- •Геоэкология рекомендовано министерством образования российской федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по экологическим специальностям Москва — 2005
- •Введение
- •Контрольные вопросы
- •1.1.3. Экзогенные процессы
- •1.2. Природные системы литосферы
- •1.2.1. Типы земной коры
- •1.2.2. Тектонические структуры литосферы
- •1.2.3. Рельеф земной поверхности
- •1.3. Антропогенные процессы в литосфере
- •1.3.1. Последствия опустошения месторождений полезных ископаемых
- •1.3.2. Антропогенное прогибание земной коры
- •1.3.3. Антропогенные землетрясения
- •1.3.4. Антропогенная активизация геоморфологических процессов
- •1.4. Особенности антропогенных процессов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Гидросфера
- •2.1. Природные процессы в гидросфере
- •2.2. Природные системы в гидросфере
- •2.2.1. Вода в атмосфере
- •2.2.2. Поверхностные воды
- •2.2.3. Подземные воды
- •2.3. Запасы пресных вод и их размещение
- •2.3.1. Запасы пресных вод
- •2.3.2. Размещение запасов пресных вод
- •2.4. Антропогенные процессы в гидросфере
- •2.4.1. Сооружение водохранилищ и их влияние на окружающую среду
- •2.4.2. Экологические последствия волжских водохранилищ
- •2.4.3. Сточные воды и их образование
- •2.4.4. Загрязнение поверхностных вод суши
- •2.4.5. Загрязнение подземных вод суши
- •2.4.6. Загрязнение Мирового океана
- •2.4.7. Географические особенности загрязнения морей
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Геокосмос
- •3.1. Атмосфера
- •3.1.1. Состав и строение атмосферы
- •3.1.2. Природные процессы в атмосфере
- •3.1.3. Климатообразование
- •Климатообразующие факторы
- •Климатообразующие процессы
- •3.1.4. Природные системы атмосферы
- •Типы климатов земного шара
- •3.1.5. Антропогенные процессы в атмосфере
- •Основные антропогенные источники загрязнения воздуха
- •3.1.6. Антропогенные изменения климата и их причины
- •3.1.7. Экологические последствия антропогенной убыли озона в стратосфере
- •3.1.8. Антропогенное воздействие на околоземное пространство
- •3.2. Ионосфера
- •3.2.1. Естественные процессы в ионосфере
- •3.2.2. Антропогенные электромагнитные воздействия на ионосферу
- •3.2.3. Антропогенное формирование сферы космического мусора
- •3.3. Магнитосфера
- •3.3.1. Естественные процессы в магнитосфере
- •3.3.2. Антропогенное воздействие на магнитосферу
- •3.4. Распространение техногенного воздействия за пределы геокосмоса
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Биосфера
- •4.1. Основные свойства и функции биосферы
- •4.1.1. Биосфера и космическая энергия
- •4.1.2. Функции биосферы в развитии Земли
- •4.1.3. Взаимоотношения живых организмов в биосфере
- •4.2. Почвы (педосфера)
- •4.2.1. Факторы и процессы почвообразования
- •4.2.2. Природные типы почвообразования и почв
- •4.2.2. Земельный фонд и земельные ресурсы мира и России
- •4.2.3. Антропогенное воздействие на почвы
- •4.3. Растительность
- •4.3.1. Запасы и продукция фитомассы
- •Значение лесов
- •4.3.2. Естественные процессы в растительных сообществах
- •4.3.3. Обмен веществом и энергией в растительных сообществах
- •4.3.4. Значение животных в жизни растений
- •4.3.5. Природные системы растительности
- •4.3.6. Антропогенные процессы в растительных сообществах
- •4.4. Животный мир
- •4.4.1. Естественные связи животного мира с растительностью в биоценозах
- •4.4.2. Природные системы в животном мире
- •4.4.3. Антропогенное воздействие на животный мир
- •Прямое воздействие человека на животный мир
- •Косвенное воздействие человека на животных
- •4.4.4. Антропогенная деградация животного мира
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Ландшафты
- •5.1. Природные процессы формирования, функционирования и развития ландшафтов
- •5.1.1. Структурно-функциональные связи ландшафта
- •5.1.2. Энергетика ландшафта
- •5.1.3. Влагооборот в ландшафте
- •5.1.4. Биогеохимический цикл
- •5.1.5. Абиотическая миграция вещества
- •5.1.6. Развитие и возраст ландшафта
- •5.2. Природные ландшафтные пояса и зоны
- •5.2.1. Природные ландшафтные пояса и зоны суши
- •5.2.2. Природные ландшафтные зоны океанов
- •5.3. Антропогенные изменения природных ландшафтов суши
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Проблемы народонаселения
- •6.1. Рост численности мирового населения в историческом аспекте
- •6.2. Демографический «взрыв»: причины и последствия
- •6.3. Предельная нагрузка на природную среду
- •6.4. Ограничители роста населения
- •6.5. Миграция
- •6.6. Современные тенденции
- •6.7. Конфликты и перенаселение
- •6.8. Глобальные прогностические модели и сценарии будущего развития человечества
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 1. Литосфера
- •Глава 2. Гидросфера
- •Глава 3. Геокосмос
- •Глава 4. Биосфера
- •Глава 5. Ландшафты
- •Глава 6. Проблемы народонаселения
- •Геоэкология
2.2. Природные системы в гидросфере
Существующие природные системы свободных вод в гидросфере приведены в таблице 2.
Рассмотрим основные особенности природных систем свободных вод в гидросфере.
2.2.1. Вода в атмосфере
В высоких слоях атмосферы нет физико-химических условий, благоприятствующих накоплению воды, поэтому основная масса воды атмосферы (не менее 95%) сосредоточена в нижнем слое до 20 км. Вода в атмосфере находится в газообразном, жидком и твёрдом состоянии. В атмосфересодержится небольшая часть воды гидросферы, но это наиболее подвижная и, следовательно, наиболее активная часть гидросферы, оказывающая воздействие не только на атмосферу, но также на состояние и развитие литосферы и биосферы.
Таблица 2
Природные системы свободных вод в гидросфере
Индексы систем |
Системы свободных вод |
Объём вод, тыс. км3 |
Доля в мировых запасах воды, % |
1 |
Вода в атмосфере |
12,9 |
0,001 |
2 |
Поверхностные воды |
1362254,1 |
98,31 |
А |
Мировой океан |
1338000 |
96,56 |
Б |
ледники и постоянно залегающий снежный покров |
24064,1 |
1,736 |
В |
воды озёр |
176,4 |
0,013 |
Г |
воды болот |
11,5 |
0,0008 |
Д |
воды в руслах рек |
2,1 |
0,0002 |
3 |
Подземные воды (гравитационные и капиллярные) |
23400 |
1,689 |
|
В их состав входят: |
|
|
А |
почвенная влага |
16,5 |
0,001 |
Б |
подземные льды зоны многолетней мерзлоты |
300 |
0,022 |
|
Общие запасы несвязанной воды |
1385667 |
100 |
2.2.2. Поверхностные воды
Мировой океансодержит основную массу поверхностных вод гидросферы Земли и занимает площадь 361,1 млн. км2. Океанические воды характеризуются солёностью.Солёность— это полная масса всех солей в граммах, содержащихся в 1 кг воды. В.И. Вернадский [1965] пишет, что солёность океанической воды очень часто рассматривают как результат накопления солей, выносимых в океан реками в течение миллиардов лет. Но если сравнить порядок распространённости отдельных химических соединений в океанической и речной воде, легко убедиться, что это два разных типа воды: в океанической воде 88,7% солей — это хлориды и ничтожная часть — карбонаты, в речной воде карбонатов до 80%. Главная масса солей океанической воды создавалась искони и создаётся поныне или из надземных вулканических извержений, сопровождающихся всегда ливнями, или выходами вулканов ифумароллна морском дне. Речная вода не в состоянии своим излиянием в океаны изменить первоначальноесходство порядкового составаокеаническойводы и растворимых частей продуктов вулканических процессов. Средняясолёностьокеаническихвод 35‰. Наибольшая солёность наблюдается между 20–25°широты, где наибольшее испарение. Однако самую большую солёность имеют Красное море и Персидскийзалив (42‰), наиболее низкую солёность (7‰) — Балтийскоеморе (рис.4). Общее количество растворённых в океанических водах химических соединенийсоставляет 48000 трлн.т. Если бы удалось извлечь из океанических вод этирастворённыеэлементы и распределить их равномерно по поверхности земнойкоры, то они покрыли бы эту поверхность слоем в 45м.В водах Мирового океана содержится столько золота (при среднем содержании его 0,00001г в 1м3воды), что если бы его извлекли, то на каждого жителя Земли его пришлось бы более 3 т.
Рис. 4. Солёность вод Мирового океана
Мировой океан определяет лицо биосферы: огромная масса его водформирует климаты планеты,служит источником большей части атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана благодаря обитающим в океанезелёным растениям. Мировойокеан, наряду с лесами, — регулятор содержания углекислоты в атмосфере.
Для океанических вод характерна система поверхностных течений, образующихся под воздействием господствующих ветров. Вокруг субтропических антициклонов образуютсяциркуляционныекольца течений: в северном полушарии по часовой стрелке, в южном — против (из-за воздействия силыКориолиса).Вокруг субарктических (Исландского иАлеутского)минимумов образуются циркуляционные кольца против часовойстрелки (рис.5).
Рис. 5. Система поверхностных течений Мирового океана (1 — тёплые, 2 — холодные )
К поверхностнымводам относятся такжеледникии постоянно залегающий снежный покров, занимающие площадь 16227 тыс. км2.Из них на долю Антарктиды приходится 13977 тыс. км2,Гренландии— 1801тыс. км2,арктических островов — 225 тыс. км2и горных районов — 224 тыс. км2.
Современное состояние ледника определяется ходом процесса обмена массой и энергиейледника с окружающей средой —атмосферой,земнойкорой,а в ряде случаев и океаном. Различают внешний и внутренниймассоэнергообменледника. Внешний определяется процессами на дневной поверхности ледника:аккумуляцией, таянием и стоком, а также радиационным балансом и обменом тепловой энергией между ледником и прилегающим слоем воздуха. Внутренний массоэнергообмен зависит от процессов, протекающих внутриледникаина его ложе; источниками тепла здесь служат геотермический поток, энергия движения и преобразования льда, перемещениеи замерзание воды вледниковойтолще. Большое значение длямассоэнергообменаимеютвнутриледниковаяиподледниковаяабляция (убыль льда при таянии), а такжеэкзарация (ледниковая эрозия), перенос и отложение моренного материала.
Суммарный объём ледниковых покровов в 50–70 раз больше объёма воды, принимающего участиевовлагообороте.Это существенный для человека резерв пресной воды. В настоящее время наблюдается сокращение объёма оледенения и площади ледников в связи с увеличением содержания в воздухеуглекислого газа, так как благодаря этому усиливается парниковый эффект.
Воды озёртакже относятся к поверхностным водам. Озёра занимают площадь 2058,7 тыс. км2. Они располагаются в одиночку или группами, насчитывающими от десятка до тысяч озёр. К одиночным озёрам относятся такиекрупные, как Байкал, Балхаш, Онежское,Балатони др. Многочисленные группы образуют озёра вФенноскандии,Северо-АмериканскиеВеликие озёра, озёраприальпийскихпредгорий, Великие Африканскиеозёра; территории с многочисленными озёрами называются озёрными областями.
К поверхностным водам относят также воды болот, занимающих площадь 2682,6 тыс. км2. Болота образуются обычно при равнинном рельефе, чаще на поверхности осадочногочехлаплит платформ в условиях замедленного поверхностного стока и избыточно влажного климата. Заболачиванию способствуетналичиеблизкоговодоупорав условиях обильного застойного или слабопроточного увлажнения грунта в течение большей части года.
Наиболее обширныеплощади болот расположены на равнинах в тундре итайгесеверного полушария в районах с многолетнеймерзлотой,служащейводоупором.Таковы болота Западно-Сибирской низменности иЛаврентийскойравнины. Имеются болота такжена востокеИндо-Гангскойнизменности и в Южной Америке— вАмазониии в депрессииПантанал.
Воды в руслах рек.Реки представляют собой естественные водные потоки, текущиеввыработанных ими руслах, как правило, постоянные (лишь иногда в засушливых зонах на отдельных участках временнопересыхающие),питающиеся за счёт стока с их водосбора. В питании рек принимают участие дожди, снега, ледники и подземныеводы. Главная характеристика рек — величина их стока (расход, годовой объём), которая при одной площади водосбора может быть очень различной, в зависимости от источников питания и их сочетания, которые в разных регионах связаны с географической широтой,рельефом,климатическими особенностями. Реки, в отличие от других малых составляющих гидросферы, — это быстрые транспортёры воды. Вода в них возобновляется намного быстрее, чем в любой другой составляющейгидросферы.Поэтому, имея сравнительно небольшой мгновенный запас воды в своих руслах, реки в течениегода доставляют к устьям массу воды в 30–40 раз бóльшую.
Реки разнообразны по своим размерам, глубинам и скоростям течения. Такой гигант, как Амазонка, имеет длину, почти равную радиусу Земли, а количество воды, проносимое засекундучерезпоперечноесечениевустье,составляетпочти 200тыс. м3.Площадь бассейна Амазонки лишь немного меньше площади такогоматерика,как Австралия. Одной из самых необычных рек можно назватьбезымяннуюреку на юго-востоке Северной Америки, онавытекает из озераОкичобии через 160 км впадает в Мексиканскийзалив. Ширинаеё местами достигает 80 км, а средняя глубина составляет всего 15 см, течение в реке почти не ощущается, так как падениеот истока до устья реки равно всего 4,5м.