6.2.4. Кругооборот серы

Сера входит в состав многих аминокислот и представляет собой крайне важный элемент.

Рисунок 6.5. - Кругооборот серы

Находясь глубоко в почве и в морских осадочных породах, соединения серы - сульфиды - переводятся микроорганизмами в доступную форму - сульфаты, которые поглощаются растениями. С помощью бактерий осуществляются реакции окисления - восстановления. Глубоко залегающие сульфиды восстанавливаются до серо - водорода, который поднимается вверх и окисляется аэробными бактериями до сульфатов. Разложение трупов животных или растений обеспечивает возврат серы в кругооборот.

В результате деятельности человека движение многих веществ резко ускоряется, при этом в одних местах возникает недостаток, а в других - избыток каких-то веществ. Примером может служить повышенный выброс диоксида серы в атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях крупных предприятий из-за избытка диоксида серы в воздухе может происходить нарушение процесса фотосинтеза.

6.2.5. Кругооборот фосфора

Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Постепенно он вымывается из них, попадает в экосистемы, вносится на поля в качестве удобрения. Растения используют только часть этого фосфора. Значительное его количество уносится реками в моря и снова отлагается в виде осадка. Вместе с выловленной рыбой фосфор поступает на сушу в количестве примерно 60000т, добывается ежегодно 1-2 млн. т фосфор содержащих руд. Хотя запасы фосфора велики, в будущем необходимо будет предпринять меры по его возврату в кругооборот веществ.

6.2.6. Ландшафтный и экосистемный подход к изучению изменений биосферы

При исследовании экологических вопросов элементы экосистем, геосистем и социосистем находятся в тесном взаимодействии и неразрывной связи. Вопросами их взаимодействия занимается наука, которую называют геоэкологией.Геоэкология - это наука о взаимодействии географических, экологических и социально-производственных систем (рис. 6.6).

Рисунок 6.6. - Взаимодействие различных биосферных систем

Геоэкология базируется на системе наук: биогеография, почвоведение, климатология, гидрология, океанология, геоморфология, экономическая география.

Региональный объект геоэкологических исследований включает в себя природно-территориальный комплекс с присущими ему биоценозами и территориально-производственный комплекс с его социально-экологическими проблемами.

Таким образом, геоэкология изучает находящиеся во взаимодействии географические и экологические системы, и, прежде всего, - антропогенные процессы экологической дестабилизации и опустынивания земель, а также предлагает рекомендации по рациональному природопользованию и охране природы.

Биосфера Земли характеризуется пространственной неоднородностью, то есть системе природно-территориальных комплексов соответствует определенная система территориальных подразделений биосферы, охватывающих пространственно объединенные биоценозы.

Под ландшафтом понимают объективно существующую часть земной поверхности, представляющую самостоятельный природно-территориальнй комплекс, который качественно отличается от других.

Каждый ландшафт имеет конкретное положение на земной поверхности и границы. Динамика и эволюция ландшафта определяется его энергетической базой, массообменом и функциями живого вещества.

Схема ландшафтного и экосистемного взгядов на геосистему приведена на рис. 6.7.

Рисунок 6.7. - Схема ландшафтного и экосистемного подхода к изучению биосферы

Для обозначения целостных природных комплексов используется понятие геосистемы. Это понятие близко по своей сущности к понятию экосистемы. Отличие состоит в том, что при ландшафтном подходе рассматриваются как биотические, так и абиотические компоненты системы. В случае экосистемного подхода рассматриваются живые организмы, а компоненты среды рассматриваются только как местообитание , то есть биотоп.

В ландшафтной экологии вводится ряд аксиом, играющих большую роль при исследованиях геосистем.

Аксиома Докучаева-Вернадского: географическая оболочка, биосфера представляет собой целостную природную систему, в которой живое вещество взаимодействует с элементами атмосферы, гидросферы, литосферы и техносферы.

Биосфера представляет собой экосистему высшего уровня. Элементами биосферы являются предметы и явления, входящие в состав атмосферы, гидросферы, литосферы и техносферы. В биосфере все большее распространение получают элементы техногенного воздействия, оказывающие прямое или косвенное воздействие на природные экосистемы.

Не следует делать посредством большего то, чего можно достигнуть посредством меньшего.

Этот принцип применительно к ландшафтной экологии подразумевает отбрасывание отдельных элементов геосистемы, роль которых в какой-либо конкретной задаче ландшафтной экологии несущественна ("свертывание" информации о геосистеме).

Важнейшим атрибутом биосферы являются связи или отношения, связывающие ее элементы.

В данном положении речь идет о причинно-следственном характере отношений. Различают:

- параллельные отношения (например, благоприятный режим увлажнения повышает биологическую продуктивность),

- отношения обратной связи (например, высокая биопродуктивность экосистем способствует накоплению гумуса в почве, что ведет к дальнейшему увеличению продукции растительной биомассы),

- комбинированные отношения,

- множественность следствий (например, Солнце (С) определяет световой режим на Земле (С.Р.), влияющий на радиационный баланс (Р), температурный режим (Т) и интенсивность фотосинтеза (Ф), суммарное воздействие которых обуславливает продуктивность растений (П.Р.) и животных (П.Ж.) - рис. 6.8).

Рисунок 6.8. - Взаимные влияния в биосфере

Аксиома о иерархической структуре биосферы: биосфера представляет собой систему, организованную в виде множества подсистем различного уровня.

Иерархическая структура биосферы может быть представлена в следующем виде:

1. Глобальный,

2. Континентальный,

3. Региональный,

4. Ландшафтный,

5. Топологический (конкретные экосистемы).

Аксиома о границах географических, экологических и природно-хозяйственных систем: каждая система занимает определенную площадь и объем и отделена от соседних систем границами.

Биосфера в целом как планетарная система обладает свойствами непрерывности и дискретности.

Границы между территориальными системами обладают свойствами барьеров, то есть разделяют потоки веществ и препятствуют распространению живых организмов.