Основы экологии. Законы биосферы

- структуру экосистемы, ее функциональные  компоненты, круговорот веществ  и энергии, есть все, что  определяет, как \"работает\" экосистема;

- энергетику экосистемы, направления  и скорости движения веществ  и энергии трофическими цепями;

- продуктивность экосистемы в  виде биологической продукции  и биомассы, производительности  отдельных трофических уровней  или представителей биоты;

- утилизацию организмами природных  ресурсов и потока энергии;

- видовой и популяционный состав, количественное соотношение популяций  в экосистеме, а также пространственное  распределение отдельных элементов  экосистемы

Выделение и пространственное выделение  различных экосистем делают достаточно произвольно Четкие границы между  ними случаются редко (например, почти  всегда есть четкая граница между  водной и наземной экосистемами) Между  другими и экосистемами устанавливается  переходная зона, имеет особенности, присущие обоим смежным системам.

 

 

 

 

 

 

 

 

                          Разновидности эрозийных процессов

Эрозия почв — это процесс их разрушения. Различают водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия происходит под воздействием временных потоков атмосферных  вод (ливневые дожди, талые воды и  т. д.). Различают плоскостную, или  поверхностную, и линейную, или глубинную, водную эрозию.

Плоскостная эрозия проявляется в сносе поверхностными водами верхних, наиболее богатых гумусом и элементами питания горизонтов почвы. В результате этого процесса почва лишается самого плодородного слоя, а на поверхность выходит материнская порода.

Линейная эрозия — это размыв почвы с образованием вначале небольших промоин, развивающихся впоследствии в громадные овраги. Некогда ценные сельскохозяйственные угодья расчленяются многочисленными рытвинами и оврагами и переходят в разряд бросовых земель. Линейная эрозия развивается вслед за плоскостной и охватывает незначительную площадь, но более заметна, чем эрозия плоскостная.

Разрушение почвы текущими водами наблюдается и в условиях орошаемого земледелия. Здесь оно проявляется в систематическом выносе почвенных частиц оросительными водами, за что этот вид эрозии и получил название ирригационный.

Водная эрозия распространена в районах с сильнорасчлененным рельефом. У нас она наиболее выражена в лесостепной и степной зонах и в горных областях страны.

Ветровая эрозия, или дефляция, сопровождается выдуванием мелких почвенных частиц ветром и переносом их на значительные расстояния. В местах выдувания посевы гибнут из-за обнажения корневой системы растений, и засекания их движущимися с большой скоростью частицами, тогда как в зоне отложения мелкозема посевы оказываются погребенными под толстым слоем пылевидных наносов. В период сильных ветров в воздух на большую высоту поднимается такое громадное количество пыли, что становится темно, как в сумерки. Такие бури называют пыльными (или черными)  они могут возникать в любое время года.

Пыльные бури не только губят посевы, но и сильно снижают плодородие почвы. Нередко на ветробойных участках, где сила ветра бывает максимальной, почвы в течение нескольких дней полностью теряют перегнойный горизонт. В то же время, по подсчетам X. Беннета, на восстановление гумусового слоя толщиной 2,5 см естественной растительностью требуется от 300 до 1000 лет.

Ветровая эрозия наиболее распространена в слабооблесненных и открытых для  ветров степных районах.

Причин возникновения  эрозии много. Основная из них — нерациональное использование сельскохозяйственной территории, выражающееся прежде всего в уничтожении естественной растительности.

Растительный покров предохраняет почву от чрезмерного иссушения, резко снижает скорость ветра у поверхности почвы, защищает почвенные агрегаты от механического разрушения каплями дождя. Корневая система растений не только скрепляет почвенные частицы, препятствуя их выдуванию и смыву, но и способствует образованию водопрочной структуры. Накапливающийся на поверхности почвы слой влагоемких органических остатков в виде лесной подстилки или дернины препятствует возникновению потоков текущих вод даже в период обильного увлажнения. Этому благоприятствует также хорошая водопроницаемость почв, которые под покровом растений меньше промерзают зимой и быстрее оттаивают весной.

Существенное влияние на интенсивность  проявления эрозии почв оказывают также  рельеф территории, климат, состав и  свойства почв. Пересеченность местности, обилие ливневых осадков, высокая скорость ветра, сильное иссушение почвы и незначительное содержание гумуса в ней, содержание в почве большого количества пылеватых и песчанистых частиц, карбонатность материнских пород усиливают процессы разрушения почв.

Подробная классификация и диагностика  смытых почв различных типов разработана  С. С. Соболевым.

При дальнейшем развитии эрозии почвы, когда бывают полностью смыты  все почвенные горизонты и  почвы настолько потеряли плодородие, что не распахиваются, на почвенных картах показывают выходы почвообразующих пород. Эти породы делятся на две группы: рыхлые, еще пригодные для пахоты, залужения и облесения, и каменистые плотные породы (выходы мела, опок, песчаников, известняков и т. д.), где обычная пахота невозможна.

Почвы, подверженные ветровой эрозии, по степени эродированности разделяют  также на четыре категории: слабо-, средне-, сильно- и очень сильноэродированные, пользуясь описанными выше признаками для почв, подверженных водной эрозии.

Намытые почвы разделяют по мощности отложившегося слоя: слабонамытые —  до 20 см, средненамытые — 20—50 см и  сильнонамытые — более 50 см.

Намытые почвы отличаются повышенным плодородием, когда откладываются  мелкоземистые продукты разрушения гумусовых горизонтов. Если на поверхности  почвы откладываются значительные толщи продуктов разрушения подпочвы (глина, песок, щебенка) или более глубоких, но менее плодородных горизонтов, то такие намытые почвы отличаются резко сниженным плодородием. При определении намытых почв нужно указывать, на какую почву отложился водный или эоловый нанос. Классификацию намытых почв обычно составляют на месте, учитывая состав наносов.

 

Виды эрозийных  процессов в южной части Псковской  области

Псковская область расположена  в дерново-подзолистой почвенной подзоне южной тайги и смешанных лесов. Разнообразие природных условий, пересеченный рельеф, частая смена почвообразующих пород определяют сложность почвенного покрова.

Почвы формируются в результате действия ряда почвообразующих факторов -климата, растительности и животных организмов, рельефа, подстилающих пород, возраста почвенного покрова, хозяйственной  деятельности человека.

Влажный, умеренно-прохладный климат Псковской области предопределяет промывной режим и избыточное увлажнение почв. Живые организмы являются основным источником почвенного гумуса. Возникновение почвы как самостоятельного образования стало возможным только благодаря действию биологические факторов. Рельеф играет ведущую роль в перераспределении тепла и влаги, продуктов почвообразования на земной поверхности. Почвообразующие породы оказывают большое влияние на механический состав, строение и физические свойства почв.

Развитие почвенного покрова зависит  также от его возраста. Формирование почвенного покрова Псковской области, с геологической точки зрения, началось недавно, после отступления  валдайского ледника, и продолжалось около 12 тысяч лет. Почвенный покров других областей России, которые расположены  южнее, значительно старше.

С развитием человеческого общества важным почвообразующим фактором стала хозяйственная деятельность человека. Непосредственное воздействие на почвенный покров осуществляется, прежде всего, в процессе земледельческого использования почв. Обработка сельскохозяйственных угодий, внесение органических и минеральных удобрений, известкование почв, осушение приводит к изменению свойств почв в нужном для человека направлении. Вместе с тем, могут проявляться и отрицательные явления, ухудшающие свойства почв, - эрозия, заболачивание, химическое загрязнение промышленными отходами. Важным по своим последствиям является также косвенное влияние человека -уничтожение лесной растительности, выпадение кислотных дождей.

      Так на юге Псковской области, интенсивность эрозионных процессов смыва плодородного слоя возрастает в связи с увеличением площади пашни. На участках конечных морен сытые почвы занимают около 8% а местами до 25%  .

   Вывод:  в регеоне юга Псковской области ярко выражена водная эрозия плоскостного типа

 

 

 

          Основные загрязнители почвы и их влияние на человека

    Почва – особое природное образование, обладающие рядом свойств,

присущих живой и неживой  природе, сформировавшееся в результате длительного

преобразования поверхностных  слоев литосферы под совместным

взаимообусловленным взаимодействием  гидросферы, атмосферы, живых и мертвых

организмов.

    Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни

общества определяется тем, что  почва представляет собой источник

продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для

населения планеты.

    Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым

понимается совокупность свойств  почвы, обеспечивающих урожай

сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с

запасом питательных веществ в  ней и ее водным, воздушным и  тепловым

режимами. Почва обеспечивает потребность  растений в водном и азотном

питании, являясь важнейшим агентом  их фотосинтезирующей деятельности.

Плодородие почвы зависит также  от величины аккумулированной в ней  солнечной

энергии. Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной

энергии в ходе фотосинтеза и  создания биомассы, трансформируясь  в n*1010 т

органического вещества.

     Загрязнение почв  связано с загрязнением атмосферы  и воды. В почву

попадают различные твердые  и жидкие отходы  промышленного  производства,

сельского хозяйства и коммунально-бытовых  предприятий. Основными

загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения,

радиоактивные вещества, удобрения  и пестициды.

 

Главными источниками загрязнения  являются:

1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с  фекалиями в почву

нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные  бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц

гельминтов, определяя тем самым  возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы

России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов – от 1 до 3 лет.

2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной

промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы,  в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений  от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения

минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия,

клещевой энцефалит и др.), с  другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на

окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека. Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в

виде аэрозоля. Свинец выбрасывается  в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в