20 Концепция экосистемы.Типы экосистем, их энергетические уровни.

Концепция экосистемы — наиболее подходящий фундамент для развития синтетических биогеографических исследований биосферы с условием, что таковые будут включать в себя факты и методические достижения различных биологических и географических дисциплин.

Рассматривая типы экосистем, отметим, что они могут быть естественными (природными) и антропогенными (созданными человеком).Естественные (природные) — тундра, болота, степи, леса, луга альпийские, пресноводные водоемы, моря, экосистемы подземных вод, экосистемы высокогорных ледников, экосистемы океанических глубин. Естественные экосистемы, как правило, формируются под влиянием природных факторов, хотя человек может оказывать влияние на них.Антропогенные экосистемы: сельскохозяйственные экосистемы, лесные, садовые культуры, морские "огороды"(там выращивают малюсок),экосистемы биологических очистных сооружений, города и промышленные предприятия, рыборазводные пруды, культуры дождевого червя, плантации шампиньонов. Все они создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности.Автотрофные экосистемы находятся на энергетическомсамообеспечении и разделяются на фотоавтотрофные — потребляющие солнечную энергию за счет продуцентов — фотоавтотрофов, и хемоавтотрофные — использующие химическую энергию за счет продуцентов — хемоавтотрофов.Гетеротрофные экосистемы используют химическую энергию, которую получают вместе с углеродом от органических веществ или от созданных человеком энергетических устройств. Примером гетеротрофной экосистемы являются океанические глубины. Животные и микроорганизмы, живущие там, существуют за счет "питательного дождя" детрита — трупов животных и останков растительных организмов, падающих на дно океана из освещенной солнцем автотрофной океанической экосистемы.

21 Структура и функционирование экосистем.Общая структура экосистем. Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемыхсоответственно биотическим и абиотическим. Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом. Биотический компонент полезно подразделить на автотрофные и гетеротрофные организмы. Таким образом, все живые организмы попадут в одну из двух групп. Автотрофы синтезируют необходимые им  органические вещества из простых неорганических и делают, за исключением хемотрофных бактерий, с помощью фотосинтеза, используя свет как источник энергии. Гетеротрофы нуждаются в источнике органического вещества и (за исключением некоторых бактерий)  используют химическую энергию, содержащуюся в потребляемой пище. Гетеротрофы в своем существовании зависят от автотрофов, и понимание этой зависимости необходимо для понимания экосистем. Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном  включает 1) почву или воду и 2) климат. Почва и вода содержат смесьнеорганических и органических веществ. Свойства почвы зависят от материнской породы, на которой она лежит, и из которой частично образуется. В понятие климата входят такие параметры, как освещенность температура и влажность, в большой степени определяющий видовой состав организмов, успешно развивающихся в данной экосистеме. Для водных экосистем очень существенна также степеньсолености. Обобщая законы функционирования экосистем, сформулируем еще раз основные их положения:

1) природные экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду даровой солнечной энергии, количество которой избыточно и относительно постоянно;

2) перенос энергии и вещества через сообщество живых организмов в экосистеме происходит по пищевой цепи; все виды живого в экосистеме делятся по выполняемым ими функциям в этой цепи на продуцентов, консументов, детритофагов и редуцентов - это биотическая структура сообщества; количественное соотношение численности живых организмов между трофическими уровнями отражает трофическую структуру сообщества, которая определяет скорость прохождения энергии и вещества через сообщество, то есть продуктивность экосистемы;

3) природные экосистемы благодаря своей биотической структуре неопределенно долго поддерживают устойчивое состояние, не страдая от истощения ресурсов и загрязнения собственными отходами; получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов.

22Биологическая продуктивность экосистем — основа жизни биосферы и человека как ее части. Она зависит от ресурсов почвы (ее обеспеченности питательными элементами и влагой), атмосферы, солнечного света и тепла. Каждый из этих ресурсов незаменим. Продуктивность экосистемы в основном зависит от того ресурса, которого недостаточно или который находится в избытке.По продуктивности экосистемы разделяются на 4 класса.

Динамика экосистемы - развитие биоценоза во времени, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов в результате:

внутренних воздействий - отмирание или вытеснение одних видов другими, например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни

внешних воздействий - факторы внешней среды, вырубка леса, влияние катастроф, например, урагана, пожара

Суточная динамика экосистем. Составляющие любую экосистему виды не одинаково реагируют на факторы внешней среды. Поэтому одни из них более активны в дневное время суток, другие - к вечеру и ночью. Суточная динамика происходит в сообществах всех зон - от тундры до влажных тропических лесов.

Сезонная динамика экосистем определяется сменой времен года. Это выражается в изменении не только состояния и активности организмов отдельных видов, но и их соотношения

23АГРОЭКОСИСТЕМА - экологическая система, объединяющая участок территории (географический ландшафт), занятый хозяйством, производящим сельскохозяйственную продукцию. В состав агроэкосистемы входят: почвы с их населением (животные, водоросли, грибы, бактерии); поля-агроценозы; скот; фрагменты естественных и полуестественных экосистем (леса, естественные кормовые угодья, болота, водоемы); человек. Основные черты агроэкосистемы определяет человек, который стоит на вершине экологической пирамиды и заинтересован в получении максимального количества сельскохозяйственной продукции. При этом, если человек следует экологическому императиву, он сохраняет почвы, биологическое разнообразие, не допускает сельскохозяйственного загрязнения и получает экологически чистую продукцию, а агроэкосистема приобретает черты устойчивости (сестайнинга). Агроэкосистема - автотрофная экосистема, основным источником энергии для которой является Солнце. Солнечная энергия усваивается растениями-продуцентами и фиксируется в урожае растениеводческой продукции или передается по пищевым цепям консументам, главные из которых - скот, и редуцентам - прежде всего обитающим в почве животным-детритофагам. Перерабатывая органические остатки, они способствуют деятельности микроорганизмов-редуцентов, которые пополняют запас элементов питания, доступных корням растений. Большую роль в агроэкосистеме играют бактерии-азотфиксаторы, из которых наиболее важны виды, симбиотически связанные с бобовыми, так как при обработке почвы плугом биологическая азотфиксация за счет свободноживущих бактерий снижается в 4-5 раз.

24В них резко снижено разнообразие организмов.

Виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором в состоянии, далеком от первоначального, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.

Агроэкосистемы получают дополнительный поток энергии, кроме солнечной, благодаря деятельности людей, животных и механизмов, обеспечивающих необходимые условия роста культивируемых видов. Чистая первичная продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания.

Искусственная регуляция чиссленностигие свойства, определяющие плодородие почвы.  Ф25 Почва — это базис для создания лю­бой агроэкосистемы, своеобразное сре­доточие процессов видоизменения ве­ществ и трансформации потоков энер­гии, главное звено управления агроэко-системами. Физико-химические про­цессы, происходящие в агроэкосисте-мах, как известно, существенно отлича­ются от таковых в естественных экосис­темах вследствие привнесения элемен­тов антропогенного регулирования. Принципиальное отличие даже упро­щенных агроэкосистем от естественных заключается в преимущественном выносе с урожаем питательных веществ, акку­мулируемых в выращенной продукции. Это явный отличительный признак агроэкосистем, но он не един­ственный. Почвенное плодородие, опре­деляемое в основном запасами гумуса, является не только главной экономичес­кой и экологической характеристикой агроэкосистемы. Уменьшение содержа­ния гумуса ухудшает условия развития полезной микрофлоры, в том числе и «почвоочистительной», приводит к утра­те запасов внутрипочвенной энергии, элементов минерального питания, к уси­лению процессов смыва и вымывания, т. е. обусловливает деградацию базиса. Воспроизводство плодородия почвы в интенсивном земледелии осуществляется двумя путями: вещественным (применение удобрений, мелиорантов, пестицидов, ведение севооборотов) и технологическим (применение механической обработки, осушительные мелиорации и др.).

26 Экологические функции почвы - способность почв обеспечивать экологическую устойчивость биосферы в целом и отдельных ландшафтов в частности. Соответственно, экологические функции почвы можно разделить на общебиосферные и ландшафтосберегающие. Любая почва, как естественноисторическое тело, обладает общебиосферными экологическими функциями, участвуя в формировании глобальных круговоротов веществ, энергии и информации в биосфере. Насчитывается несколько десятков основных общебиосферных функций почв. Почва прямо или косвенно контролирует многие процессы в литосфере (такие, например, как биохимическое преобразование ее верхних слоев, проникновение солнечной энергии в ее нижние слои и др.), гидросфере (формирование почвенных вод, трансформация поверхностных вод в грунтовые, процессы формирования речного стока и др.), атмосфере (регулирование потоков веществ, тепла, влаги и энергии приземной атмосферы, ее химического состава), а также биосферы в целом, выступая в качестве среды обитания животных и растений, источника вещества и энергии для организмов суши, а также в качестве защитного барьера.

Ландшафтосберегающей экологической функцией обладают лишь почвы, которые благодаря своим свойствам или положению в ландшафте, оказывают значимое влияние на специфику боковых поверхностных и приповерхностных внутрипочвенных потоков веществ, энергии и информации в конкретном ландшафте. Нарушение функционирования данных почв в результате нерационального их использования может привести к изменению этих потоков и соответствующей перестройке ландшафтной системы с возникновением нежелательных экологических последствий. Анализ экологических функций почвы положен в основу теории почвенно-экологического зонирования, являющейся основой для разработок планов экологически безопасного использования земель.

27 Деградация почв — это совокупность процессов, которые приводят к изменению функций почвы, количественному и качественному ухудшению её свойств, постепенному ухудшению и утрате плодородия.

Выделяются следующие наиболее существенные типы деградации почв:

• технологическая (в результате долгого использования)

• эрозия почвы

• засоление

• заболачивание

• загрязнение почв

• опустынивание

Крайней степенью деградации почв является уничтожение почвенного покрова.

Меры по предотвращению деградации почв регламентируются международным и российским законодательством, включая федеральный, региональный и местный уровень. В России осуществляется комплекс мероприятий по применению агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических средств по защите почв от водной и ветровой эрозии.

Хорошо зарекомендовали себя и получили распространение почвозащитные севообороты с полосным размещением посевов и паров, залужение сильно эродированных земель, создание буферных полос из многолетних трав, снегозадержание, закрепление и облесение песков, выращивание полезащитных лесных полос и др.

28 Эрозионные процессы – это настоящая беда не только сельского хозяйства, но и многих других отраслей промышленности и строительства. Разрушаемые эрозией почвы становятся непригодными для эффективной эксплуатации – мы теряем не только землю, на которой уже невозможно выращивать сельхозкультуры, но и грунтовую поверхность, более не пригодную для прокладки дорог, строительства домов и других сооружений. Меняется структура земляной поверхности, ландшафт местности и даже экологические условия. Главной опасностью эрозии является ее бесконтрольное распространение – если с процессом разрушений почвы не бороться, он будет прогрессировать во всех направлениях, создавая опасность для уже эксплуатируемых земель.

Эрозия – суть процесса и опасные последствия

В общих чертах эрозия почвы сводится к разрушению верхних (плодородных) слоев почвы под воздействием природных факторов: воды и ветра. В зависимости от происхождения эрозия может быть естественной и антропогенной (вызванной вмешательством человека). Течение естественной эрозии довольно медлительное, ее можно остановить и предотвратить без существенного вмешательства. В отличие от естественной, антропогенная эрозия является ускоренным процессом, вызванным нерациональным вмешательством человека в природную среду в хозяйственных целях (неправильное орошение, избыточное удобрение, вырубка леса и осушение водоемов, выпас скота и т.д.).

Эрозия почвы и методы борьбы с ней

Для торможения антропогенной эрозии классических методов защиты бывает недостаточно, поэтому для предотвращения и остановки ускоренной эрозии обычно требуется применение комплексных методов защиты. Современная аграрная промышленность имеет достаточно богатый информационно-технологический потенциал для эффективной борьбы с эрозией и может предложить немало способов защиты плодородных почв от разрушения.

Основные методы борьбы с эрозией

Почвозащитные севообороты

Для защиты почвы используются классические сельскохозяйственные приемы: определение оптимального состава культур для засева и их эффективного чередования для предотвращения или остановки эрозионных процессов. Как правило, в почвозащитных севооборотах активно используются многолетние травы и подсевные культуры, пропашные насаждения желательно исключить – такая система культивации позволяет сдержать процесс эрозии на несколько сезонов роста культур. Для посевной почвозащиты пологих склонов крутизной до 5°, на которых эрозия только начинается, подойдут однолетние культуры с чередованием травами. Более крутые почвенные склоны с углом наклона до 10° и более подверженной эрозии поверхностью лучше защитить промежуточными культурами и многолетними травами, способствующими значительному укреплению плодородного слоя на грунтовой поверхности.

29 Биосфера (греч. bios — жизнь, sphaira — шар, сфера) — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека.

Биосфера — внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25—30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части биосферы — воздуха, воды и горных пород и органического вещества — биоты обусловило формирование почв и осадочных пород.

Состав и границы биосферы

Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.

Абиотическая часть представлена:

1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства;

2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни;

3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.

Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.

При общем рассмотрении биосферы, как планетарной экосистемы, особое значение приобретает представление о ее живом веществе как о некой общей живой массе планеты.[ ...]

Живое вещество образует ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли.

По подсчетам ученых, его масса составляет 2420 млрд т. В настоящее время живые существа отсутствуют лишь в области обширных оледенений и в кратерах действующих вулканов.

Однако все организмы выживают еще и потому, что везде, где бы ни было их местообитание, существует биогенный ток атомов. Этот ток не смог бы иметь места, во всяком случае, в наземных условиях, если бы не было почв.

Почвы — важнейший компонент биосферы, оказывающий наряду с Мировым океаном решающее влияние на всю глобальную экосистему в целом. Именно почвы обеспечивают питание биогенными веществами растения, которые кормят весь мир гетеротрофов. Почвы на Земле разнообразны и их плодородие тоже разное.

Плодородие зависит от количества гумуса в почве, а его накопление, как и мощность почвенных горизонтов, зависит от климатических условий и рельефа местности. Наиболее богаты гумусом степные почвы, где гумификация идет быстро, а минерализация медленно. Наименее богаты гумусом лесные почвы, где минерализация по скорости опережает гумификацию.

30

Учение В.И. Вернадского о биосфере

Учение В.И. Вернадского о биосфере представляет собой обобщение естественнонаучных знаний, оно вобрало в себя эволюционные взгляды Ч. Дарвина, периодический закон Д.И. Менделеева, теорию единства пространства и времени А. Энштейна, идеи о неразрывной связи живой и неживой природы многих отечественных и зарубежных ученых.

Ученый впервые показал, что живая и неживая природа Земли тесно взаимодействуют и составляют единую систему.

Структура биосферы. В биосфере можно выделить следующие основные компоненты: живое вещество, косное (неживое) вещество, неживое биогенное вещество, биокосное вещество.

Живым веществом В.И. Вернадский назвал совокупность живых организмов, населяющих нашу планету.

Живое вещество имеет количественные характеристики, его можно изучать, используя математические законы.

Количество живого вещества в биосфере (биомасса) - величина постоянная или мало изменяющаяся с течением времени.

Под косным веществом В.И. Вернадский понимал такие вещества биосферы, в создании которых живые организмы не участвуют. Это, например, газы, твердые частицы и водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами.

Кроме живого и косного веществ, в состав биосферы входят: неживое биогенное вещество, которое образовано живым веществом современной и прошлых геологических эпох (ископаемые остатки организмов, нефть, уголь, газы атмосферы, озерный ил - сапропель, осадочные породы, например, известняки);

Границы биосферы совпадают с границами распространения живых организмов в оболочках Земли, что определяется наличием условий существования жизни (благоприятный температурный режим, уровень радиации, достаточное количество воды, минеральных веществ, кислорода, углекислого газа). Биосфера охватывает всю поверхность суши, а также океаны, моря и ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные в процессе жизнедеятельности живых организмов. Иначе говоря, биосфера - это часть литосферы, атмосферы, гидросферы, заселенная живым веществом.

Для существования живых организмов необходимы следующие условия: достаточное количество воды, минеральных веществ, оптимальный температурный режим, уровень радиации и др.

Верхняя граница биосферы определяется озоновым экраном, представляющим собой тонкий слой (2-4 мм) газа озона ($O_{3}$). Роль озонового слоя в биосфере велика: он задерживает губительные для живого ультрафиолетовые лучи солнечного света. Этот слой расположен на высотах 16 - 20 км.

Нижняя граница биосферы неровная. К примеру, в литосфере живые организмы или продукты их жизнедеятельности можно встретить на глубине 3,5-7,5 км, а в Мировом океане организмы - на глубине 10 - 11 км.

Нижняя граница на суше связана с областями "былых биосфер" - так В.И. Вернадский назвал сохранившиеся остатки биосфер прошлых геологических эпох (накопления осадочных пород, углей, горючих сланцев и др.). "Былые биосферы" служат доказательством длительной эволюции биосферы Земли.

Ученый отмечал, что живое вещество распределено в биосфере неравномерно. Основная его масса сконцентрирована в приповерхностном слое суши толщиной 50-100 м и в приповерхностной толще воды (10-20 м). Здесь находится более 90% биомассы Земли. Но и в приповерхностном слое имеются пространства, густо заселенные живыми организмами (тропики и субтропики, теплые моря), и менее заселенные территории (пустыни, высокогорья, арктические и антарктические области). Для остальных территорий биосферы характерно, по словам В.И. Вернадского, "разрежение живого вещества".

Тем не менее, в пределах биосферы нет абсолютно безжизненных пространств. Даже в самых суровых условиях обитания можно найти бактерии и другие микроорганизмы. В.И. Вернадский высказал идею о "всюдности жизни", живое вещество способно "растекаться" по поверхности планеты; оно с огромной скоростью захватывает все незанятые участки биосферы, что обусловливает "давление жизни" на неживую природу.

Функции живого вещества. Одна из основных заслуг В.И. Вернадского состоит в том, что он впервые обратил внимание на роль живых организмов как мощного геологического фактора, на то, что живое вещество выполняет в биосфере различные биогеохимические функции. Благодаря этому обеспечиваются круговорот веществ и превращение энергии и, в итоге, целостность, постоянство биосферы, ее устойчивое существование. Важнейшими функциями являются энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная.

Энергетическая функция заключается в накоплении и преобразовании растениями энергии Солнца (бактерии-хемоавтотрофы преобразуют энергию химических связей) и передаче ее по пищевым цепям: от продуцентов - к консументам и, далее, - к редуцентам. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть ее вместе с остатками организмов переходит в ископаемое состояние, "консервируется" в земной коре, образуя запасы нефти, угля и др.

В осуществлении газовой функции ведущая роль принадлежит зеленым растениям, которые в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. В то же время, большинство живых организмов (и растения в том числе) в процессе дыхания используют кислород, выделяя в атмосферу углекислый газ. Таким образом, участвуя в обменных процессах, живое вещество поддерживает на определенном уровне газовый состав атмосферы.

Окислительно-восстановительная функция тесно связана с энергетической. Существуют микроорганизмы, которые в процессе жизнедеятельности окисляют или восстанавливают различные соединения, получая при этом энергию для жизненных процессов. Велико их значение для образования многих полезных ископаемых. Например, деятельность железобактерий по окислению железа привела к образованию таких осадочных пород как железные руды; серобактерии, восстанавливая сульфаты, образовали месторождения серы.

Концентрационная функция заключается в способности живых организмов накапливать различные химические элементы. Например, осоки и хвощи содержат много кремния, морская капуста и щавель - йод и кальций. В скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей известняка, мела, торфа, угля, нефти.

Ноосфе́ра (греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»).

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного».

Понятие «ноосфера» было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (англ.)русск. (1870—1954), который трактовал её как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Эволюционная модель Леруа и Тейяра де Шардена повторяет основные положения неоплатонизма. Разумеется, возникновение Вселенной, появление и развитие жизни на Земле описывается в терминах современной науки, но принципиальная схема концепции соответствует принципам неоплатоников. Человек у Плотина стремится выйти за пределы Души в сферу Разума, чтобы затем, через экстаз, приобщиться к Единому. Согласно Тейяру де Шардену, человек также стремится перейти в сферу разума и раствориться в Боге.

Подлинная и первоначальная реальность, по Бергсону, — жизнь как метафизически-космический процесс, творческая эволюция; структура её — длительность, постигаемая только посредством интуиции, различные аспекты длительности — материя, сознание, память, дух. Универсум живёт, растёт в процессе творческого сознания и свободно развивается в соответствии с внутренне присущим ему стремлением к жизни — «жизненным порывом»

31 В общей форме динамика процессов цикличности выражается:

а) регулярно повторяющегося процесса синтеза и распада;

б) постоянного или периодического переноса и перераспределения энергии с одного тропического уровня на другой;

в) направленного ритмичного ( сезонного, годового и т.д.) преобразования размножения синтезированного организменного вещества под воздействием биотических и абиотических факторов.

г) постоянность или периодическое образование простейших минеральных или органических компонентов в газообразном, жидком или твёрдом состоянии, которые играют роль основных компонентов в круговороте веществ.

1) Цикл воды - вода выпадает на поверхность в виде осадков, образуясь из водяного пара атмосферы. Определённая часть осадков испаряется обратно в атмосферу, другая часть осадков проникает в почву, впитывается корнями растений, затем, пройдя через растения в процессе фотосинтеза , испаряется в результате конспирации. Третья часть осадков попадает в реки, затем поступает в моря и океаны, тем самым разбавляя концентрацию соли и обеспечивают нормальное функционирование живых организмов в морях и океанах.

Человек , в результате своей хоз. деятельности нарушает круговорот воды в природе, загрязняя нефтепродуктами, тем самым снижая испарение. И в результате хоз. нужд, прежде всего орошения, уменьшается сток воды, тем самым уменьшая поступление воды в моря и океаны.

2) Цикл углерода - в результате фотосинтеза все продуценты используют углекислый газ, все остальные животные потребляют кислород и выделяют углекислый газ. Главным резервуаром, связывающим углерод, являются леса и СХ культуры. В результате хоз. деятельности человека ( пром. предприятие , транспорт) выделяется в атмосферу углекислый газ, тем самым загрязняя окр. среду и создавая предпосылки для парникового эффекта.

3) Цикл кислорода.

Основной поставщик - зелёные растения. С круговоротом кислорода тесно связано образование в высоких слоях атмосферы озона. Кислород входит в состав живых организмов ( до 70 %). Человек может нарушить цикл кислорода путём вырубки лесов, распашки целинных залежей земель. В настоящее время более 25% кислорода, образуется в процессе фотосинтеза , расходуется человеком на хозяйственные нужны.

К 2020 году практически весь кислород, образованных в процессе фотосинтеза, будет расходоваться на хоз. нужды человека.

4) Цикл азота - очень сложный процесс. Растениями он усваивается путём соединения его с водородом и кислородом, благодаря жизнедеятельности азотофиксирующих бактерий, синтезируются нитраты , использующиеся растениями. Азот, находится в атмосфере ( 78%). , в свободном виде недоступен.

5% азота фиксируется в результате образования оксидов, во время электрических разрядов в атмосфере. Большое значение в сельском хозяйстве имеют бобовые культуры, которые имеют на корнях глубинковые бактерии, способные накапливать азот и тем самым обеспечивать биологическим азотом другие растения.

5) Цикл фосфора - в природе фосфор в больших количествах содержится в горных породах , из них он попадает в почву и усваивается растениями , затем по пищевым путям поступает к животным, после их смерти поступает в растения.

6) Цикл серы - Круговорот серы тесно связан с живым веществом. Сера в виде SO₂, SO₃, H₂S и элементарной серы выбрасывается вулканами в атмосферу. С другой стороны, в природе в большом количестве известны различные сульфиды металлов: железа, свинца, цинка и др. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участи многочисленных микроорганизмов до сульфатной серы SO₄² почв и водоемов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, - в состав эфирных масел и т.д. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются очень сложными превращениями серы. При разрушении белков при участии микроорганизмов образуется сероводород. Далее сероводород окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисленные промежуточные соединения серы. Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать «вторичные» сульфиды, а сульфатная сера создает гипс. В свою очередь сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.

32

Устойчивое развитие рассматривается как такое разви­тие, при котором человечество способно удовлетворять свои потребности, не подвергая риску будущие поколения также удовлетворять свои потребности.В 1986 году в рамках МГБП была сформулирована цель стратегии устойчивого развития — выработать основные пути и способы приспособления жизни к глобальным из­менениям.Приоритеты нашей стратегии устойчивого развития определяются нашей основной деятельностью: это вопросы охраны климата, использования сырья и топлива, воздействия на окружающую среду и социальную сферу в регионах размещения наших предприятий, гигиена и охрана труда. Другие вопросы связаны с нашим международным присутствием. 

В "Целях устойчивого развития на период до 2020 года" поставлены следующие приоритетные задачи: 

• Предоставление самого высокого приоритета вопросам гигиены и охраны труда

• Охрана климата

• Обеспечение заметного позитивного вклада в поддержание биоразнообразия

• Работа над экологически рациональным строительством

• Утилизация отходов

• Дальнейшей снижение прочих негативных воздействий на окружающую среду

принципы устойчивого экологического развития: уважение и забота обо всем сущем на Земле; повышение качества жизни; повышение жизнеспособности и разнообразия эко­систем; предотвращение истощения невозобновляемых ре­сурсов; развитие в пределах потенциальной емкости экосис­тем; изменение сознания человека и стереотипов его поведе­ния; поощрение социальной заинтересованности общества в сохранении среды обитания; выработка национальной кон­цепции интеграции социально-экономического развития и охраны окружающей среды; достижение единства действий на мировом уровне.

Биосфера - сложная наружная оболочка Земли, населённая живыми организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты, Это сама большая экосистема. Термин биосфера предложил австрийский учёный Э.Зюсс 1875 г.

Однако целостное учение о биосфере создал русский учёный В.И. Вернадский. ( 1926 г.)

Биосфера состоит из:

а) тропосферы ( нижней оболочки атмосферы), Она занимает 8-15 км. В ней происходят явления, называемые погодой.

б) литосфера - важнейший ресурс для человека. Содержит топливно-энергетическое сырьё и т.д.

в) гидросфера - водная оболочка Земли. Жизнь в гидросфере расположена практически на всей глубине .

Мировой океан сост. 96,5% от общего объёма гидросферы. Подземные воды 1.69%

Признаки, характерные для биосферы:

1) хим ост. созданный жизнедеятельностью живых организмов, т.е способность живых организмов забирать, усваивать и концентрировать свободные элементы неживой природы .

2) присутствие на Земле жидкой воды в значительном количестве.

3) мощный потом солнечной энергии и использование её , как основной движущей силы всего живого.

4) Наличие поверхности раздела между веществами , нах-ся в жидком, твёрдом и газообразном сост.

5) Для совершенства биосферы очень важно присутствие свободного кислорода.

33 Парниковый эффект. За счёт газов антропогенного происхождения образуются кислотные дожди и смог, очень быстрыми темпами растёт содержание в атмосфере количество углекислого газа и метана. Эти газы обуславливают так называемый парниковый эффект. Они пропускают солнечный свет , но частично задерживают тепловое излучение , испускаемое с поверхности Земли. В результате усиливается концентрация в атмосфере парниковых газов, что ведёт к потеплению климата. За последние 100 лет концентрация углекислого газа возросла на 95 %, а метана на 100 %.

Влияние на парниковый эффект различных газов существенно различается и их клад в парниковый эффект различен.

Так углекислый газ - 66%, метана - 18%, оксида азота - 3%, остальные газы - 5%. А по действию на парниковый эффект молекулы метана действуют в 25 раз сильнее, чем углекислый газ. Потепление климата вызывают катастрофические изменения в биосфере:

а) повышение уровня Мирового океана, в результате таяния ледников.

б) Отрицательное последствие , в связи с потеплением, наблюдается в зонах вечной мерзлоты. Увеличивается сезонное простаивание грунта, что создаёт угрозу дорогам строениям.

в) Возрастает активность и агрессивность вредителей и болезней.

В 1992 в Риопринята программа, предусматривающая определение к каждой стране нормы выбросов парниковых газов.

34 Вопрос энергетики – одна из важнейших составляющих более глубокой и всеобъемлющей проблемы дальнейшего развития человечества, поэтому на сегодняшний день остро стоит задача найти новые выгодные источники энергии. В настоящее время для производства энергии используются топливные ресурсы, обеспечивая около 75% её мировой выработки. Их преимущества–они относительно локализованы в нескольких крупных скоплениях, легки в эксплуатации и дают дешёвую энергию.Альтернативу этим видам энергоресурсов, возможно, смогут составить возобновляемые источники. До промышленной революции возобновляемые ресурсы были основным источником энергии. Применение большинства технологий, связанных с использованием возобновляемых ресурсов, требует больших затрат, и нередко неудобна, что в конечном итоге делает эти источники нерентабельными и недоступными для потребителя. С другой стороны, многие источники позволяют создавать небольшие производства,расположенные в непосредственной близости от потребителя энергии, как, например, солнечные батареи.Ещё одной проблемой является негативное воздействие на окружающую среду. К примеру, строительство плотин, как ни странно, способствует парниковому эффекту – разлагающаяся органика затопленных районов выделяет углекислый газ. В целом страдает вся экосистема перекрываемой реки. Иной путь решения энергетической проблемы – это интенсификация. Новые технологии позволяют полнее использовать доступную энергию, повышая эффективность оборудования – например, более эффективные флуоресцентные лампы, двигатели, изоляционные материалы. Тепло, которое тратится впустую, уходя в окружающую среду, посредством теплообменников может быть использовано для нагревания воды и центрального отопления зданий.  В отдалённом будущем огромное количество новых источников энергии могут принести исследовании космоса, хотя вряд ли они актуальны при решении сегодняшних проблем энергетики. Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. 

К альтернативным или как их иногда называют возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относят солнечную, ветровую, геотермальную, энергию приливов, волновую, биоэнергетику и энергию разности температур глубин морей и океанов и другие "новые" виды возобновляемой энергии.  Энергия солнечного света. Солнечная энергия – это кинетическая энергия излучения (в основном света), образующаяся в результате реакций в недрах Солнца. Поскольку её запасы практически неистощимы (астрономы подсчитали, что Солнце будет «гореть» еще несколько миллионов лет), ее относят к возобновляемым энергоресурсам.  Солнечная энергия - наиболее грандиозный, дешевый, но и, пожалуй, наименее используемый человеком источник энергии. Солнечная энергетика относится к наиболее материалоёмким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а, следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Пока ещё электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проводят на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы. 

Энергия ветра. В поисках альтернативных источников энергии во многих странах немалое влияние уделяют ветроэнергетике.

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использованииэнергии ветра — кинетической энергиивоздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца.

Геотермальная энергетика (энергия земли).

Геотермальная энергетика —  производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, возобновляемым энергетическим ресурсам.

Источники геотермальной энергии могут быть двух типов. Первый тип – это подземные бассейны естественных теплоносителей – горячей воды (гидротермальные источники), или пара (паротермальные источники), или пароводяной смеси. По существу, это непосредственно готовые к использованию «подземные котлы», откуда воду или пар можно добыть с помощью обычных буровых скважин. Второй тип – это тепло горячих горных пород. Закачивая в такие горизонты воду, можно также получить пар или перегретую воду для дальнейшего использования в энергетических целях.  Геотермальную энергию используют для выработки электроэнергии, обогрева жилья, теплиц и тому подобное. В качестве теплоносителя используют сухой пар, перегретую воду или какой-либо теплоноситель с низкой температурой кипения (аммиак, фреон и так далее). Энергия приливов и отливов морей и океанов.

Приливная энергия постоянна. Благодаря этому, количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.

Биоэнергия. Биото́пливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса,кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации.  Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород). 

35

Демографическая проблема в самом общем виде заключается в неблагоприятных для экономического развития динамике населения и сдвигах в его возрастной структуре. Данная проблема складывается по-разному в развивающихся и в развитых, а также постсоциалистических странах. В ряде развивающихся стран суть демографической проблемы составляет резкий рост населения, который тормозит экономическое развитие, лишая данные страны возможности осуществлять производственное накопление в сколько-нибудь значительных размерах. Другой аспект демографической проблемы составляет переход развитых стран к простому воспроизводству населения, а во многих постсоциалистических странах — депопуляция вследствие устойчивого превышения смертности над рождаемостью. лема темпов роста мирового населения Численность населения мира на протяжении всей истории человечества неуклонно возрастает- Многие века она прирастала чрезвычайно медленно (к началу нашей эры — 256 млн человек, к 1000 г. — 280 млн человек, к 1500 г. — 427 млн человек). В XX в. темпы прироста населения резко ускорились

Демографическая политика как способ решения демографической проблемы

Демографическая политика – это целенаправленная деятельность государственных органов и иных социальных институтов в сфере регулирования воспроизводства населения, призванная сохранить или изменить тенденции динамики его численности и структуры. Иными словами, это политика, воздействующая на процессы рождаемости, смертности, брачности, разводимости, возрастной структуры населения. В широком смысле демографическую политику иногда отождествляют с политикой в области народонаселения, в узком, более принятом, рассматривают как одну из ее составляющих. Она тесно связана с социальной и экономической политикой, но имеет свои особенности. В качестве объекта такой политики могут выступать страны, отдельные их районы, а также отдельные группы населения.

В качестве одной из действенных мер демографической политики многие развивающиеся страны осуществляют законодательное повышение возраста вступления в брак. В действительности же наблюдается еще большее «старение» брака, которое объясняется тем, что значительная часть молодых людей стремится прежде получить образование, а затем пройти профессиональную подготовку, часто совмещая ее с трудовой деятельностью

В экономически развитых странах второй и третьей группы также наблюдается «старение семьи». Ныне средний возраст вступления в брак в Европе составляет 26,4 года для мужчин и 23,4 года для женщин. В Италии, Швейцарии, Швеции для мужчин он превышает 27, а в Германии – даже 28 лет. Для женщин в Великобритании, Нидерландах, Швейцарии, Испании он превышает 27, а в Дании и Швеции – 29 лет (Максаковский В.П. «Географическая картина мира» книга I «Общая характеристика мира» 4-е издание, исправленное Москва-«Дрофа», 2008 год, 495 с., глава «Демографический кризис в современном мире»).

36

Понятие продовольственной безопасности

В настоящее время под продовольственной безопасностью, как правило, понимают обеспечение всех людей и социальных групп населения той или иной страны мира физическим и экономическим доступом к безопасной, достаточной в количественном и качественном отношении пище, необходимой для ведения активной и здоровой жизни.

Голод представляет собой самую большую угрозу здоровью человечества. Ежегодно голод убивает больше людей, чем СПИД, малярия и туберкулёз, вместе взятые.

Больше того, по этим же причинам в ряде стран, в частности в Китае, принимаются меры, в том числе законодательные, по ограничению рождаемости и контролю за ускоренным ростом численности населения, эрозией почвы и снижением урожайности, не сертифицированным производством, распространением и потреблением генетически модифицированных продуктов, ухудшением окружающей среды и некоторыми другими причинами, усугубляющими положение с обеспечением продовольственной безопасности и её поддержанием на требуемом уровне.

Тем не менее, с учетом высокого уровня социальной дифференциации в нашей стране, эти среднестатистические показатели нельзя считать удовлетворительными.

Весьма показательно, что все эти изменения в обеспечении продовольственной безопасности нашей страны прямо коррелировали с её фундаментальными демографическими показателями: рождаемостью, смертностью и естественным приростом населения. «Демографический крест» России практически повторял своей динамикой её «голодный крест» — с промежуточным выходом из режима депопуляции в 2012 году.