4. Биосфера — часть оболочек Земного шара, населенная живыми организмамц, т. Е, часть атмосферы, гидросферы и литосферы.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли, наиболее легкая оболочка, граничащая с космическим пространством.

Химический состав атмосферы многообразен, но в основном в ней присутствуют азот и кислород. В меньших концентрациях присутствуют углекислый, газ и аргон. Сухой воздух приземного слоя атмосферы — тропосферы состоит из азота С (8,084%), кислорода (20,946%), аргона (0,934%) и углекислого газа (0,033%). Из этих четырех газов, составляющих тропосферу, только аргон не связан с жизнедеятельностью организмов, а поступление и расход кислорода, азота, углекислого газа регулируется живыми; организмами. За тропосферой до высоты примерно 100 км следует стратосфера. В верхних слоях тропосферы и в стратосфере под влиянием ультрафиолетового излучения молекулы кислорода распадаются на свобод­ные атомы и присоединяясь к молекуле кислорода, образуют озон. В то же время озон поглощает энергию ультрафиолетового излучения, разлагаясь на атмосферный и молекулярный кислород. Озоновый слой или «экран», составляет верхнюю часть атмосферы — ионосферу.

Состояние атмосферы оказывает важное влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли. Наибольшее значение для биологических процессов имеют кислород атмосферы, необ­ходимый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего органического вещества углекислый газ, расходуемый при фотосинтезе а также озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Вне атмосферы существование живых организмов невозможно, примером может служить Луна, лишенная атмосферы. Историческое развитие атмосферы связано с геохимическими процессами, а также жизнедеятельностью организмов. Так, азот, углекислый газ, пары воды образовались в процессе эволюции планеты благодаря вулканической деятельности, а кислород — в результате фотосинтеза.

Гидросфера — водная оболочка земли. Вода является важной составной частью всех компонентов биосферы и одним из, необходимых факторов существования живых организмов. Основная часть воды (95%) заключена в Мировом океане, который занимает более 70% поверхности Земного шара, глубина Мирового океана в среднем около 4 км наибольшая около 11 км. Вода содержится в виде паров и облаков в земной атмосфере, существует в виде ледников в замороженном состоянии, атмосферные воды проникают в толщу осадочных пород формируя подземные воды.

Химический состав природных вод формируется под воздействием живых организмов непосредственно и косвенно. Живые организмы и продукты их жизнедеятельности способствуют разрушению горных пород и вымыванию из них различных веществ. С речным стоком эти вещества поступают в Мировой океан. В пресных и в морских водах растворенные вещества концентрируются многими организмами. Из газов, растворенных в воде, наибольшее значение имеют кислород и углекислый газ. Количество кислорода в гидросфере значительно варьирует в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. Концентрация углекислого газа также различна, но в целом количество его в океане приблизительно в 60 раз больше, чем в атмосфере.

Значение воды в биосфере огромно вода является универсальным растворителем большинство химических реакции осуществляется в водных растворах; в воде, происходит диссоциация соединений; вода обладает огромной теплоемкостью, тепло, и электропроводностью.

Литосфера —— это верхний, плодородный слой почвы, населенный живыми организмами. Общий химический состав земной коры определяют немногие химические элементы. Всего лишь 8 элементов распространены в земной коре в весомом количестве (более 1%): О, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, К. Наиболее распространенным, элементом является кислород, составляющий по­чти половину массы земной коры (47,3%); Таким образом, земная кора— это царство кислорода, химически прочно связанного с другими элементами.

Исходным материалом для почвообразования: служат доверхностные слои горный пород. Из них под воздействием; микроорганизмов, растений и животных формируется дочвенный покров. Организмы концентрируют в своем составе биогейные элементы. После отмирания животных и растений и их разложения эти элементы переходят в состав почвы, благодаря чему в ней аккумулируются биогенные элементы, а также накапливаются продукты разложения органических веществ. В почве накапливается огромное количество микроорганизмов. Таким образом, литосфера имеет биогенное про­исхождение, она состоит из неорганических и органических соединении и живых организмов.

Таким образом, биосфера представляет собой многоуровневую систему, включающую подсистемы различной степени сложности. Границы биосферы определяются областью распространений живых организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере. Верхняя граница биосферы проходит примерно на высоте 20 км т.е живые организмы расселены в тропосфере и нижних слоях стратосферы. Лимитирующим фактором расселения в атмосфере является нарастающая с высотой интенсивность ультрафиолетовой радиации. Все живое, проникающее выше границы основного слоя, погибает

5. Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных периодах процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизмам круговорота веществ, рассмотренного нами во втором разделе.

Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная бионта в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота - земледельческая культура – промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействии. Вызваны они человеком, а потом называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных ,рекреационных, культурных и других интересов человыека , вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

- упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

- концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

- рост числа ядовитых отходов от химических производств;

- введение в экосистему новых видов;

- появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т.е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные имеющие характер последействия (Котлов,1978). Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.).

Нарушение основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными (рис ., по Е.М. Сергееву, В.Т. Трофимову,1985).

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положителдьные и отрицательные ( негативные ). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторых другие мероприятия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощения запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений и.т.д.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России, так или иначе, связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и.т.д.). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим подробнее.

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков , шумов, излучений) в количествах , вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф. Рамад (1981): « Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды , которые целиком или частично является результатом человеческой деятельности , прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации , физико –химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностях и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и.т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

Источникам антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др.

По видам загрязнений выделяют химическое, физическое, и биологическое загрязнение (рис .12.2; по Н.Ф.Реймерсу ,1990; изменениями). По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным глобальным.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет . В этом отношении «приоритет»,как в локальном ,так и в глобальном масштабе , ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

- диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность , почву и водоемы);

-тяжелым металлам : в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути ( с учетом цепочек ее миграции и првращния в высокотоксичную метилртуть);

-некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирну;

-нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;

- хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

-оксид углерода и оксидам азота (в городах);

Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами , пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бамбордировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС.

Следует упомянуть и диоксиды - весьма опасное загрязняющие вещество из класса хлоруглеводоров.

23 мая 2001г.в. Стокгольме была принята Конвенция по стойким органическим загрязнениям (СОЗ), которая обязывает правительства ликвидировать 12 стойких канцерогенных и токсичных загрязнений, а именно: алддрин, гептахлор, ДДТ, диэлдрин, эндрин, хлордан, мирекс, токсафен, гексахлорбензол, полихлорированные бифенелы, диоксиды и фураны. Конвенцию подписали около100 стран мира.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и.т.д.)

параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

биоценотическое загрязнение, вызывающее в составе и структуре популяций живых организмов (перепромыслел, направленная интродукция и акклиматизация видов т.д.)

стациально – деструкциооные загрязнение (стация - место обитания популяции, деструкция-разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействия человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества). Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и качественном отношениях. Негативные тенденции этих- воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.

Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание: не имеется показной материал

Вопросы для самоконтроля:

1.Каковы важнейшие аспекты учения В.И. Вернадского о биосфере?

2.В чем состоит значение для биосферы сопряженной эволюции и группового отбора?

3.В чем суть концепции биотической регуляции окружающей среды?

4. Что такое ноосфера и почему возникло это понятие?

5.Структура биосфера

6. Возможно ли возникновение ноосферы в результате эволюции между человеческим обществом и природной средой?

Рекомендуемая литература:

Осн. литература: 3 (с.6-9), 7 (с.54-56), 8 (с.31-33)

Доп. литература: 12 (с.31-39), 15 (с. 42-45), 21 (с.53-61)

Название темы №9: Концепция устойчивого развития

Цель лекции: Изучить концепцию устойчивого развития. Значение его в мировом сообществе

Ключевые слова: локальное, законодательство, акты, устойчивость, конференция, хартия, МСОП и т.д.

Основные вопросы (положения) и краткое содержание:

Факторы Устойчивого развития: экологический, экономический фактор, социальный. Стратегии и принципы устойчивого развития. Уровни устойчивого развития - локальный, региональный, национальный, межгосударственный, глобальный. Международное сотрудничество по обеспечению устойчивого развития. Деятельность международных организаций по научной разработке теории устойчивого развития.