- •Основи екології
- •Людство
- •Глава 1
- •§ 1.2. Основні фактори деградації довкілля
- •§ 1.3. J Екологічні катастрофи
- •Глава 1
- •Глава 1
- •За типами діяльності
- •Підрозділів)
- •§ 2.1. І Загальне уявлення про біосферу
- •§2.2. J Походження й еволюція біосфери
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •§ 2.3. J Функціонування біосфери
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2 Біоекологія
- •§ 2.5. J Види, популяції та середовище
- •Глава 2
- •§ 2.7: J Ноосфера
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •§ 2.8. У Біорізнзманітність і її збереження
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Глава 2
- •Ареали випадання кислотних дощів:
- •§ 3.3. J Гідросфера
- •Континентальний схил
- •Глава 4
- •Глава 4
- •Глава 4
- •§ 4.2. J Енергетика
- •Глава 4
- •Глава 4
- •Глава 4
- •Глава 4
- •Глава 4 Техноекологія
- •§ 4.3. J Промисловість Спочатку скористайтеся принципом Чистого Виробництва, а потім приймайте рішення про впровадження будь-яких технологій. Із матеріалів unep
- •Глава 4
- •Глава 4 Техноекологія
- •§ 4.4. J Сільське господарство
- •§4.5. І Транспорт
- •Глава 4
- •Глава 4
- •Глава 4
- •§ 4.7._J Наукова діяльність
- •Глава 4
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 5
- •§ 5.3. І Економіка природокористування
- •§5.4. Й у конкретних обсягах. Ці права можуть продаватися державним органом підприємствам і одним підприємством іншому. Ціна ел залежить від добового часу, сезону, обстановки в регіоні.
- •Глава 5
- •Глава 5
- •Глава 5
- •Глава 5 Соціоекологія
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6
- •Глава 6 Екологія людини
- •Глава 7
- •В Україні ( )протягом XX ст.
- •Структура земельного фонду України
- •Глава 7 Природно-соціальні особливості України
- •Глава 7
- •Глава 7
- •Глава 7
- •Глава 8
- •Глава 8
- •Глава 8
- •§ 8.3. J Донецько-Придніпровськии регіон
- •Глава 8 Екологічний стан окремих регіонів України
- •Наслідки
- •Глава 9
- •Глава 9
- •§ 9.3. J Аварія на Чорнобильській аес
- •Глава 10 Національний шлях до еколого-збалансованого розвитку
- •Глава 10 Національний шлях до еколого-збалансованого розвитку
Глава 2
Біоекологія
лення від продуцентів до консументів і повертається в грунт у вигляді органічних решток і продуктів життєдіяльності. В результаті процесів мінералізації, які здійснюються бактеріями-редуцентами, фосфор знову переходить у неорганічні форми й стає доступним для рослин.
Проте в природі найчастіше саме нестача фосфору стримує розвиток біоти. З одного боку, фосфорні сполуки швидко вимиваються в Світовий океан. Цьому сприяють процеси ерозії грунту. Багато фосфору виноситься в океан і з неочищеними стічними водами. В океані цей фосфор частково використовується мікро- й макроскопічними водоростями, а потім споживається морськими консументами та редуцентами. Деяка частина фосфору може перевідкладатися на суші. Наприклад, послід морських рибоїдних птахів, який містить багато фосфору, нагромаджується в пташиних колоніях і на пташиних базарах, утворюючи так зване гуано — корисну копалину, що інтенсивно добувається в деяких країнах і використовується для виробництва фосфатних мінеральних добрив (наприклад, у Чилі). Але більша частина фосфору нагромаджується на дні з відмерлими рештками морської біоти. Цей фосфор може знову стати доступним для біоти тільки з часом у геологічному вимірі, наприклад після підняття певних ділянок морського дна (щоправда, сьогодні людина вже почала розробляти й морські родовища фосфоритів). З іншого боку, на суші значна частина мінерального фосфору утворює нерозчинні комплекси з ґрунтовими частинками й стає недоступною для продуцентів, отже, й для інших ланок трофічних ланцюгів. Лише деякі ґрунтові гриби здатні вилучати фосфорні сполуки з цих комплексів.
Кругообіг сірки. Сірка — це необхідний компонент багатьох органічних речовин, серед яких передусім слід зазначити амінокислоту цистеїн.
Головним джерелом сірки є розчинені у воді продукти вивітрювання гірських порід (найчастіше сульфіди заліза — основний компонент колчеданів) або сірководень і сірчистий газ, які виділяються в атмосферу вулканами, гейзерами, гарячими джерелами. Сірководень, окиснений атмосферним киснем до сірчистого газу, розчиняється у водяній парі атмосфери й випадає з дощем на поверхню планети. До складу живої речовини сірка потрапляє шляхом поглинання розчинених у воді йонів сульфатів рослинами-продуцентами. Потім сірка в складі рослин-
74
них білків ланцюгами живлення потрапляє до консументів і реду-центів. У анаеробних умовах (наприклад, у болотах) редуценти розкладають білки з виділенням сірки у вигляді сірководню, який може бути окиснений до молекулярної сірки або до розчинних сульфатів і сульфідів. У такій формі сірка знову стає доступною для продуцентів.
Сьогодні кругообіг сірки під впливом людини зазнає суттєвих змін: майже третина сірки, що циркулює в біосфері, потрапляє в атмосферу з димогазовими викидами заводів, фабрик і теплових електростанцій. Ця «зайва» сірка, розчиняючися в атмосфері з утворенням сірчаної й сірчистої кислот, випадає у вигляді кислотних дощів, які призводять до швидкої деградації багатьох екосистем.
Кругообіги калію, магнію та кальцію. Ці елементи у вигляді йонів потрапляють у живу речовину в процесі поглинання води рослинами, а також під час уживання питної води. Вони виконують різноманітні функції. Наприклад, калій необхідний для роботи калій-натрієвого насоса клітин, магній — обов'язкова складова хлорофілу, кальцій потрібний для підтримання постійного рН цитоплазми, є головним компонентом панцирів, будиночків, скелетів багатьох тварин. Подібно до азоту, фосфору й сірки, ці елементи мігрують трофічними ланцюгами від продуцентів через консументи до редуцентів. Після загибелі організму вони швидко переходять у водні розчини й знову стають придатними для подальшого використання.
У морях кальцій і магній частково вилучаються з біологічного кругообігу й консервуються в осадових породах. Наприклад, мікроскопічні морські водорості кокколітофориди перевідклада-ють кальцій у вигляді карбонатів на поверхні клітин, утворюючи так звані кокколіти. Після відмирання клітин кокколіти не встигають цілком розчинитись у воді й осідають на дно, формуючи крейдяні осадові породи. Лише в геологічному вимірі часу, після підняття певних ділянок дна, кальцій, нагромаджений у крейді, вивільнюється в процесі вивітрювання й знову стає доступним для біоти.
II Великий кругообіг речовин і вплив на нього антропогенного фактора. Енергія Сонця й сили гравітації рухають два кругообіги речовин: біологічний та геологічний (рис. 2.3). Біологічний кругообіг швидкий і розімкнений: початкова й кінцева ланки
75
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гл а в а 2
Біоекологія
замикаються через доступні неорганічні речовини. Геологічний кругообіг повільний і замкнений. Частина речовин із біологічного кругообігу надходить у геологічний у вигляді відмерлих решток, утворюючи осадові породи, які з часом під впливом тиску, температури та інших факторів трансформуються в граніти. Тектонічні підняття спричинюють винесення частини гранітних порід на поверхню. Граніти вивітрюються, й, як наслідок, утворюється фонд доступних речовин, що в подальшому знову залучаються до біологічного кругообігу.
Процеси кругообігу речовин у біосфері здійснюються збалансовано. Переважна більшість речовин, залучених до біологічного кругообігу, повертається в мінеральний стан і стає доступною для повторного використання живою речовиною. Лише невелика частина відкладається в осадових породах, але ці втрати компенсуються речовинами, які вивільнюються з гірських порід у результаті процесів вивітрювання.
Баланс та узгодженість біологічного й геологічного циклів досягаються завдяки живій речовині: за рахунок тривалих процесів видоутворення в разі появи нових ресурсів чи нових умов середовища й за рахунок формування численних прямих, зворотних і непрямих зв'язків між різними організмами та факторами середовища.
Зазвичай прискорення вивітрювання гірських порід спричиняє зростання кількості біогенних речовин, що, своєю чергою, стимулює збільшення кількості живої речовини й урешті-решт підвищує інтенсивність процесів винесення речовин у Світовий океан. Це призводить до інтенсивнішого нагромадження донних осадів. Кількість доступних речовин у біосфері починає швидко зменшуватися. Біосфера переходить на «голодний» режим, що супроводжується масовими вимираннями видів, посиленням конкурентної боротьби за ресурси й прискоренням процесів утворення нових, більш конкурентоспроможних та «економних» видів. Проте вимирання відбувається набагато швидше, ніж видоутворення. За приклад можуть правити кам'яновугільний і крейдовий періоди, коли надзвичайно швидко нагромаджувались осадові породи внаслідок катастрофічного вимирання багатьох видів палеозойської та ранньомезозойської флори й фауни. Вимирання завершувалося появою на планеті нових класів і типів (відділів) тварин і рослин. Іще тривають дискусії про причини порушення балансу між біологічним і геологічним кругообігами, однак катастрофічні наслідки цього й повільні темпи їх усунення очевидні.
77
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Сьогодні ситуація аналогічна, але, на відміну від попередніх епох, причина її відома: це діяльність людини — так званий антропогенний фактор (рис. 2.4).
Розглянемо головні причини порушення кругообігу речовин у біосфері.
По-перше, це досить сильне штучне прискорення процесів вивітрювання осадових і гранітних порід, пов'язане з видобуван ням і переробкою корисних копалин, спалюванням вугілля, наф ти, торфу, природного газу. В результаті в атмосфері збільшується вміст вуглекислого газу, оксидів сірки, через кислотні дощі зменшується рН грунту, що призводить до переходу багатьох еле ментів у розчинений стан. Деякі з них у великих концентраціях токсичні й небезпечні для живого (наприклад, важкі метали — мідь, цинк, свинець). Процеси кругообігу речовин у біологічному циклі вповільнюються — адже гинуть носії живої речовини. Та чим більше елементів переходить у розчин, тим більше їх вими вається у Світовий океан. Прискорені темпи загибелі біоти, вповільнені темпи повторного використання доступних мінераль них речовин, зростання швидкості їх вимивання спричиняють перезбагачення Світового океану біогенними елементами. Внаслідок цього частішають спалахи «цвітіння» океану мікро скопічними водоростями, які нерідко бувають токсичними й пригнічують розвиток консументів, котрі їх споживають. Так, порівняно з минулими століттями частота спалахів «цвітіння» в Світовому океані зросла в 50—130 разів! Усе це прискорює проце си вилучення з біосфери доступних біогенних речовин і їх консервації в донних відкладах.
По-друге, людина в процесі своєї господарської діяльності створює численні речовини (наприклад, пластмаси), які надалі не можуть бути ні використані продуцентами, ні розкладені до до ступних мінеральних речовин редуцентами. Вони утворюють особ ливу групу антропогенних «осадових» порід — відходи нашої цивілізації, які археологи чомусь назвали «культурним шаром». Ці відходи зрештою будуть трансформовані в літосфері в граніти й потім у процесі вивітрювання знову стануть доступними для живої речовини, але відбудеться це в геологічних вимірах часу — через мільйони років. Тому є реальна загроза того, що доступні ресурси біосфери можуть бути перероблені на відходи швидше, ніж завер шиться цикл геологічного кругообігу- Що в цьому разі станеться з біосферою (в тому числі й з людиною), передбачити нескладно.
78
І
о І
ш
І
в
І
X
я ю
S
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля