WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 23 |

27. Что такое перехват, эвапотранспирация, инфильтрация 28. Что такое экологическая сукцессия и каковы ее признаки, виды, стадии 29. В чем значение для человечества знания закономерностей экологической сукцессии 30. В чем сущность гомеостаза и экологического равновесия Каковы механизмы саморегуляции экосистем 2. РЕСУРСЫ БИОСФЕРЫ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НИХ ЧЕЛОВЕКА 2.1. Этапы воздействия человека на биосферу Различают пять этапов воздействия человека на биосферу.

1-й этап – до 30 тыс. лет назад, когда воздействие древнейшего человека на биосферу было ничтожным. Все, что человеку было необходимо для удовлетворения потребностей в еде, одежде и жилище, он добывал собирательством, использовал готовые продукты и объекты природы. На природу он воздействовал так же, как и другие дикие животные.

2-й этап – около 30–10 тыс. лет назад. Это начало активной деятельности человека, которая была связана не только с собирательством, но и с охотой. Охота заметных изменений в экосистемы не вносила, урона биосфере не было. Лишь в отдельных, редких местах временного скопления людей в конце этого этапа, возможно наблюдалось временное истощение охотничьих угодий, что могло приводить к частичной гибели людей и их расселению по другим территориям.

3-й этап – около 10–5 тыс. лет назад. Он связан с началом скотоводства, с развитием которого начинается заметное воздействие человека на растительность, обусловленное неумеренной пастьбой скота на землях с засушливым климатом. Отмечается устойчивое изменение человеком некоторых экосистем. Так, имеются свидетельства, что до периода одомашнивания диких животных пустыня Сахара была плодородной областью. Вероятно, домашние животные превратили в пески территорию Саудовской Аравии, Средней Азии.

4-й этап – примерно 5–7 тыс. лет назад, когда человек стал заниматься земледелием. Во времена древнейших цивилизаций, а затем позднее, в древние века и последние столетия, развитие земледелия усугубило преобразование экосистем в связи с распашкой земель, выжиганием и вырубкой леса. Это привело к дальнейшему опустыниванию земель. В целом земледельческая деятельность человека, а в последние века человеческой цивилизации и развитие промышленности заметно обострили экологическую ситуацию на Земле.

5-й этап – ХХ век. Начало глобального, быстро нарастающего изменения экологических компонентов биосферы. Это связано с быстрым ростом численности людей (рис. 2.1) и ростом масштабов их бытовой, сельскохозяйственной и промышленной деятельности.

Численность населения 10 тыс. лет до новой эры составляла около 10 млн чел. (численность современной Москвы); в начале новой эры (2 тыс. лет назад) – 230 млн, в 1000 г. (1000 лет назад) – 275 млн, в 1500 г. (500 лет назад) – 450 млн, в 1830 г. (170 лет назад) – 1 млрд, в 1900 г. (100 лет назад) – 1,6 млрд В ХХ в. численность людей N росла по экспоненте: 1930 г. (70 лет назад) – 2 млрд, 1959 г. (41 год назад) – 3 млрд, 1975 г. (25 лет назад) – 4 млрд, 1987 г. (13 лет назад) – 5 млрд, 1999 г. – 6 млрд чел. Так, с 1950 г.

она растет согласно уравнению:

N 10[9,4 + 0,0077(t – 1950)]. (2.1) N, млрд чел. – 5 – 4 – 3 – 2 – 1 – 0 600 1200 1800 1900 1950 t, годы Рис. 2.1. Рост численности населения Земли в новую эру Современные вредные воздействия на биосферу в результате деятельности человека разнообразны. Их делят на две группы: истощение природных ресурсов, когда потребление этих ресурсов выше способности природной среды к их воспроизводству; загрязнение природной среды, что наносит урон живым организмам и среде их обитания.

2.2. Ресурсы биосферы 2.2.1. Виды ресурсов биосферы Ресурсы биосферы – это любые природные и техногеннные источники и предпосылки, необходимые для жизнедеятельности живых организмов, включая человека. Природные ресурсы: минеральное сырье, вода надземная и подземная, земли, леса, растения, рыбы и т.д.

Классификация ресурсов. Они подразделяются: по свойствам – на биологические, минеральные и энергетические ресурсы;

по производственным характеристикам – на водные и гидроэнергетические ресурсы; земельный и лесной фонды; обитателей вод, лесов, степей (фауна); полезные ископаемые; по происхождению вещества – на ресурсы живого, биогенного и биокосного вещества (вода, почва, недра). По скорости и объему использования различают исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы, по возможности замены – заменимые, незаменимые.

Исчерпаемые ресурсы. Они используются быстрее, чем воспроизводятся. Их делят так: а) невозобновляемые ресурсы: газ, уголь, нефть; исчезающие виды животных и растений; б) относительно невозобновляемые ресурсы: почвы, деревья больших возрастов и т.п.; в) возобновляемые ресурсы. Это животные, растения, которые природа или человек способны воспроизводить в исходном или нужном количестве (домашний скот, зерно, лес).

Неисчерпаемые ресурсы воздух, воды океанов, энергия Солнца.

Незаменимые ресурсы – это ресурсы, которые заменить нельзя: воздух, питьевая вода, виды и популяции живых организмов.

Заменимые ресурсы – их можно заменить другими видами.

Например, вместо энергии минеральных топлив можно использовать атомную и солнечную энергию.

2.2.2. Ресурсы атмосферы Атмосфера – это газообразная оболочка Земли, которая делится на тропосферу (до 20 км), стратосферу (20–40 км), мезосферу (40–80 км), ионосферу (80–500 км). Оценочное значение массы атмосферы – 5 200 000 млрд т. В ней масса азота составляет 4 050 млрд т, кислорода – 1 100 000, аргона – 48 000, диоксида углерода – около 1300 млрд т. Пары воды и пыль занимают в воздухе дополнительно до 3-4% по объему. Масса паров воды – около 13 млрд т.



Атмосфера оказывает регулирующее влияние на температурный режим Земли. Она защищает биосферу от коротковолнового излучения, является средой распространения света и звука, способствует горению. За 200 лет измерений физических параметров атмосферы они колебались в следующих пределах: максимальная температура воздуха – до + 58 °С (Триполь, 1922), минимальная – до – 88,3 °С (Антарктида, станция «Восток», август 1960 г.), максимальное давление – до 100 кПа (Туруханск, декабрь 1968 г.), минимальное – до 85 кПа (тайфун Ненси, сентябрь 1961 г.), максимум осадков – за год 24326 мм (Индия, Чарапунджи, 1947 г.), скорость ветра – до 110 м/сек или 400 км/час (Флорида, 1935 г.).

Жизнь простирается в тропосфере до 6–8 км. Состав чистого, сухого воздуха в этом слое (по объему): азота – 78%, кислорода – 21;

аргона – 0,93; диоксида углерода – от 0,02 до 0,04; других газов (водород, озон, гелий, аммиак и т. п.) – около 0,02%. Без воздуха процесс дыхания в биосфере невозможен. Человек без воздуха погибает через 3–5 мин. В сутки он потребляет около 500 л кислорода (до 10 тыс. л воздуха). До 1950 г. населением затрачено на дыхание около 270 млрд т кислорода, за 50 последних лет – около 250 млрд т.

2.2.3. Ресурсы гидросферы Значение воды. Вода – уникальное вещество. Во-первых, она уникальна по своим свойствам, обусловленным водородными связями. Если бы не эти связи, то вода замерзала бы при –100 оC, а кипела при 80 оC. Благодаря им она имеет необычно высокую теплоемкость, температуру парообразования, теплопроводность, диэлектрическую проницаемость. В воде растворимы многие жизненно нужные вещества. Аномальна ее плотность, которая максимальна при 4 оC. Лед легче жидкой воды, поэтому в морозы в реках и водоемах он не опускается на дно, а образует верхний защитный слой, предохраняющий воду от полного замерзания. Это очень важно для живых организмов гидросферы.

Во-вторых, благодаря круговороту воды: океан–атмосфера– суша, обеспечивается не только водообмен, но и перераспределение тепловой энергии. Вода то испаряется, на что тратится тепло, то конденсируется, и тепло выделяется. Это способствует стабилизации климата.

В-третьих, и это самое главное, вода – это жизнь, основной компонент живого. Без воды жизнь невозможна. Большинство животных без воды и пищи, содержащей воду, умирают через 5–суток.

Классификация вод. Природные воды делят на три вида.

Атмосферные воды – это осадки в виде дождя и снега. Они весьма чистые (кроме городов) и содержат лишь растворенные газы. Поверхностные – воды рек, озер, морей, ледников. Они имеют широкий диапазон примесей – от весьма чистых (ледниковые) до соленых (морские). Подземные – воды, находящиеся в колодцах, пещерах, скважинах; их состав может быть разным, но прозрачность высокая.

По содержанию солей различают пресные воды с суммарным количеством солей меньше 1 г/л (0,1%), солоноватые – 1–10 г/л, соленые – 10–50 г/л, рассолы – больше 50 г/л. Воду также различают по ее жесткости. Классификация воды по видам потребителей:

хозяйственно-питьевая – для нужд населения, рыбхозов; промышленная: технологическая и энергетическая (охлаждение); для нужд сельского хозяйства – на животноводство, растениеводство.

Распределение воды в биосфере. В океанах, морях и соленых озерах имеется около 1,4 млрд км3 соленой воды (97%). На суше свободной пресной воды находится до 40 млн км3 (3%). Эта вода распределяется следующим образом (млн км3): полярные и горные льды и ледники – 29; пресные подземные воды – 10; в озерах – 0,12; болотах и руслах рек мира – 0,12; почве – 0,1; атмосфере в виде пара – 0,013; живых организмах – 0,003.

Для жизни человека, флоры и фауны важно состояние пресных речных и озерных вод. Ежегодно возобновляемый объем пресной воды, равный годовому стоку рек мира, составляет около 0,млн км3, т. е. около 40 тыс. км3. Это 0,003% общих запасов воды и около 0,1% пресной воды.

Ресурсы пресной воды распределены весьма неравномерно.

Баланс воды изменяется не только от места к месту, но и с течением времени. Так, в IV тысячелетии до н.э. территория современной пустыни Сахары представляла собой саванну с полноводными реками Ахаггар, Тассилин-Адджер и другими, с разветвленной водной сетью. Дефицит пресной воды наблюдается во многих районах Земли. Недостаток ее уже испытывает 1/3 населения планеты. А потребности в ней удваиваются через каждые 20–30 лет. В России, особенно в Сибири (80% ресурсов воды), обеспеченность водой на высоком уровне.

2.1.4. Ресурсы суши Суша – это поверхность Земли, не покрытая водой.

Биолитосфера – верхний слой литосферы толщиной 2–3 км, где есть жизнь.

Ресурсы биолитосферы представляют три группы объектов:

неживая природа – почвы, льды, снега, пески, глины, камни, скалы, руды; живая природа – леса, луга, нивы, человек, фауна, флора, микроорганизмы; антропогенные объекты – поселения, дороги, бытовые, промышленные и сельскохозяйственные предприятия и зоны, места разработки месторождений.

На Земле из общей площади суши в 13,8 млрд га леса занимают 3,9 млрд га (28%), луга – порядка 2,3 (17%); пашни – 1,(10%); ледники и мало пригодные земли – 6,2 млрд га (45%).

В России из 1,71 млрд га территории леса и кустарники составляют 0,78 млрд га (45,5%); сельскохозяйственные угодья, пастбища и болота – 0,66 (38,5%); земли населенных пунктов, предприятий, транспорта и связи – 0,013 (0,8%); земли запаса и охраняемые земли – 0,18 млрд га (10,5%).





Полезные ископаемые. Это природные минеральные вещества, которые могут использоваться человеком для хозяйственных нужд. Их классификация рудные ископаемые – бокситы, хромиты, железная, медная, никелевая и другие руды; строительные материалы и нерудные ископаемые – песок, глины, щебень, известняк, гранит, мрамор, горный хрусталь, яшма, корунд, алмазы и т.д.; горно-химическое сырье – апатиты, фосфориты, поваренная соль, сера, барит и т.п.; топливные ископаемые – нефть, уголь, сланцы, торф, руды урана; гидроминеральные ресурсы – подземные пресные и минерализированные воды, ресурсы морской воды.

Запасы невозобновляемого ископаемого топлива, доступного для добычи, по приближенным подсчетам, составляют 7000– 12500 млрд т условного топлива. Из них (млрд т): каменного угля – 5000–11000; жидких углеводородов – 800–1200; природного газа – 600–800.

Ресурсы фитоценозов. На Земле из общей площади суши в 13,8 млрд га фитоценозы занимают около 7,6 млрд га (55%), из них пашня площадью в 1,4 млрд га (10% суши), обеспечивает 95–97% продовольственных ресурсов для населения планеты.

В России из 1,71 млрд га суши оленьи пастбища занимают 0,33 млрд га (19%); сельскохозяйственные угодья – 0,22 млрд га (13%), из них пашня – 0,13 млрд га (8%).

Почвы. Почва – поверхностный плодородный слой земной коры, дающий жизнь растениям. Как составная часть биосферы, почва – особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместном взаимообусловленном воздействии гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.

Плодородие – способность почвы удовлетворять потребности растений в питательных веществах и воде. При правильном использовании почвы повышаются качество и количество урожая.

Возможности почв давать урожай определяют масштабы развития биосферы и человечества.

Образование почвы. Почва представляет собой природное тело, которое медленно (сотни и тысячи лет) образуется с участием солнечного излучения из поверхностных слоев различных пород при многообразных, совместных физико-химических и биохимических взаимодействиях минеральных веществ, воды, воздуха и различных организмов. Она – многовековой продукт жизнедеятельности живых, прежде всего продуцентов (растений), образующих посредством фотосинтеза органические вещества, и почвенных, перерабатывающих эти вещества, организмов. Сложный, циклический процесс образования почвы определяют следующие основные факторы: климат (интенсивность и продолжительность освещения местности Солнцем, количество и равномерность осадков, температурный режим и т.п.), состав горных пород и рельеф местности (равнина, холмы, горы, ориентация склонов), тип растительности (лес, кустарники, трава) и объемы ее изъятия из экосистемы. Если восстановительная способность плодородия почв (не почв, а только их плодородия!), где есть условия для образования лугового чернозема, составляет 5–10 лет, то, например, в тундре для восстановления продуктивности нарушенного слоя почвы необходимы десятки и сотни лет.

В составе почв различают твердую, жидкую и газообразную фазы. Твердая часть почв на 80–90% состоит из минеральных компонентов: оксидов кремния (песок), алюминия (глина), железа, натрия, калия, магния, кальция, а также их карбонатов, сульфатов, хлоридов, соединений фосфора и др. По содержанию минеральных компонентов почвы разделяются на песчаные, супесчаные, суглинки, глины.

Органическое вещество состоит из гумуса (лат. почва), т.е.

перегноя (от 0,1 до 20%), который содержит лигнин, дубильные вещества, углеводы, белки, органические кислоты, жиры и другие органические соединения.

Важная составная часть почв – почвенные живые организмы:

биофаги (грызуны, насекомые, черви, бактерии и др.), которые питаются живыми организмами и их тканями; сапрофаги (черви, грибы, бактерии), питающиеся мертвыми организмами и их тканями;

микроорганизмы, разлагающие сложные органические вещества до минеральных веществ.

Пористость твердой фазы почвы обычно составляет 40–60%.

У торфяников она достигает 90%, у суглинков снижается до 30%.

Поры почвы заполняет раствор и воздух, содержащий до 8% СО2.

Соотношение между содержанием раствора и воздуха в порах сильно зависит от влажности почвы.

Классификация почв. Общепринятой классификации почв нет. Самыми плодородными почвами, содержащими высокий процент гумуса, органических веществ и почвенных организмов в толстом поверхностном слое (до 50–80 см), являются луговые черноземы, затем идут каштановые, серые лесные и бурые пустынностепные почвы (30–40 см). Слои торфа толщиной до 20–30 см образуются на болотах. Тонкий (до 5–10 см), не очень богатый гумусом плодородный слой имеют красноземы (тропическая зона), желтоземы, подзолистые, тундровые почвы. Бедные почвы: сероземы, солончаки, пустынные почвы. В России черноземы составляют почти 2/3 обрабатываемых земель, на них получают около 80% выращиваемой на земле продукции.

2.2.5. Ресурсы живой природы Ресурсы биомассы. В океане имеется 3,9 млрд т общей живой биомассы. Из них криля – от 1 до 3, добываемой рыбы – 0,млрд т. Общая биомасса суши (сухой вес), в основном растений, составляет около 2000 млрд т. На биомассу гетеротрофных животных приходится лишь около 20 млрд т, из них людей – 0,2 млрд т, т.е. 0,01%.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 23 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.