МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Геоинженерии и кадастра»

Басова и.А., Чекулаев в.В. Конспект лекций

дисциплины

Геоэкология

Направление подготовки: 120700 Землеустройство и кадастры

Профиль подготовки: Земельный кадастр

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения очная

Тула 2011г.

Конспект лекций составлен профессором И.А.Басовой, доцентом В.В. Чекулаевым и обсуждены на заседании кафедры геоинженерии и кадастра факультета ГСФ,

протокол №24 от 06.09.2011г.

Зав. кафедрой______________________ И.А. Басова

Оглавление

Стр.

Введение. Цели и задачи геоэкологической науки……………………. 6

1. Экология атмосферы………………………………………………….. 9

1.1 .Основные особенности атмосферы…………………………… 9

1.2 .Экологическая роль природных атмосферных

процессов……………………………………………………………… 11

1.3. Антропогенные изменения атмосферы. Источники

загрязнения воздуха и их воздействие на состав атмосферы…….. 12

2. Экология гидросферы: геоэкология Мирового океана………………. 19

2.1Основные особенности Мирового океана………………………. 19

2.2 Экологические последствия природных процессов

в Мировом океане…………………………………………………… 25

2.3 Экологические последствия деятельности человека

в Мировом океане…………………………………………………… 30

2.4 Решение проблемы использования морских

биологических ресурсов: соотношение естественной

биологической продуктивности и вылова…………………………... 34

3. Геоэкология поверхностных водотоков и водоемов континентов…… 40

3.1. Общая характеристика гидросферы суши……………………… 40

3.2.Экологические неблагоприятные природные

процессы, обусловленные деятельностью вод суши………………. 43

3.3 Экологические последствия антропогенного

воздействия на поверхностные континентальные водотоки и

водоемы……………………………………………………………….. 48

4. Почвы и их геоэкологические функции………………………………… 53

4.1 Почва и почвенное плодородие………………………………….. . 53

4.2. Морфологические особенности почвенного профиля………….. 55

4.3. Факторы и условия почвообразования……………………………63

4.4. Почвообразующие процессы………………………………………67

4.5 Роль почвы в биосферных процессах………………………………69

5 Биосфера и экологические функции живого вещества………………….. 76

5.1. Физико-химическая миграция……………………………………...76

5.2. Биогенная миграция…………………………………………………80

5.3. Биокосные системы………………………………………………….85

5.4. Техногенная миграция……………………………………………….90

6 Экология геологической среды……………………………………………...94

6.1. Общая характеристика геологической среды………………………94

6.2. Особенности геофизических и геохимических аномалий………100

6.3. Воздействие на живые организмы

некоторых геофизических и геохимических аномалий………………105

7 Характеристика неблагоприятных геодинамических процессов,

влияющих на состояние геологической среды и биосферу………………115

7.1 Гравитационные процессы………………………………………115

7.2. Экологические явления, связанные с деятельностью

подземных вод, протекающими в криолитозоне……………………118

7.3.Экологическое значение процессов эндогенной

геодинамики - вулканизма и землетрясений…………………………123

8 Космопланетарые воздействия на геосферы……………………………126

8.1. Космогеологические процессы………………………………… 126

8.2. Характерные признаки космогенных структур………………… 133

8.3 Гипотеза глобального вымирания видов с

космической бомбардировкой Земли…………………………………147

9 Антропогенное воздействие на геологическую среду………………… 150

9.1 . Общая характеристика антропогенного воздействия…………. 150

9.2. Создание антропогенного рельефа и антропогенных

ландшафтов…………………………………………………………… 151

9.3. Активизация процессов экзогенной геодинамики при

антропогенном воздействии на геологическую среду ………………154

10 Геоэкологические последствия антропогенного изменения

естественного состояния геологической среды………………………… 157

10.1. Естественное напряженное состояние и современные

дислокации геологической среды……………………………………157

10.2. Последствия антропогенного изменения

естественного напряженного состояния геологической среды…… 161

10.3. Социально-экологические факторы развития и их

воздействие на геосферы………………………………………………164

11 Закономерности функционирования современной техносферы……… 164

11.1 Техногенез как экологический фактор окружающей среды……165

11.2. Географические проблемы геоэкологии и развития

техногенеза………………………………………………………………167

11.3. Антропогенные источники техногенеза………………………… 168

11.4. Миграция техногенных веществ в окружающую среду…………174

12 Глобальные геоэкологические проблемы природопользования……… 176

12.1 Природные ресурсы и их использование…………………………176

12.2 Взаимодействие человека и природы на разных этапах

развития общества………………………………………………………184

12.3.Специфика геоэкологических проблем различных

сфер материального производства…………………………………… 212

12.4 Гидрогеологический фактор развития техногенеза………………215

13 Проблемы рекреационного природопользования……………………… 221

13.1 Природно-климатические условия региона………………………221

13.2 Особенности геологического строения региона………………… 228

13.3 Особенности геологических процессов и явлений региона…… 229

13.4 Проблемы рекреационного природопользования в

Тульской области……………………………………………………… 231.

14 Методы и принципы геоэкологических исследований…………………237

14.1 Возникновение и развитие геоэкологических

исследований……………………………………………………………237

14.2Методы геоэкологических исследований…………………………240

14.3Геоэкологическое картирование………………………………… 243

14.4Основные принципы среднемасштабного

геоэкологического исследования и картирования……………………247

Библиографический список…………………………………………….256

В В Е Д Е Н И Е

Геоэкология — комплексная наука на стыке экологии, геологии, геохимии, биологии и географии. Зарождение геоэкологии связывают с именем немецкого географа К. Тролля, который ещё в 30-х годах прошлого века понимал под ней одну из ветвей естествознания, объединяющую экологические и географические исследования в изучении экосистем. По его мнению, термины «геоэкология» и «ландшафтная экология» являются синонимами. В России широкое использование термина «геоэкология» началось с 1970-х годов, после упоминания его известным советским географом В. Б. Сочавой. Как отдельная наука окончательно сложилась в начале 1990-х годов ХХ века.

Однако, чёткого и общепринятого определения этот термин до сих пор не получил, предмет и задачи геоэкологии также формулируются по-разному, зачастую весьма разнородно. В самом общем случае они сводятся в основном к изучению негативных антропогенных воздействий на природную среду.

В рамках широкого понятия «геоэкология» находятся многие весьма разнообразные научные направления и практические проблемы. В связи с тем, что геоэкология охватывает многообразные аспекты взаимодействия общества и природы, наблюдается различная трактовка её предмета, объекта и содержания, не определен круг вопросов геоэкологических исследований, не существует общепризнанной методологии и терминологической базы.

Можно выделить по меньшей мере два крупных направления в понимании термина «геоэкология», в видении предмета, целей и задач этой науки:

Геоэкология рассматривается как экология геологической среды, при этом термины «геоэкология» и «экологиечская геология» полагаются синонимами. При таком подходе геоэкология изучает закономерные связи

6

(прямые и обратные) геологической среды с другими составляющими

природной среды — атмосферой, гидросферой, биосферой, оценивает влияние хозяйственной деятельности человека во всех её многообразных проявлениях и рассматривается как наука на стыке геологии, геохимии, и экологии.

Геоэкология трактуется как наука, изучающая взаимодействие географических, биологических (экологических) и социально-производственных систем. В этом случае геоэкология изучает экологические аспекты природопользования, вопросы взаимоотношений человека и природы, для неё характерно активное использование системной и синергетической парадигм, эволюционного подхода. Здесь геоэкология рассматривается как наука на стыке географии и экологии.

йСуществует и ряд других, воззрений на геоэкологию. Так, можно выделить различные трактовки в зависимости от того, какую науку (географию, геологию, геохимию или экологию) автор принимает за основу геоэкологии. Ряд авторов рассматривает геоэкологию как экологизированную географию, изучающую приспособление хозяйства к вмещающему ландшафту. Другие - частью геохимии, в которой изучаются последствия взаимодействия биотических и абиотических компонентов.

Многие учёные считают геоэкологию результатом современного развития и синтеза целого ряда наук: географических, геологических, почвенных и других. Эти авторы выступают за широкое понимание геоэкологии, как интегральной науки экологической направленности, изучающей закономерности функционирования антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации.

Экстенсивное развитие промышленности во второй половине двадцатого века привело к интенсивному накоплению в приповерхностной части литосферы химических элементов в концентрациях не свойственных для среды существования живых организмов. Задача их диагностики и

7

идентификации была успешно решена в коллективных работах Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ). Синхронно с данной школой в России развивались подходы к диагностике и ранжированию аномалий недостатка жизненно-важных элементов в системе "почва-растение". Ведущая роль в становлении данного направления принадлежит коллективу ГЕОХИ РАН им. В.И.Вернадского и сотрудников его региональных центров. В работах В.В.Ковальского, В.В.Ермакова, М.А. Риша, Б.А. Айдарханова, А.М Хакимовой. и др. большое внимание уделено изучению и картографированию биогеохимических провинций недостатка и дисбаланса биофильных, т.е. жизненно-важных элементов. Ведущими параметрами диагностики качества литогеохимических аномалий являются биогеохимические показатели, включая биосубстраты растений и животных. Школа эколого-геохимических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова представлена работами творческих коллективов под руководством Н.С.Касимова, (урбанизированные территории), И.А. Авессаломовой (горнодобывающие регионы), Н.П.Солнцевой (нефтедобывающие регионы) и др., основным базисом построения эколого-геохимических карт является учение о геохимии ландшафта. Широко используются серия расчетных показателей, отражающих интенсивность миграции в системе "почва-растение". Разнообразие подходов к эколого-геохимическим оценкам территорий с одной стороны позволило разработать базис для комплексных исследований, а с другой стороны, на современном этапе, стало вносить определенный диссонанс в стыковку и сопоставление результатов полученных различными творческими коллективами. Анализ современной критериальной базы говорит о необходимости активного внедрения в практику эколого-геохимических исследований методологии различных естественно-научных школ. Только их комплексное использование позволяет объективно выявить весь спектр геохимических факторов экологического риска, снижающих комфортность территории для существования экосистемы и проживания человека.

Л Е К Ц И Я № 1