Шпаргалка по "Экологии"

 

18.Круговорот  веществ в биосфере.

 

Биосфера представляет собой уникальную планетарную экосистему  со  сложившимися биогеохимическими циклами циркуляции наиболее важных для жизни элементов. Одной из особенностей биосферы  является  наличие  мощных буферных систем (в атмосферном воздухе,  гидросфере и литосфере), способных нейтрализовать даже  существенные  нарушения  в установившемся круговороте веществ и энергии.

Биогеохимические циклы биосферы обеспечивают живые  организмы 30...40  химическими элементами,  необходимыми для них. Рассмотрим важнейшие круговороты биосферы  -  воды,  углерода, кислорода, азота,  фосфора и серы.

Вода - важнейшее для живых организмов неорганическое  вещество.

Различают большой и малый круговороты воды.  Малый круговорот начинается испарением воды из океана, затем следует конденсация водяных паров в атмосфере и возвращение в виде осадков в океан.  Большой круговорот включает выпадение осадков на сушу.  Часть  из  них испаряется с поверхности почвы, часть поступает в растения и в результате транспирации (испарения листьями растений)  переходит в  виде  водяных  паров  в атмосферный воздух.  Оставшиеся осадки через реки и подземные воды попадают в океан,  завершая большой круговорот воды.

Углерод содержится в виде CO₂ в атмосфере (23,5*10¹¹ т).  В процессе фотосинтеза он ассимилируется растениями и по пищевым цепям потребляется  консументами разных порядков.  При дыхании живых организмов выделяется  CО₂ ,  поступающий в атмосферу. Часть углерода накапливается в виде мертвой органики, переходя в горючие ископаемые. Свободный кислород в биосфере является в основном продуктом фотосинтеза.

Громадный резервный фонд азота содержится в атмосфере (до 80% ее массы),  атмосферный азот переводится в доступную для растений форму путем атмосферной фиксации при грозовой деятельности и фиксации биоценозами суши и  океана.

Важную роль в круговороте азота в наше время играет  выбросы промышленности  и транспорта,  антропогенные выбросы составляют около 53 млн.т NO₂ в год или примерно 65% всех поступлений NO₂ атмосферу.

В круговороте фосфора резервный  фонд находится  в  горных породах  и отложениях, образовавшихся в прошлые  геологические эпохи. В процессах  эрозии фосфор в форме фосфатов поступает  в океан и отлагается в осадках.

В круговороте серы основной резервный  фонд  находится в почве и донных отложениях океанов и озер, а меньший - в атмосфере. Ключевую роль в круговороте серы играют специализированные микроорганизмы,  обеспечивающие окисление и восстановление серы.

 

В завершение  анализа  биогеохимических  циклов  биосферы следует подчеркнуть их основные особенности:

1. Все круговороты сложились как идеально отлаженная  последовательность процессов   ассимиляции  и  диссимиляции  веществ, обеспечивающих динамическую стабильность среды обитания  живых организмов и прежде всего составов газов атмосферы, солей океана и биогенных элементов почвы.

2. Все круговороты имеют мощные  буферные и обменные фонды, легко компенсирующие  даже  существенные  изменения биогенной миграции элементов вследствие многолетних колебаний климата и расширения экономической деятельности человека.

3. Для каждого газового и водного круговоротов характерно свое время оборота биогенных элементов и веществ через живые  организмы (для N₂ - 100 лет,  СО₂ - 200...300 лет, О₂ -  2000...2500 лет, Н₂О - 2 млн. лет).

4. В наше время изменения,  вносимые  экономической деятельностью человека в биосферные круговороты, стали вполне сравнимы с масштабами соответствующих  природных  процессов  (например, поступление CO₂ в атмосферу за счет сжигания топлива человеком увеличилась более  чем в 2 раза;  65% поступлений NO₂ в атмосферу составляют  антропогенные выбросы; промышленная фиксация N₂ составляет 2/3 от биологической).

 

19. Человек  в биосфере.

 

Человек справедливо  считается  венцом эволюции органического мира.  Необычайная сложность такого явления  как  человек стала причиной многообразия подходов к изучении человека,  как объекта сознания.  Н.Ф. Реймерс выделяет биологический, психологический,  социально-экономический  и  естественно природный аспекты анализа.  При первом из них изучаются строение и функции человека,  при  втором - его этолого-поведенческие особенности, при третьем - общественные и экономические связи,  при четвертом трудовые  характеристики  и этнические особенности. Наиболее четкой является граница между биологическими и  социальными подходами.  Если рассматривается индивид, репродуктивная группа,  адаптивный тип и т.д., то это будет биологический аспект анализа и в том числе экология человека.  Но если рассматриваются личность,  семья,  социальные группы и классы,  то это уже  социальные  науки  и в том числе социальная экология.

Помимо этой специфической роли человека в природе следует указать  и  на  другие характеристики,  определившие его особое место в  биосфере.  Во-первых,  человек  является  практически единственным видом,  проживающим во всех основных частях биосферы, т.е. во всех климатических зонах и во всех регионах планеты, в том числе в Антарктиде.  Человек осваивает околоземное пространство, изучается возможность его жизни на континентальном шельфе.

Во-вторых, промышленная революция, начавшаяся в XVIII веке, и научно-техническая революция XX века привели к резкому усилению антропогенных воздействий на  биосферу.

В-третьих, следует учитывать этолого-психологические  особенности человека. Главной из них будет альтруизм, т.е. бескорыстная забота о благе других людей. По В.М. Эфроимсону именно альтруизм и  сформировал человека   как генетическую общность.

Следует учитывать также выраженную инерционность человеческой психики.  Переход на новые, более соответствующие нашему времени ценности,  приоритеты и ориентации займет продолжительность  жизни  нескольких поколений людей (т.е. не менее 60 лет).  Перестройка человеческой психологии в эпоху глобальных экологических  кризисов  тем более сложна,  что она потребует изменения нравственного императива человечества, отказа от  ряда  освященных мировыми религиями положений и установление новых,  продиктованных глубокой экологией,  заповедей поведения.

 

21. Среды жизни  человека и формы адаптации  к ним.

В зависимости  от  степени  антропогенных  преобразований различаются естественные,  антропогенные и формируемые среды обитания. К естественным относятся регионы, в которых остались практически в неизмененном виде сложившиеся биоценозы и где регистрируются только общепланетарные антропогенные изменения. Антропогенная среда обитания  поддерживается  систематическими усилиями человека  и при его уходе она разрушается (например, агросистемы. грунтовые дороги,  ирригационные комплексы), антропогенными могут  быть  целые регионы,  превращенные вековыми усилиями проживающих там людей в наиболее  отвечающие  потребностям человека территории (например, ландшафты Англии, районы интенсивного сельскохозяйственного производства  Юго-Восточной

Азии).

Формируемые  или искусственные  среды обитания представлены прежде всего городами и урбанизированными территориями, в которых даже  трава  может  заменяться искусственными зелеными покрытиями (США). Полностью формируемыми создаются среды обитания для космонавтов и акванавтов.  Последним должен быть обеспечен особый состав воздуха для дыхания, так как при создаваемых в этих случаях уровнях барометрического давления О₂ становится токсичным, a N₂ - наркотиком.

По функциональному  назначению выделяют производственную, бытовую, селитебную и рекреационную  среды.  Один из  вариантов последних - естественная природа с ее климатическими и бальнеологическими факторами.

Главной особенностью условий жизни  человека, взятых в целом, является громадный диапазон значений воздействующих  факторов.

Аналогичный разброс значений характерен и для других факторов среды:  солнечного излучения,  скорости движения  ветра, стихийных явлений природы и т.д. Однако  люди, длительное время проживающие в экстремальных условиях (например,  в Тибете), как правило, хорошо приспособлены к этим  экстремальным условиям.

Адаптация человека, т.е. передаваемое по наследству приспособление строения,  функций и поведения к ОС,  соответствует общим законам биологической адаптации.  Однако   у человека  в этом важном и сложном процессе имеются свои особенности.  Первая из них заключается в применении целого ряда  небиологических средств для защиты от неблагоприятных факторов, а  именно:

1) применение одежды и обуви для защиты от экстремальных температур;

2) использование инженерных средств защиты (зданий и  сооружений, систем отопления, кондиционирования и вентиляции, средств коллективной и индивидуальной защиты);

3) изменение калорийности и режима питания;

4) медицинская профилактика предполагаемых нарушений:  повышение иммунитета; применение актопротекторов, адаптогенов и т.д.

Второй особенностью адаптации  человека является специфичность его поведенческих характеристик. В отличие от животных поведенческие реакции  человека  осознаны:

доминирующая роль в  них принадлежит мотивам высокого духовного плана, тому нравственному императиву,  который по мнении  В.М. Эфроимсона и создал человека, позволил ему выделиться из общего ряда животных, населяющих Землю.

Третьей особенностью человека является то, что помимо его приспособления к природным и  временным  факторам  в  реакциях адаптации большое  место  занимают  социальные  условия  жизни (адаптация к стрессам,  рабочим нагрузкам и т.д.).

.). Классификация факторов,  к которым адаптируется человек (по Н.й. Агаджаняну), представлена на рис. 2.4.

К социальным  факторам  относятся экстремальные (особенно для неадаптированного человека) условия на современном  производстве и в быту (включая этологопсихологические негативные воздействия) - позиции 1 и 2 и вредные факторы урбанизированных территорий - позиции 3 и 4.  Первые из них вызывают стресс и приводят к психологическому дискомфорту, сердечно-сосудистым заболеваниям и суициду;  вторые - к хроническим отравлениям, злокачественным опухолям,  увеличению общей заболеваемости  и сокращению средней продолжительности жизни.

 

22. Проблема  роста народонаселения и урбанизации.

 

Проблема роста народонаселения

К негативным   экологическим  проблемам  демографического взрыва относятся фактическое превышение численности  людей  ее оптимального уровня, возрастающий недостаток продуктов питания и изменение возрастной структуры человечества.  Перед рассмотрением перечисленных вопросов необходимо отметить, что как сам рост народонаселения, так и вызванные им последствия совершенно по-разному выражены в передовых и развивающих странах.

Между тем по мнению другой группы  экологов оптимальная численность  населения нашей планеты составляет 1,5 млрд. чел.  Человеку тяжела теснота и скученность  современных городов, вредны  не  только  превышающие ПДК и ПДУ уровни воздействия негативных факторов, но и само их появление в воздушном бассейне города; полезней чистая ключевая вода, а не обработанная хлором водопроводная,  и необходима дикая  нетронутая природа.

В РФ  проблемы  избыточного  роста  населения в настоящее  время нет. Более того, население страны сокращается из-за резкого ухудшения качества жизни,  в том числе и по экологическим причинам; падает рождаемость и увеличивается смертность. Только от  самоубийств  в  последнее  время страна теряет ежегодно около 70 тыс. чел.

Вторым негативным последствием роста  народонаселения можно считать увеличение недостатка  продуктов  питания.  Третьим последствием роста народонаселения является изменение возрастной  структуры  общества.  Увеличение численности населения планеты сопровождалось ростом средней  продолжительности жизни.

Демографическая ситуация в РФ  имеет  свои  специфические особенности. Резко  выраженный  экологический  кризис привел к снижению уровня жизни  у большинства  россиян,  резко  возросла смертность, а средняя продолжительность жизни у мужчин в 1995 году упала до 57 лет.

Таким образом,  резкий рост народонаселения  в XX веке существенно обострил экологическую обстановку в  мире  и  РФ  за счет увеличивающегося недостатка продуктов питания,  неблагоприятных изменений возрастной структуры общества в ряде  регионов и,  главное,  все  более отчетливого превышения количества людей на планете над оптимальным  уровнем.  Последнее  обстоятельство настоятельно требует эффективного контроля за рождаемостью и смены ряда важнейших для человечества  приоритетов  и ценностей.

 

Проблема урбанизации

В XX  веке  параллельно росту народонаселения планеты шел процесс урбанизации,  т.е. сосредоточения населения и экономической жизни  в  городах.  Развитие урбанизации  имеет ряд особенностей и создает серьезные экологические проблемы.  К особенностям урбанизации  относятся ее неравномерность,  тенденция развития мегаполисов, изменения естественных условий жизни,  резкое увеличение массобмена в крупных городах и сложность водоснабжения для некоторых из них. Экологическими проблемами крупных городов являются выраженные загрязнения атмосферного воздуха,  сложность ликвидации отходов современного города,  повышение заболеваемости населения и негативные сдвиги нравственности городских жителей.

Процесс урбанизации затронул практически  все  государства мира. Однако  этот процесс идет неравномерно. Второй особенностью урбанизации стала тенденция к создании мегаполисов. Они в развивавшихся странах растут быстрее, чем в развитых, правда, за счет стагнации мелких городов и умеренном росте средних.

Третья особенность урбанизации - резкое  увеличение  массобмена между  городом и другими территориями.  Город является субсидируемой экосистемой и для его функционирования необходима доставка  энергии,  пищи,  воды и сырья для промышленности. Соответственно растут  и отходы.