенного воздействия (хозяйственной  деятельности человека), особенно в  последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и  поставить вопрос о возможности  жизни на планете. Это связано  с развитием промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства  и других видов деятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством  встали серьезные экологические  проблемы, требующие незамедлительного  решения.^*

Экологический кризис — особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Основные причины кризиса:

• Абиотические: качество окружающей среды деградирует по сравнению с потребностями вида после изменения абиотических экологических факторов (например, увеличение температуры или уменьшение количества дождей).
• Биотические: окружающая среда становится сложной для выживания вида (или популяции) из-за увеличенного давления со стороны хищников или из-за перенаселения.

Решение этой проблемы можно  достигнуть только минимизацией загрязнений, произведенных человечеством, до уровня, с которым экосистемы будут в  состоянии справиться самостоятельно. В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.

№13.Биосфера как  экологическая система 

 Биосфера - глобальная  экологическая система планеты,  включающая в себя все живые  организмы вместе со средой  их обитания.           

 Биосфера представляет  собой совокупность частей земных  оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их влиянием и занята продуктами их жизнедеятельности.           

 В 20-е годы X X - го столетия учение о биосфере было развито и преобразовано выдающимся естествоиспытателем академиком В.И. Вернадским. Он впервые подчеркнул исключительную роль живых организмов в образовании биосферы. По его определению, биосфера - структурная оболочка Земли, созданная самой жизнью, где не только живут, но которая преобразована живыми организмами и связана с их жизнедеятельностью. Таким образом, биосфера - это и среда жизни, и результат жизнедеятельности организмов.            

 Благодаря такому подходу  В.И. Вернадский существенно расширил  границы биосферы, включив в нее  всю гидросферу (глубиной до 11 км), нижние слои атмосферы (до озонового  слоя, высотой 25-35 км), где сосредоточен  практически весь кислород, и  часть литосферы до глубины  залегания полезных ископаемых  биогенного происхождения (8-10 м,  реже 3 км).           

 Структура биосферы. Биосфера  имеет иерархическую структуру.  Традиционно в структуре биосферы  выделяют атмосферу, гидросферу  и литосферу. Атмосфера делится  на слои в зависимости от  температуры воздуха: ниже 0°С  -альтобиосфера, выше 0 "С - тропобиосфера. Гидросфера включает в себя океанобиосферу и аквабиосферу, т.е. солено- и пресноводную среду, и также делится на слои в зависимости от освещенности: фото-, дисфото- и афотосферы. Гео(био)сфера состоит из террабиосферы (твердо-водной среды) и литобиосферы (твердо-воздушной среды). Выделенные подсферы включают экосистемы различного иерархического уровня.

№14. Экологическая система. Определение и основные свойства.

Экологическая система - основная функциональная единица экологии, включающая в себя живые организмы (биоценоз) и среду обитания (экотоп), причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни.

Экосистемы представляют собой основные природные единицы  на поверхности Земли. Это не только комплекс живых организмов, но и  все сочетания физических факторов. Всюду, где можно наблюдать отчетливое единство растений и животных, объединенных отдельным участком окружающей среды, говорят об экологической системе.