- •Введение
- •1. Экология территорий как составная часть общей экологии. Человек в природной среде на различных территориях.
- •1.1. Строение и история земли
- •1.2. Возникновение жизни на земле
- •1.3. Фундаментальные свойства живых систем
- •1.4. Уровни организации живой материи
- •1.5. Условия и ресурсы среды
- •1.6. Популяции и сообщества
- •2. Понятие экологической системы в контексте экологии территорий. Составные части экосистем.
- •2.1. Экологические системы
- •2.1.1. Понятие экологической системы
- •2.1.2.Живое, косное и биокосное вещество (по в.И.Вернадскому)
- •2.1.3. Законы в.И.Вернадского
- •2.2. Пищевые цепи
- •2.2.1. Понятие простых и сложных пищевых цепей
- •2.2.2. Экологические пирамиды
- •2.3. Циркуляция веществ
- •2.4. Энергетические ресурсы и энергия в экосистемах
- •2.4.1. Понятие энергетических ресурсов
- •2.4.2. Энергия в экологических системах
- •3. Экология территорий и социальная экология.
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Энергия и вещества
- •3.2.1. Энергия
- •3.2.2. Пищевые вещества
- •3.2.3. Минеральные соли и вода
- •3.3. Климатическая адаптация
- •3.3.1. Общие сведения
- •3.3.2. Температурная среда
- •3.3.2. Реакция организма на перегрев
- •3.3.4. Реакция организма на охлаждение
- •3.3.5. Границы зоны комфорта
- •3.4. Болезни
- •4. Глобальные, региональные и территориальные проблемы окружающей среды.
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Окружающая среда и стабильность популяций
- •4.2.1. Общие сведения
- •4.2.2. Процессы, регулирующие численность популяций
- •4.2.3. Экологические показатели
- •4.3. Глобальные и территориальные изменения климата
- •4.3.1. Основные сведения
- •4.3.2. Природные экосистемы суши
- •4.3.3. Лесное и сельское хозяйство
- •4.3.4. Гидрология и водные ресурсы
- •4.3.5. Мировой океан и прибрежные зоны
- •4.3.6. Сезонный снежный покров, лед, вечная мерзлота
- •4.3.7. Энергетика, транспорт и промышленность
- •4.4. Проблемы мегаполисов, как особых территорий.
- •4.4.1. Общие сведения
- •4.4.2. Классификация городов по численности населения
- •4.4.3. Зонирование территории
- •4.4.4. Влияние крупных городов на климат
- •4.4.5. Радиационная экология
- •4.5. Разрушение озонового слоя
- •4.6. Снижение видового разнообразия
- •5. Основы экологического нормирования и экологический мониторинг
- •6. Устойчивое развитие и основы охраны биосферы
- •6.1. Развитие биосферы
- •6.2. Биогеохимические циклы
- •6.2.1. Кругооборот воды
- •6.2.2. Кругооборот углерода
- •6.2.3. Кругооборот азота
- •6.2.4. Кругооборот серы
- •6.2.5. Кругооборот фосфора
- •6.2.6. Ландшафтный и экосистемный подход к изучению изменений биосферы
- •6.3. Основные положения необходимости устойчивого развития
- •6.4. Особенности эволюции биосферы в условиях антропогенного развития
- •6.5. Пути обеспечения экологической безопасности в биосфере
- •7. Правовое регилирование и экологический менеджмент
- •7.1. Правовое регулирование
- •7.2. Международные организации в области экологии
- •7.3. Экологический паспорт промышленного предприятия
- •Литература
- •Контрольные вопросы
- •Проверочные тесты
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
П ри 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:
Глобальный,
Континентальный,
Региональный,
Ландшафтный,
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.