3. Значение биогеохимических циклов. Основные законы функционирования биосферы.

Биосфера Земли является многокомпонентной целостной системой. Основной функцией которой является поддержание жизни.

Эта функция биосферы реализуется благодаря непрерывному потоку вещества и энергии на уровне любой экосистемы.

Функционирование биосферы подчиняется экологически объективным законам:

1. закон хиральной чистоты Пастера. Хиральная чистота означает использование организмами только ассиметрических изомеров, несовместимых со своим зеркальным отражением. Например, белки построены только из L – аминокислот, а нуклеиновые кислоты из Д – сахароз.

2. Закон экологической направленности эволюции.Любые эволюционные процессы в экосистемах направляются как внешними, так и внутренними экофакторами.

3. Закон вектора развития и необратимости эволюции живого. Развитие жизни однонаправлено.

4. Принцип экономии энергии. Если в экосистеме, имеется вероятность развития процесса в множестве направлений, то реализуется из них такое направление, которое обеспечивает минимальное рассеивание энергии (или минимум роста энтропии).

5. закон однонаправленности потока энергии. Энергия получаемая экосистемой и усваиваемая продуцентами, рассеивается, или вместе с их биомассой передается консументам первого, второго и т.д. порядка.

6. Закон развития системы за счет окружающей среды и принципа экологической дополнительности. Абсолютное изолированное саморазвитие экосистемы невозможно.

7. закон формирования экосистемы.Длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологической системы.

8. закон физико-химического единства живого вещества Вернадского. Вещество, энергия и информация в экосистемах и биосфере тесно взаимосвязаны.

9. Закон оптимальности. Хозяйственная деятельность человека должна соотносится с возможностями окружающей среды.

10. закон ограниченности природных ресурсов

Биогеохимические циклы– процессы перемещения и превращения химических элементов через живую и неживую природу при активном участии живых организмов.

Существование биогеохимических циклов создает возможность саморегулирования и обеспечивает ее устойчивость.

Биогеохимические циклы обеспечивают дыхание, питание и размножениеорганизмов, а также связанные с ним процессы создания, накопления и расхода органических веществ. Под влиянием живых организмов в биосфере происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (Fe,Mn,P.S) и создаются их новые соединения. Поэтому химических состав живых организмов характеризуется большим разнообразием.

4. Урбоэкосистемы. Сравнение с природными экосистемами.

Техногенная с-ма– антропогенная ЭС, включающая объекты пром производства и ПЭС взаимодействуют и функционируют как единое целое на основе обмена в-вом, энергией, информацией. Границы техногенных с-м опр-ся границами зоны влияния пром предприятий на ОС.

Различают 2 вида техногенных систем:

1. Агро-ЭС;

2. Урбо-ЭС.

Урбоэкосистемы(индустриально-городские ЭС) – неустойчивые природно-антропогенные ЭС, состоящие из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных ЭС-м. Реймер

На территории города выделяют 3 зоны:

1. Пром зоны – территории, где сосредоточены пром предприятия. Это основной источник загрязнения ОС и основной потребитель природных ресурсов.

2. Лесопарковые зоны– зеленые зоны к-ые находятся внутри или около города, предназначенные для отдыха. Это не самоподдерживающая система.

1 чел ~ 20 Га зеленых насаждений

1 чел ~ 7 Га (в Перми)

3. Селитебная зона– территория, на к-ой находятся жилые, административные здания, объекты культуры, питания, здравоохранения. Они загрязняют ОС.

В каждом городе сильно развита транспортная сеть– дороги, метрополитен, аэродромы, а так же объекты ее обслуживающие (стоянки, заправки). Транспортные с-мы пересекают город, оказывая влияние на всю среду (выхлопы, шум, э/м излучения).

Города влияют на геол среду (кач-во подземных вод, прочность поверхностного слоя Земли), там высокая плотность населения.

В городах происходит все большая изоляция хоз-производственных циклов от природных БГХК и потоков энергии.

Упрощение природного окружениячел в техногенных с-мах очень опасно , т.к. чем больше биоразнообразие, тем сложнее трофические цепи,. Тем интенсивнее круговорот в-ва и тем эффективнее поток энергии. Повышение разнообразия => увеличение устойчивости.

№	параметры	ПЭС	ТС
1	Используемая энергия	Энергия Солнца	Уголь, нефть, энергия Солнца, падающей воды, атома
2	Природные ресурсы и пища	Трава, лес	Могут вносится извне и уходить с места производства
3	Среда обитания	- природная (вода, почва, воздух) - живые организмы (формируется и сохраняется)	специальносозданная
4	Разнообразие биоты	Сохраняется биоравновесие	Уменьшение видов разнообразия
5	Атмосферный воздух	Постоянный состав воздуха	Различен (выбросы, смоги,газы)
6	Гидросфера	Объем воды преимущественно сохраняется, вода очищается в процессе круговорота, состав воды не меняется	Объем воды не сохраняется, вода не очищается в процессе круговорота, состав воды меняется
7	почва	Формируется плодородие, обновляется в процессе БГХК	Строительство дорог, опустынивание, выветривание, загрязнение выбросами.
8	БГХК	Поддерживается, участвуют все хим элементы (отдельные в-ва и соед-я)	нарушены
9	Св-ва ЭС	Способны к самосохранению и восстановлению	Не способны к саморегуляции и самосохранению