Теоретические основы мониторинга окружающей среды. Понятие о биосфере. Экосистема. Понятие об окружающей среде и ее факторов

 

по дисциплине: «Мониторинг  природных ресурсов»

на тему: «Теоретические основы мониторинга окружающей среды. Понятие о биосфере. Экосистема. Понятие об окружающей среде и ее факторов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение

1. Теоретические основы мониторинга окружающей среды
2. Понятие о биосфере
3. Экосистема
4. Понятие об окружающей среде и ее факторов

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

Введение

Системы мониторинга природных  сред и экосистем включают в себя средства наблюдения: экологического качества воздушной среды, экологического состояния поверхностных вод  и водных экосистем, экологического состояния геологической среды  и наземных экосистем.

Наблюдение в рамках этого  вида мониторинга проводятся без  учета конкретных источников эмиссии  и не связаны с зонами их влияния. Основной принцип организации —  природно- экосистемный.

Целями наблюдений, проводимых в рамках мониторинга природных  сред и экосистем, являются:

-оценка состояния и функциональной целостности среды обитания и экосистем;

-выявление изменений природных условий в результате антропогенной деятельности на территории;

-исследование изменений экологического климата (многолетнего экологического состояния) территорий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретические основы мониторинга окружающей среды

Огромное значение в организации  регионального природопользования на глобальном, региональном и локальном уровнях, а также оценка качества окружающей человека среды на конкретных территориях, в экосистемах различного ранга. Существует специальный термин для обозначения всей сложной службы по наблюдению, оценке и прогнозу за качеством среды и характером природопользования: «Мониторинг».

Мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности. Прежде всего, это мониторинг антропогенных загрязнений. Наряду с отрицательным влиянием на природу человек может в результате хозяйственной деятельности оказывать и положительное влияние. Часто плачевные результаты хозяйственной деятельности возникают из благих намерений. Чтобы такого не произошло и необходимо изучать окружающую среду, прогнозировать её возможные изменения, как в лучшую, так и в худшую стороны.

Для выявления качества окружающей среды первоочередной задачей является создание глобальной системы мониторинга  окружающей среды (ГСМОС). Мониторингом называется система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной  среды.

Наблюдения могут осуществляться по физическим, химическим и биологическим  показателям, но особенно перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.

При изучении антропогенного влияния на окружающую среду в  первую очередь следует определить общемировое, глобальное фоновое состояние  биосферы. Глобальный мониторинг позволяет  оценить современные фоновые  состояния среды. Программа фонового мониторинга подразделяется на абиотическую и биотическую части. Базовые  станции характеризуют общеглобальное состояние. Во многих случаях фоновые станции располагаются в биосферных заказниках. Региональные станции системы мониторинга служат для получения информации о зонах, подверженных антропогенному влиянию.

Общегосударственную службу наблюдений и контроля за уровнем загрязнения окружающей среды можно разделить на три подсистемы:

1. Подсистема контроля загрязнения в зонах возможного антропогенного воздействия. Сюда относятся наблюдения за воздушной средой зоны городов, промышленных районов, наблюдения за состоянием водной среды устьев рек, участков крупных рек и малых рек, а также озер и водохранилищ в промышленных районах, особенно места сброса сточных вод, районы животноводческих ферм, контроль за состоянием почв больших городов, автомагистралей и крупных дорог, сельскохозяйственных угодий и интенсивным применением ядохимикатов.
2. Подсистема контроля загрязнений на региональном уровне – зон повышенного контроля промежуточных уровней загрязнения - в атмосфере небольших городов, районов, примыкающих к зонам интенсивной работы промышленности, измерения в большом числе мест на реках, озерах и морях, в почвах хозяйственного освоения. Такие измерения должны быть повсеместными, но могут быть не очень частными в пространстве и времени.
3. Подсистема наблюдений на фоновом уровне включает наблюдения на объектах, удаленных от любых локальных источников; например биосферных заказниках, как было сказано выше.

В Российской федерации ведется  биотическая подпрограмма (биологический  мониторинг), направленная на оценку и  прогноз изменения состояния  живой составляющей биосферы - популяций, формирующих экосистемы. Комплекс наблюдений и исследований включает оценку чувствительности видов к небольшим уровням  загрязнения, определения параметров межвидовых взаимодействий, построение прогностических моделей. Результатом анализа являются данные о том, какие популяции и под воздействием какого уровня глобального фона загрязнений снижают свою численность и, таким образом, находятся в опасности.

Насущной проблемой дня  становится организация государственной  службы генетического мониторинга, которая реально должна будет определить объём и рост генетического груза в соответствии со степенями экологического напряжения и дать рекомендации по недопущению факторов, ведущих к увеличению. Наследственные болезни детей должны привлечь к себе особое внимание общественности.

Исходным блоком современного мониторинга окружающей среды должен стать биоэкологический мониторинг. Его ведущее звено - наблюдения за состоянием среды с точки зрения его влияния на состояние здоровья человека, так как конечная цель всей сложной и дорогостоящей работы по непрерывному слежению за состоянием среды- защита интересов человека (человечества). Кроме того состояние здоровья человека - наиболее комплексный показатель состояния окружающей среды, как бы вбирающий в себя всё остальное.

В систему экологических  наблюдений должно входить определение  ряда первоочередных показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения: 1) радионуклиды, 2) газовые  загрязнения: CO2, CO, NO, NO2 и д.р. , 3)минеральные загрязнения: соединения ртути, свинца, мышьяка, фосфора, кадмия, фтора, нитриты, нитраты и д. р. , 4) органические и полимерные загрязнения: пестициды и детергенты, углеводороды нефти, микробные загрязнения и д. р. Необходимо исследование и таких физических факторов среды, как шумы и электромагнитные поля.

Основная сеть пунктов  наблюдения биологического мониторинга  должна быть сосредоточена в местах большой концентрации населения  и в районах наиболее активной его деятельности. Она должна контролировать основные линии связи человека (трофические  и д. р.) с окружающей средой (питьевые воды, вдыхаемый воздух, пищевые  продукты и д. р.).

Важное значение имеет также мониторинг канцерогенных веществ. Он должен и может способствовать снижению концентрации их значений в населённых пунктах и промышленных зонах до их значений близких к фоновым, и тем самым способствовать решению проблем снижения заболеваемости раком.

Исключительное значение в настоящее время приобретает  учет и исследование воздействия  искусственных мутагенных факторов. Мутагенными являются не только химические вещества, но и радиация и биологические  факторы. Мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой  материи – генетическую программу  человека, а также генофонды популяций  всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу. Генетический фонд – совокупность всех видов  живого, обладающих определёнными наследственными  задатками. Каждый биологический вид  неповторим. Он хранит информацию филогенетического  развития, расшифровка которой имеет  огромное, как научное, так и практическое значение. исчезновение хотя бы одного вида – большая утрата для науки и практики.

Гармоничное развитие народного  хозяйства с учетом экологического резерва биосферы и ожидаемых  экологических и экономических  последствий воздействия на нее  возможно лишь при наличии и правильном использовании информации, представляемой системой мониторинга.

В систему мониторинга  должны входить следующие основные процедуры:

• выделение (определение) объекта наблюдения;
• обследование выделенного объекта наблюдения;
• составление информационной модели для объекта наблюдения;
• планирование измерений;
• оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;
• прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;
• представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Понятие о биосфере

Та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой  существуют и развиваются растительные и живые организмы, называется биосферой. Иначе, биосфера- это оболочка жизни. В ее состав входят не только растительный покров и животное население планеты, все реки и озера, водная масса океанов, но и почвенный слой, значительная часть тропосферы и самый верхний слой земной коры - зоны выветривания. На земной поверхности практически нет площадей, где отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях или на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микробы и другие микроорганизмы.

Биосфера (от греч. bios - жизнь, sphaira - шар) - область системного взаимодействия живого и костного вещества планеты. Она представляет собой глобальную экосистему - совокупность всех биогеоценозов (экосистем) нашей планеты.

Заслуга создания целостности  учения о биосфере принадлежит В.И.Вернадскому. Используя этот термин, он создал науку  «биосфера», ввел понятие «живое вещество» - совокупность всех живых организмов, а также отвел живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая деятельность организмов не только в настоящее  время, но и в прошлом. Поэтому  биосфера - это все пространство, где существует или когда-либо существовала жизнь, т.е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно называют современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к былым биосферам, иначе палеобиосферам или мегабиосферам. Примеры последних - безжизненные ск4опления органических веществ (залежи угля, нефти, газа и др.) или запасы иных соединений, образовавшихся при непосредственном участии живых организмов (известняки, ракушечники, образования мела, ряда руд и многое другое).

Биосфера включает в себя:

• Аэробиосферу - нижнюю часть атмосферы;
• Гидробиосферу - всю гидросферу;
• Литобиосферу - верхние горизонты литосферы (твердой земной оболочки).

Границы нео - и палеобиосферы различны.

Верхняя граница теоретически определяется озоновым слоем. Для необиосферы - это нижняя граница озонового слоя (около 20 км), ослабляющего до приемлемого уровня губительное космическое ультрафиолетовое излучение, а для палеобиосферы - это верхняя граница того же слоя (около 60 км), ибо кислород в атмосфере Земли есть результат преимущественно жизнедеятельности растительности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Экосистема

Экосистема - основное понятие  экологии.

Экология рассматривает  взаимодействие живых организмов и  неживой природы. Это взаимодействие,  во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам.

Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно  представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы  осуществляется полный цикл, начиная  с создания органического вещества  и заканчивая его разложением  на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет  устойчивость в течение некоторого  времени, что обеспечивается определенной  структурой биотических и абиотических  компонентов. 

Примерами природных экосистем  являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Как видно из примеров, более  простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических.

Таким образом, устройство природы  следует рассматривать как системное  целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из которых  является уникальная глобальная экосистема - биосфера. В ее рамках происходит обмен  энергией и веществом между всеми  живыми и неживыми составляющими  в масштабах планеты.