Третий этап
(50-е гг. XX в. – до настоящего времени) Превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружающей человека среды. Из строгой науки экология превращается в «значительный цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики..»
Середина XX века была отмечена расширением комплексных исследований экосистем (В. И. Жадин, Г. Г. Винберг, Р. Линде-ман, Г. Одум и Ю. Одум, Р. Маргалеф и многие другие
Во второй половине XX века начал осуществляться переход к пониманию необходимости сохранения естественной природы и стабильной окружающей среды. Осознание важности этой проблемы произошло прежде всего в тех странах, которые являлись крупными потребителями энергии и других природных ресурсов, а поэтому были основными загрязнителями окружающей среды. Своего рода точной отсчета в существовании природоохранной деятельности, основанной на новом мышлении, следует считать резолюции Генеральной Ассамблеи ООН и ЮНЕСКО, принятые в декабре 1968 года. Из идеи были интегрированы в решения Стокгольмской конференции 1972г. («Декларация принципов»). На конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992г.) была принята «Декларация по окружающей среде и развитию», содержащая согласованные со 179 правительствами документы, определявшие права и обязанности стран в деле обеспечения развития цивилизации и благосостояния людей.
В принятом 10 января 2002 г. Федеральном законе России «Об охране окружающей среды» усилены многие положения предыдущего закона (1991г.), связанные с управлением в области охраны окружающей среды, правами и обязанностями граждан, общественных и иных некоммерческих объединений,с требованиями в области охраны окружающей среды при осуществлении хозяйственной и иной деятельности , а также с правами особо охраняемых территорий, экологической экспертизы, мониторинга и контроля. Эти и другие положения Закона призваны обеспечивать право граждан на благоприятную окружающую среду.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На протяжении тысячелетий человек пытался покорить природу, но только недавно осознал, что Земля - с ограниченными ресурсами. Нерачительное использование и загрязнение окружающей среды могут сделать невозможной жизнь последующих поколений.
Человечество должно направить достаточные усилия на уменьшение загрязнения воздушного бассейна, вод, почв; активно разрабатывать экологически безопасные технологии, в том числе предотвращающие разрушение озонового слоя, уменьшить тепловое загрязнение среды. Обеспечить благополучное будущее на Земле можно, только сохранив генетические ресурсы биосферы, ее видовое разнообразие.
6. Особь, индивид (от лат. individuum — неделимое) - неделимая единица жизни на Земле. Особь — наименьшая единица данного биологического вида, подверженная действию факторов эволюции. Вид - это исторически сложившаяся совокупность популяций особей, сходных по морфо-физиологическим свойствам, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающих определенный ареал. Каждый вид живых организмов можно описать совокупностью характерных черт, свойств, которые называются признаками вида. Признаки: • Морфологический (внешние и внутренние признаки) • Физиолого-биохимический (химич. свойства и физиологич. процессы) • Географический (ареал) • Экологический (биотич. и абиотич. условия существования) • Репродуктивный (репродуктивная изоляция) Популяция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории. Биологическое сообщество определяется как совокупность особей различных видов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. Примеры: хвойные леса, высокотравные прерии, влажные тропические леса, коралловые рифы, пустыни. Биологическое сообщество в совокупности со средой своего обитания называется экосистемой. Постоянство видов и эволюция. Постоянство - свойство видов сохранять свои признаки и свойства неизменными в течение длительного времени. В то же время, Эволюция - естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Биологическое разнообразие – это разнообразие всех форм живых организмов и систем, частью которых эти организмы являются. Биол. разнообразия обеспечивает устойчивость биологических сообществ, определяет такое свойство жизни, как поддержание определенных климатических условий окружающей среды, пригодных для жизни. Экологическая ниша - это совокупность факторов среды, в пределах которых обитает тот или иной вид организмов, его место в природе, в пределах которого данный вид может существовать неограниченно долго.
7. Биоценоз - это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих определенный ареал, и связанных между собой и окружающей их средой. Биоценоз - совокупность продуцентов, консументов и редуцентов в пределах одной экосистемы. Пространственная структура биоценоза может быть характеризована вертикальной ярусностью. Вертикальная ярусность у растений определяется тем, как высоко над землёй то или иное растение выносит свои фотосинтезирующие части (теневыносливое растение или светолюбивое): • Древесный ярус • Кустарниковый ярус • Кустарниково-травяной ярус • Мохово-лишайниковый ярус Вертикальную ярусность у животных можно рассмотреть на примере насекомых (возможна так же ярусность птиц, например, один и тот же вид птиц может проживать на разных ярусах одного растения): • Геобии (обитатели почв) • Герпетобии (обитатели поверхностного слоя) • Бриобии (обитатели мхов) • Филлобии (обитатели травостоя) • Аэробии (обитатели более высоких ярусов) Горизонтальная структурированность сообщества (мозаичность, неоднородность) может быть вызвана рядом нескольких факторов: • Абиогенная мозаичность (факторами неживой природы: органические вещества, неорганические вещества,климатические факторы) • Фитогенная мозаичность (растительными организмами, в частности - эдификаторами-лишайники) • Эолово-фитогенная (вызванная как абиотическими факторами, так и фитогенными) • Биогенная мозаичность (вызванная в первую очередь роющими животными) Внутривидовые и межвидовые отношения. Типы: • Нейтрализм (0 0) - ассоциация двух видов популяций не сказывается ни на одном из них; • Взаимное конкурентное подавление (- -) - обе популяции взаимно подавляют друг друга; • Конкуренция из-за ресурсов (- -) - каждая популяция неблагоприятно воздействует на другую при недостатке пищевых ресурсов; • Аменсализм (- 0) - одна популяция подавляет другую, но сама при этом не испытывает отрицательного влияния; • Паразитизм (+ - ) -популяция паразита наносит вред популяции хозяина; • Хищничество (+ -) - одна популяция неблагоприятно воздействует на другую в результате прямого нападения, но зависит от другой; • Комменсализм (+ 0) - одна популяция извлекает пользу от объединения с другой, а другой популяции это объединение безразлично; • Протокооперация (+ +) - обе популяции получают пользу от объединения; • Мутуализм (+ +) - связь благоприятна для роста и выживания отдельных популяций, причём в естественных условиях ни одна из них не может существовать без другой.
8. Сукцессия - динамическое изменение экосистемы. Сукцессия - это постепенная, необратимая, направленная смена одних биоценозов другими на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействия человека. Сукцессии делятся на эндогенную и экзогенную, первичную и вторичную. • Эндогенная - сукцессия под влиянием внутренних процессов. • Экзогенная - сукцессия под влиянием внешних процессов. • Первичная сукцессия - развитие сообществ на вновь образовавшихся, ранее не заселенных местообитаниях (субстратах), где растительность отсутствовала — на песчаных дюнах, застывших потоках лавы, породах, обнажившихся в результате эрозии или отступления льдов. • Вторичная сукцессия - естественное восстановление растительности, ранее существовавшей на данной местности, но по каким-то причинам уничтоженной. Климакс — заключительное, относительно устойчивое состояние сменяющих друг друга экосистем, возникающее в результате смен, или сукцессий, и в значительной мере соответствующее экологическим условиям определенной местности. Климакс зависит от климатических факторов, от местных особенностей почв и от воздействий человека на природу. Теоретически климаксное сообщество может поддерживать себя неопределенно долго, все внутренние его компоненты уравновешены друг с другом, и оно находится в равновесии с физической средой.
9. Трофическая цепь - последовательная цепь передачи массы и энергии от одних организмов к другим. Структура: Продуценты (автотрофы) ==> Консументы 1 порядка (гетеротрофы) ==> Консументы 2,3,4 порядков ==> Редуценты Виды трофических пирамид: 1. Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. 2. Пирамида биомасс — соотношение масс организмов разных трофических уровней. Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д. 3. Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость про хождения массы пищи через пищевую цепь. На структуру биоценоза в большей степени оказывает влияние не количество фиксированной энергии, а скорость продуцирования пищи. Закон Линдермана: С одного трофического уровня на другой переходит не больше 10% энергии. Биопродуктивность - способность природных сообществ или отдельных их компонентов поддерживать определённую скорость воспроизводства входящих в их состав живых организмов. Измеряется обычно количеством биомассы или эквивалентной ей энергии, произведённой за единицу времени на единицу площади.
10.
Биогеоценоз - участок биосферы, на (в) котором возникает тесная взаимосвязь растений, животных, микроорганизмов и абиотических факторов. Биогеоценоз имеет строгие границы и однороден по биотическим и другим факторам.
Биогеоценоз = биоценоз + экотоп.
Экотоп - совокупность абиотических компонентов, которые входят в состав экосистемы и биосферы. в их число входят солнечная радиация, газовый состав воздуха, влага, совокупность элементов минерального питания и много других.
Биогеоценоз и экосистема — понятия сходные, но не тождественные. Понятие «экосистема» не имеет ранга и размерности, поэтому оно применимо как к простым (муравейник, гниющий пень) и искусственным (аквариум, водохранилище, парк), так и к сложным естественным комплексам организмов с их средой обитания. Биогеоценоз, согласно российскому ученому В. Н. Сукачеву, отличается от экосистемы определенностью объема. Если экосистема может охватывать пространство любой протяженности - от капли прудовой воды с содержащимися в ней микроорганизмами до биосферы в целом, то биогеоценоз — это экосистема, границы которой обусловлены характером растительного покрова, т. е. определенным фитоценозом. Следовательно, любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема есть биогеоценоз.
11)Впервые термин «биосфера» был употреблен Ж. Б. Ламарком (учение о биосфере – Вернадский)
Биосферой называют совокупность всех живых организмов нашей планеты и те области геологических оболочек Земли, которые заселены живыми существами и подвергались в течение геологической истории их воздействию.
Границы биосферы. Живые организмы неравномерно распространены в геологических оболочках Земли:литосфере, гидросфере и атмосфере. Поэтому биосфера сейчас включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.
Литосфера это верхняя твердая оболочка Земли. Ее толщина колеблется в пределах 50–200 км. Распространение жизни в ней ограниченно и резко уменьшается с глубиной. Подавляющее количество видов сосредоточено в верхнем слое, имеющем толщину в несколько десятков сантиметров. Наибольшая глубина, на которой были обнаружены некоторые виды бактерий, составляет 3–4 км (в подземных водах и нефтеносных горизонтах
Гидросфера — водная оболочка Земли, представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек. В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Даже на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены разнообразные виды живых существ (животные, бактерии). Однако основная масса видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что до такой глубины проникает свет. А следовательно, в более низких горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих в питании от растений.
1) планктон — организмы, живущие на поверхности водоемов и пассивно передвигающиеся за счет движения воды;
2) нектон — активно передвигающиеся в толще воды;
3) бентос — организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.
Атмосфера — газовая оболочка Земли, имеющая определенный химический состав: около 78 % азота, 21 — кислорода, 1 — аргона и 0,03 % углекислого газа. В биосферу входят лишь самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, располагая вверх свои кроны. На сотни метров поднимаются летающие животные — насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3–5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу. Наконец, восходящими воздушными потоками пассивно заносятся на десятки километров вверх бактерии, споры растений, грибов, семена. Однако все перечисленные летающие организмы или занесенные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Нет организмов, постоянно живущих в воздухе.
Верхней границей биосферы принято считать озоновый слой, располагающийся на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной мере поглощая эти лучи. Выше озонового слоя существование жизни невозможно.
Таким образом, основная часть видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.
Строение и функционирование биосферы. Биосфера— этоглобальная экологическая система, состоящая из множества экосистем более низкого ранга, биогеоценозов, взаимодействием которых друг с другом и обусловлена ее целостность. Действительно, биогеоценозы существуют не изолированно — между ними существуют непосредственные связи и отношения. Например, в водные биогеоценозы ветром, дождями, талыми водами выносятся из наземных экосистем минеральные и органические вещества. Может происходить перемещение организмов из одного биогеоценоза в другой (например, сезонные миграции животных). И наконец, всех объединяет атмосфера Земли, служащая общим резервуаром для живых существ. В нее поступают кислород (выделяемый растениями в процессе фотосинтеза) и углекислый газ (образуемый в процессе дыхания аэробных организмов). Из атмосферы же растения всех экосистем черпают углекислый газ, необходимый им в процессе фотосинтеза, а все дышащие организмы получают кислород.
Биосфера Земли не является каким-то застывшим образованием в ней идут закономерные изменения различных сред обитания и в соответствии с ними изменений состояния и функционирования живых организмов. Главной причиной динамики биосферы является поток поступающей на Землю энергии (УФ, ИК, рентгеновского и иных видов излучений). Большая часть этих излучений задерживается в верхних слоях атмосферы, в озоновом слое, и на границе с косметическим пространством, проходя через атмосферу и взаимодействуя с ней, поток энергии определяет совокупность климатических процессов у поверхности Земли.
Основные проявления динамики биосферы и их последствия.
1.Неравномерность прогрева атмосферы обуславливает постоянное перемешивание и перемещение воздушных масс.
2.Прогрев мирового океана и континентальных водоёмов определяют круговорот воды, перенос паров и выпадение осадков.
3.Геокосмические ритмы (процессы взаимодействия планет и их спутников) определяет длительность и условия протекания многих биологических процессов.
4.Антропогенная деятельность.
Несмотря на большое количество динамических факторов биосфера и составляющие её живые организмы обладают определённой устойчивостью, что обусловлено свойствами планеты, возникшими в ходе исторического развития. Основными причинами устойчивости считаются:
1.Наличие собственного магнитного поля Земли, которая защищает планету излучения.
2.наличие озонового слоя, который защищает живые организмы от УФ излучения.
3.Значительное разнообразие организмов в биосфере, которые выполняют различные функции в поддержании и распределении общего потока вещества и энергии. Стабильное состояние биосферы обусловлено прежде всего деятельностью живого вещества.
Эволюция биосферы и её переход в ноосферу.
На протяжении большей части истории Земли, эволюция биосферы осуществлялась под влиянием 2-х факторов:
1.Естественных геологических и климатических изменений.
2.Изменений видового состава и количества живых организмов.
На современном этапе развития планеты появился 3-ий фактор – развивающееся человеческое общество.
Вернадский впервые указал на громадную преобразующую роль человека в жизни планеты, явно превосходящую деятельность любых других организмов. Воздействие человека на биосферу приведёт к созданию совершенно иной среды обитания, именно её называют ноосферой.
12) Академик Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945) – великий русский ученый, естествоиспытатель и мыслитель, создатель новых научных дисциплин, учения о биосфере, учения о переходе биосферы в ноосферу.
Вернадский внес существенный вклад в минералогию и кристаллографию.
Он разработал концепцию структуры силикатов, выдвинул теорию каолинового ядра, уточнил классификацию кремнеземистых соединений и изучил скольжение кристаллического вещества, прежде всего явление сдвига в кристаллах каменной соли и кальцита.
В 1890-1911 разработал генетическую минералогию, установил связь между формой кристаллизации минерала, его химическим составом, генезисом и условиями образования.
В эти же годы Вернадский сформулировал основные идеи и проблемы геохимии, в рамках которой им были проведены первые систематические исследования закономерностей строения и состава атмосферы, гидросферы, литосферы. С 1907 Вернадский ведет геологические исследования радиоактивных элементов, положив начало радиогеологии.
В 1916-1940 сформулировал главные принципы и проблемы биогеохимии, создал учение о биосфере и ее эволюции. Вернадский поставил задачу количественного изучения элементного состав живого вещества и выполняемых им геохимических функций, роли отдельных видов в превращении энергии в биосфере, в геохимических миграциях элементов, в литогенезе и минералогенезе. Им были схематично очерчены главные тенденции в эволюции биосферы: экспансия жизни на поверхности Земли и усиление ее преобразующего влияния на абиотическую среду; возрастание масштабов и интенсивности биогенных миграций атомов, появление качественно новых геохимических функций живого вещества, завоевание жизнью новых минеральных и энергетических ресурсов; переход биосферы в ноосферу.
В 1960-х годах наступил «Ренессанс идей Вернадского» в СССР, а в 1990-х годах наблюдается бум переизданий его трудов на европейских языках: с 1993 в Италии, Испании, Германии, Франции и США четыре раза была публикована «Биосфера» и три раза — «Научная мысль как планетное явление». Его идеи использовались при конструировании закрытых экосистем в космических полетах и в грандиозном проекте по созданию искусственной биосферы («Биосфера-2») в США.
В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества: 1) живое; 2) биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке); 3) косное (абиотическое, образованное вне жизни); 4) биокосное (возникшее на стыке живого и неживого; к биокосному, по Вернадскому, относится почва); 5) вещество в стадии радиоактивного распада; 6) рассеянные атомы; 7) вещество космического происхождения
13) Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн лет, как считают ученые, они стабилизировались.
Масса современной атмосферы составляет приблизительно одну миллионную часть массы Земли. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно, в том числе из-за влияния на атмосферу солнечной активностиимагнитных бурь. Изменение температуры в границах атмосферы на разных высотах поясняется неодинаковым поглощением солнечной энергии газами. Наиболее интенсивнее тепловые процессы происходят в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.
Следует отметить, что атмосфера имеет очень большое экологическое значение. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С. Атмосфера есть не только животворным «буфером» между космосом и поверхностью нашей планеты, носителем тепла и влаги, через нее происходят также фотосинтез и обмен энергии — главные процессы биосферы. Атмосфера влияет на характер и динамику всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и химическое выветривания, деятельность ветра, природных вод, мерзлоты, ледников).
Развитие гидросферы также в значительной мере зависел от атмосферы из-за того, что водный баланс и режим поверхностных и подземных бассейнов и акваторий формировались под влиянием режима осадков и испарений. Процессы гидросферы и атмосферы тесно связанные между собою.
Одной из главнейших составных атмосферы есть водный пар, который имеет большую пространственно-временную изменяемость и сосредоточенный преимущественно в тропосфере. Важной изменчивой составной атмосферы есть также углекислый газ, изменчивость содержания которого связанна с жизнедеятельностью растений, его растворимостью в морской воде и деятельностью человека (промышленные и транспортные выбросы). В последнее время все более большую роль в атмосфере сыграют аэрозольные пылеватые частицы - продукты человеческой деятельности, которые можно обнаружить не только в тропосфере, но и на больших высотах (щоправда, в мизерных концентрациях). Физические процессы, которые происходят в тропосфере, оказывают большое влияние на климатические условия разных районов Земли.
СЛОИ АТМОСФЕРЫ
Атмосфера имеет слоистую структуру. От поверхности Земли вверх эти слои:
Тропосфера Стратосфера Мезосфера Термосфера Экзосфера
Границы между слоями не резкие и их высота зависит от широты и времени года. Слоистая структура - результат температурных изменений на разных высотах. Погода формируется в тропосфере ( нижние примерно 10 км: около 6 км над полюсами и более 16 км над экватором). И верхняя граница тропософеры выше летом, чем зимой.
ТРОПОСФЕРА
Нижняя часть атмосферы, до высоты 10-15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха, носит название тропосферы. Для нее характерно, что температура здесь с высотой падает в среднем на 0.6°/100 м (в отдельных случаях распределение температуры по вертикали варьирует в широких пределах). В тропосфере содержится почти весь водяной пар атмосферы и возникают почти все облака. Сильно развита здесь и турбулентность, особенно вблизи земной поверхности, а также в так называемых струйных течениях в верхней части тропосферы. Высота, до которой простирается тропосфера, над каждым местом Земли меняется изо дня в день. Кроме того, даже в среднем она различна под разными широтами и в разные сезоны года. В среднем годовом тропосфера простирается над полюсами до высоты около 9 км, над умеренными широтами до 10-12 км и над экватором до 15-17 км. Средняя годовая температура воздуха у земной поверхности около +26° на экваторе и около -23° на северном полюсе. На верхней границе тропосферы над экватором средняя температура около -70°, над северным полюсом зимой около -65°, а летом около -45°. Давление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно ее высоте в 5-8 раз меньше, чем у земной поверхности. Следовательно, основная масса атмосферного воздуха находится именно в тропосфере. Процессы, происходящие в тропосфере, имеют непосредственное и решающее значение для погоды и климата у земной поверхности.
В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и именно поэтому все облака образуются в пределах тропосферы. Температура уменьшается с высотой. Солнечные лучи легко проходят через тропосферу, а тепло, которое излучает нагретая солнечными лучами Земля, накапливается в тропосфере: такие газы, как углекислый газ, метан а также пары воды удерживают тепло. Такой механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называется парниковый эффект ( greenhouse effect). Именно потому, что источником тепла для атмосферы является Земля, температура воздуха с высотой уменьшается >>>
Граница между турбулентной тропосферой и спокойной стратосферой называется тропопауза. Здесь образуются быстро движущиеся ветры, называемые "реактивные потоки" ( jet streams)
Когда-то предполагали, что температура атмосферы падает и выше тропософеры, однако измерения в высоких слоях атмосферы показали, что это не так : сразу выше тропопаузы температура почти постоянна, а затем начинает увеличиваться Сильные горизонтальные ветры дуют в стратосфере не образуя турбулентности. Воздух стратосферы очень сухой и поэтому облака редки. Образуются так называемые перламутровые облака ( nacreous or mother-of-perl). Стратосфера очень важна для жизни на Земле, так именно в этом слое находится небольшое количество озона, которое поглощает сильное ультафиолетовое излучение, вредное для жизни. Поглощая ульрафиолетовое излучение озон нагревает стратосферу.
14) К парниковым газам относятся такие составляющие атмосферы естественного и антропогенного происхождения, которые поглощают и излучают радиацию в том же инфракрасном диапазоне, что и поверхность Земли, атмосфера и облака. Основными парниковыми газами являются: углекислый газ (СО2), метан (CH4), закись азота(N2O), тропосферный озон (O3) и водяной пар (H2O). Существуют также ряд других парниковых газов чисто антропогенного происхождения такие, как галогеноуглероды, подпадающие под действие Монреальского протокола.
Озоновый слой — это тонкий газовый слой в стратосфере (от 10 км и выше от поверхности Земли), который защищает поверхность Земли от разрушительного эффекта солнечных ультрафиолетовых лучей.
ОЗОНОВАЯ ДЫРА — значительное пространство в озоносфере с заметно пониженным содержанием озона.В середине 1970-х годов было обнаружено, что ряд полученных искусственным путем химических веществ, включая хлорфторуглероды (ХФУ), которые применяются в холодильной промышленности, кондиционировании воздуха и промышленной чистке, разрушали атмосферный озоновый слой, приводя к его опасному утончению.
Воздействие: Эта проблема привлекла всеобщее внимание мировой общественности, поскольку известно, что воздействие усилившейся ультрафиолетовой радиации вызывает рак кожи, катаракту глаз и способствует подавлению иммунной системы человека, а также наносит непредсказуемый ущерб растениям, водорослям, пищевым цепям и глобальной экосистеме.
Причины: Существует много гипотез, пытающихся объяснить разрушение озона. Причины его колебаний в атмосфере Земли связаны:
с динамическими процессами, происходящими в атмосфере Земли (внутренние гравитационные волны, Азорский антициклон и др.);
с влиянием Солнца (колебания его активности);
с вулканизм, как следствие геологических процессов (истечение из вулканов фреонов, участвующих в разрушении озонового слоя, вариации магнитного поля Земли и др.);
с естественными процессами, происходящими в верхних оболочках Земли, включая деятельность азотопродуцирующих микроорганизмов, морские течения (феномен Эль-Ниньо), лесные пожары и др. ;
с антропогенным фактором, связанным с хозяйственной деятельностью человека, когда продуцируются в атмосферу значительные объемы озонразрушающих соединений.
15) На Земле около 1,4 млрд км3 воды, из них 97,5% - соленая вода океанов и морей и рассолы подземной гидросферы; 70% поверхности планеты - это моря и океаны. Запасы пресной воды на Земле составляют чуть больше 30 млн км3, из них 97% сосредоточено в полярных шапках и ледниках. В ручьях, реках, озерах, в атмосфере содержится около 0,01% общих запасов воды на Земле, т.е. чуть больше 50 тыс. км/год. Ъ
|
Компоненты гидросферы |
Объем, тыс. км3 |
% |
|
Вся гидросфера |
1 389 000 |
100,0 |
|
Океаны, моря |
1 350 000 |
97,2 |
|
Неокеанические воды |
39 000 |
2,8 |
|
В том числе |
|
100 |
|
Материковые льды |
29 000 |
74,36 |
|
Грунтовые воды |
9 700 |
24,87 |
|
Пресные озера |
125 |
0,32 |
|
Соленые озера |
100 |
0,26 |
|
Почвы и болота |
40 |
0,10 |
|
Атмосфера |
23 |
0,06 |
|
Реки и водохранилища |
7 |
0,02 |
|
Биомасса животных и растений |
4 |
0,01 |
В расчете на шестимиллиардное население Земли водные ресурсы используются следующим образом, км :
ирригация............................... 7000 промышленность..................... 1700 бытовые нужды......................... 600 разбавление сточных вод......... 9000 другие виды потребления.......... 400 Итого: 18700
Эти используемые ресурсы составляют более трети мировых запасов пресной воды. Ресурсы бывшего СССР равны 4384 км3/год, а единовременные объемы воды в реках - 475 км3. Значительные запасы (3000 км3) сосредоточены в болотах Западной Сибири и северо-востока европейской части России. Болота являются природными аккумуляторами и осветлителями влаги, регуляторами гидрологического режима не только водных бассейнов, но и регионов в целом. Значительную часть водных ресурсов страны составляют воды озер. В самых крупных из них сосредоточено до 26000 км3 воды, из них 23000 км3 - в озере Байкал. Ресурсы подземных вод России, пригодные для хозяйственно-питьевых целей, оцениваются в 220-300 км3/год, а утвержденные эксплуатационные запасы составляют около 50 км3 в год; 150 наиболее крупных искусственных водохранилищ содержат 810 км3 воды. Водопотребление нашей страны в 1991 г. составляло около 300 км3/год, из них на хозяйственно-питьевые нужды тратилось менее 10 %. Дефицит воды в мире связан с нерациональным использованием и неравномерным распределением водных ресурсов по территории земного шара (табл. 1). Водные ресурсы на территории России также распределены неравномерно и довольно неблагоприятно. Лишь 14 % речного стока приходится на районы, где размещено 80 % промышленного и сельскохозяйственного производства и проживает 85% населения. Сибирские реки, протекающие по наименее населенным и освоенным регионам, выносят около 2/3 годового речного стока страны в Ледовитый океан, на южные и западные районы страны приходится около 15 % всех видов водных ресурсов.
Количество воды в водоемах суши устойчиво уменьшается, в то же время уровень Мирового океана повышается на 1,2 мм в год. Причинами этих процессов являются вырубка лесов, осушение болот, уменьшение количества осадков на суше.
16)Литосфера(от греч.литос– камень) – верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без определенной резкой границы в лежащую ниже астеносферу (от греч. астено – слабый), прочность вещества которой относительно мала.
Литосфера включаетземную кору и отделенную от нее границей Мохоровича жесткую верхнюю часть верхней мантии Земли.
Сверху литосфера ограничена атмосферой и гидросферой, которые частично в нее проникают. Мощность литосферы колеблется от 5-10 км под шрифтовыми зонами океанов до 250 км под горными сооружениями континентов.
Земная кора подразделяется на два резко отличных типа.1-й тип – это земная континентальная кора. Она состоит из трех слоев: - верхнего – осадочного слоя - второго – сложенного гранитами и метаморфически измененными породами - нижнего – базальтовый слой
2-й тип– представлен земной океанической корой, в составе которой отсутствует гранитно-метаморфический слой, а маломощные осадки и осадочные породы непосредственно залегают на базальтовом слое.
Земля, а точнее, твердая оболочка планеты – земная кора, испытывает вертикальные и горизонтальные перемещения. Материки перемещаются по планете, растут горы, расширяются границы океанов.
Так установлено, что огромная территория Северной Европы медленно (со скоростью до 1 см в год) поднимается; уровень Балтийского моря понижается; в Голландии, Дании, Литве, Польше низменные участки подтопляются, т.е. происходит опускание земной поверхности.
Средневековые замки, построенные в нескольких километрах от моря, теперь подмываются водами Балтийского моря, а фундаменты разрушенных сооружений обнаруживаются под водой на глубине до 1.5 м.
Земная кора, а вернее литосфера, испытывает не только вертикальные движения. Современные геологические исследования позволили установить, что поверхность Земли делится на несколько огромных частей, которые называются тектоническими плитами.Это североамериканская, евроазиатская, африканская, южноамериканская, тихоокеанская и атлантическая плиты. Тектонические плиты находятся в постоянном движении, которое составляет несколько сантиметров в год. Они могут раздвигаться, сдвигаться или скользить одна относительно другой. Учеными установлено, что наивысшая скорость горизонтальных перемещений плит достигает 12-14 см в год.
Этапы ее развития:
I. догеологический (4,6 -4,5 млрд. лет);
II. лунный; от образования земной коры до формирования гидросферы (4,5 -4,0 млрд. лет);
III. катархейский, образуется первичная континентальная литосфера, слагающая ядра будущих материков (4,0 -3,5 млрд. лет);
IV. подзднеархейско-раннепротерозойский или раннегеосинклинальный: образование протогеосинклиналей и первых платформ (3,5 -2,0 млрд. лет);
V. среднепротерозойский -раннерифейский или раннеплатформенный, консолидация первичной континентальной коры, 2,0 -1,4 млрд. лет;
VI. позднепротерозойский -палеозойский или геосинклинально-платформенный; обособление древних платформ и их развитие (1,4 -0,2 млрд.лет);
VII. мезозойско-кайнозойский или континентально-океанический; оформление современных континентов, создание на палеозойских и раннемезозойских складчатых структур молодых платформ; образование молодых океанов (0,2 млрд. лет).
Почва– это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза.
В состав почвы входят четыре важнейших компонента:
минеральная основа (50–60 % от общего объёма)
органическое вещество (до 10 %)
воздух (15–25 %)
вода (25–35 %)
Почвы классифицируются по типам. Первым ученым, классифицировавшим почвы, был Докучаев.
Тундровые глеевые почвы находятся на равнинах. Образуются без особого влияния на них растительности. Эти почвы находятся в областях, где есть многолетняя мерзлота .Зачастую глеевые почвы – это места, где обитают и кормятся летом и зимой олени. На территории с такими почвами люди занимаются земледелием. На такой земле растет картофель, овощи и различные травы.
Арктические почвы получаются в результате оттаивания вечной мерзлоты. Такая почва довольно тонкая. У этого типа почв низкая кислая среда. Почва эта не восстанавливается из-за суровогоклимата. Эти почвы распространены на территории России только в Арктике.В силу сурового климата и маленького слоя гумуса, на таких почвах ничего не растет.
Подзолистые почвы распространены в лесах. В почве всего 1-4% гумуса .Такие почвы в земледелии необходимо правильно обрабатывать. Их надо удобрять, вносить в них органические и минеральные удобрения. Такие почвы скорее более полезны на лесозаготовках, чем в сельском хозяйстве. Ведь деревья на них растут лучше, нежели сельскохозяйственные культуры.
Мерзлотно-таежные почвы образовывались в лесах, в условиях вечной мерзлоты. Они находятся только в условиях континентального климата. Самые большие глубины этих почв не превышают 1 метра. Это вызвано близостью от поверхности вечной мерзлоты. Содержание гумуса всего 3-10%
Серые лесные почвы образуются на территории лесов. Непременным условием для формирования таких почв является наличие континентального климата. Лиственных лесов и травяной растительности. Места образования содержат необходимый для такой почвы элемент – кальций. Благодаря этому элементу вода не проникает в глубь почв и не размывает их. Эти почвы серого цвета. Содержание гумуса в серых лесных почвах составляет 2-8 процентов, то есть плодородность почв средняя.
Бурые лесные почвы распространены в лесах: смешанных, хвойных и широколистных. Эти почвы есть только в условиях умеренного теплого климата. Цвет почвы бурый. Обычно бурые почвы выглядят так: на поверхности земли слой опавшей листвы, около 5 см высотой. Далее идет плодородный слой, который составляет 20, а иногда 30 см. Еще ниже следует слой глины в 15-40 см. На этих почвах выращивают неприхотливые культуры, например, чай, виноград и табак. Хорошо на таких почвах растет лес
Каштановые почвы распространены в степях и полупустынях. Плодородный слой таких почв составляет 1,5-4,5%. Что говорит средней плодородности почвы. Эта почва имеет каштановый, светло-каштановый и темно-каштановый цвет.
Кадастр (фр.cadastre) — список, реестрчего-либо или кого-либо, например, землепользователей, подлежащих налогообложению .Первые сведения о кадастре в России относятся к X в. и связаны со сбором поземельного налога и оценкой земель. Картографический материал земельного кадастра России содержался в описаниях земель, собранных в писцовых, смотренных, дозорных и межевых книгах, и составлялся по результатам натурных и землемерных работ.
16 Вопрос. Эволюция литосферы.
Геологическое развитие Земли характеризуется направленностью и необратимостью всех геологических событий, в том числе и тектонических, которые привели к формированию современной сложной структуры литосферы. Известный российский тектонист В. Е. Хаин. Виктор Ефимович (1914 г.р.) в 1973 году выделил этапы ее развития:
I. догеологический (4,6 -4,5 млрд. лет);II. лунный; от образования земной коры до формирования гидросферы (4,5 -4,0 млрд. лет);III. катархейский, образуется первичная континентальная литосфера, слагающая ядра будущих материков (4,0 -3,5 млрд. лет);IV. подзднеархейско-раннепротерозойский или раннегеосинклинальный: образование протогеосинклиналей и первых платформ (3,5 -2,0 млрд. лет);V. среднепротерозойский -раннерифейский или раннеплатформенный, консолидация первичной континентальной коры, 2,0 -1,4 млрд. лет;VI. позднепротерозойский -палеозойский или геосинклинально-платформенный; обособление древних платформ и их развитие (1,4 -0,2 млрд.лет);VII. мезозойско-кайнозойский или континентально-океанический; оформление современных континентов, создание на палеозойских и раннемезозойских складчатых структур молодых платформ; образование молодых океанов (0,2 млрд. лет). .В геологическом развитии последних этапов истории Земли наблюдается определенная направленность: постоянно увеличивается объем литосферы и верхней мантии, а также размеры устойчивых плит, несмотря на прослеживание противоположного процесса -океанизация за счет обрушения и развития облаков материков.Для направленного развития литосферы характерна цикличность процессов, которые проявляются преимущественно на различных территориях. Т. о. в истории Земли наблюдаются определенные этапы развития литосферы, на протяжении которых тектонические процессы приводят к тектонической перестройке то одних участков литосферы то других.При этом в истории литосферы можно выделить периоды интенсивных тектонических деформаций, в ходе которых происходжит горообразование. Это явление объясняют длительной аккумуляцией напряжений в литосфере и последующей их разрядкой в виде тектонических процессов.
Почва. По́чвенная структу́ра — совокупность отдельностей, состоящих из склеенных гумусом и иловыми частицами механических элементов почвы (первичных и вторичных минералов, корней растений и др.), на которые способна распадаться почва при несильном механическом воздействии. Чаще всего структуру почвы определяют, подбрасывая почвенный ком несколько раз, пока он не рассыпется на отдельные элементы.Подробная классификация почвенных структур была разработана в начале XX века С. А. Захаровым[1] и используется в российском почвоведении по настоящее время[2].
Каждый тип почв и каждый почвенный горизонт характеризуется определённой почвенной структурой. Так, для гумусового горизонта характерна зернистая или комковато-зернистая структура; для элювиального — плитчатая или чешуйчатая различной степени выраженности; для иллювиального — столбчатая, ореховатая, призматическая, глыбистая и др.
Типичные структурные элементы почв: I тип: 1) крупнокомковатая, 2) комковатая, 3) мелкокомковатая, 4) пылеватая, 5) крупноореховатая, 6) ореховатая, 7) мелкоореховатая, 8) крупнозернистая, 9) зернистая, 10) мелкозернистая. II тип: 11) столбчатая, 12) столбовидная, 13) крупнопризматическая, 14) призматическая, 15) мелкопризматическая, 16) карандашная. III тип: 17) сланцеватая, 18) пластинчатая, 19) листоватая, 20) грубочешуйчатая, 21) мелкочешуйчатая.
Плодородие почвы — способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности. Это эмерджентное свойство почвы. При взаимодействии компонентов почвы появляется плодородие. Почва состоит из перегноя, воды, воздуха, глины и песка. На её плодородие существенно влияет содержание азота, фосфора, калийных солей и других веществ. Виды почвенного плодородия. Различают естественное, потенциальное, искусственное и эффективное, или действительное, плодородие почв. По генезису факторов плодородия различают три ее типа: 1) натуральная (естественная) 2) искусственная (антропогенная), 3) естественно антропогенная (смешанная).
КАДАСТР
- систематизированный свод сведений о качественных и количественных характеристиках объекта, составляемый периодически или путем непрерывных наблюдений. К. может включать рекомендации по использованию объектов или явлений, меры по их охране. Различают земельный К., водный К., лесной К., детериорационный (об ухудшении среды) К., промысловый К. и др.