healthukr.ru

Порушення кругообігу речовин людиною

Состояніепріродной середовища

Природні цикли зміни складу речовини і потокіенергіі на земній поверхні в межах кожної з геосфер характеризуються всвоем природному стані певними параметрами, які залежать отпространственной неоднорідності планети і особливостей геологічної структуриземного кулі. У глобальному масштабі можна виділити наступні параметрисостоянія природного середовища: енергетичний, водний, біологічний, біохімічний.

Енергетичний параметр заісторіческій період часу мало змінився. Енергетичний баланс Земліподдержівается стабільним надходженням сонячної енергії. Зміни касаютсязапаса енергії, акумульованої в минулі епохи в біомасі, грунтовому гумусі, природних копалин. Відбувається витрачання і розсіювання аккумулірованнихзапасов, перерозподіл їх на земній поверхні. В даний час імеютсяпроблеми з наявністю енергії, доступної для користування.

Якщо водний параметроценівать з точки зору запасів води на планеті, то вони залишилися практіческібез змін. Найбільш серйозні зміни зазнали прісні води, головнимчином, за рахунок діяльності людини.

Різко возрословодопотребленіе прісних вод, збільшилася безповоротне водоспоживання, заметновозросло забруднення вод промислово-побутовими стоками.

Біологічний параметрхарактерізуется кількістю біомаси, біологічною продуктивністю. За історіческійперіод часу виробництво продукції знизилося. Це сталося в результатезамени високопродуктивних екосистем низькопродуктивними, деградації і отчужденіяземель.

Біохімічний параметрхарактерізует запас хімічних елементів, біологічний і геологіческійкруговорот речовин.

Людина, впливаючи напріродние системи, впливає на зміну ємності, напрямки, швидкості природних процесів, циклів речовин і потоків енергії, екологіческісбалансірованное стан навколишнього середовища шляхом зміни одного абодекількох параметрів. Так як всі параметри природного середовища взаємопов`язані івзаімозавісіми, то зміна одного з них впливає на інші.

В даний час на Землепрактіческі не залишилося екосистем, не схильних до впливу человека.Воздействія людини на екосистеми так інтенсивні, що організми успеваютпріспособіться до них. Природне середовище надає протидія на оказанноевоздействіе, яке характеризують такі показники: стійкість, еластичність, інерція, ємкість і допустимі межі зміни середовища.

Стійкість середовища - ееспособность в деяких межах змінювати свій стан під воздействіемвнешніх факторів і повертатися в початковий стан після припинення іхдействія.

Інерція середовища - її способностьадсорбіровать без зміни свого стану чужорідні впливу внешніхфакторов (сторонні речовини, надлишкову енергію і т.д.).

Межі ізмененіясреди - мінімальні і максимальні критичні величини параметрів состояніясреди, всередині яких вона має стійкість і не руйнується.

Реакцію природного середовища навоздействіе зовнішніх факторів, включаючи діяльність людини, можноохарактерізовать такими параметрами, як обурення, забруднення і аномалії.

Обурення - тимчасові случайниеілі періодично оборотні зміни навколишнього середовища, що не викликають заметнихнарушеній її стану. Історичний кумулятивний ефект накопичення регулярнихвозмущеній може привести до зміни середовища і переходу її в інший стан Ілик аномалій.

Забруднення середовища -накопичення в навколишньому середовищі сторонніх домішок, що перевищують її пріроднуюспособность до самоочищення.

У приватному случаетехногенного забруднення природного середовища під забрудненням розуміють такоеантропогенное надходження домішок в геосистему, при якому превишаютсяпороговие концентрації, а, отже, і ємність геосистеми. У ще болееузком сенсі забруднення можна уявити як антропогенний надходження впріродную середу різних речовин, що роблять шкідливий вплив на человекаа інші організми, а також на спорудження, матеріали, створювані ііспользуемие людиною.

 Аномалії в середовищі - локальні устойчівиеколічественние відхилення від фонових значень стану природного середовища, пов`язані з місцевими особливостями тієї чи іншої геосистеми, а також з вліяніемхозяйственной діяльності.

Реакція природного средипроявляется, як правило, не відразу, а через деякий час після негатівноговоздействія на неї певних факторів. Найчастіше порушення накопичуються, ісреда під їх впливом переходить з одного стану в інший. Ми достаточноподробно розглянули такі дії в попередньому матеріалі, здійснюючи екскурсв історію. Але це були, в основному, локальні порушення. Загальна ж нарушеніепріродной середовища в глобальному масштабі на протязі тисячоліть развівалосьмедленно- різке їх загострення сталося в XX столітті, особливо в другій егополовіне. Це сталося через наступні випадки:



-бурхливе зростання чисельності населення земної кулі і, відповідно, ростпроізводства і споживання їжі;

-збільшення обсягу споживання нехарчових природних ресурсів, особенноенергетіческіх;

-зростання енергетичної озброєності людства;

-інтенсифікація виробництва;

-створення нових речовин і з`єднань;

-прогресуюча урбанізація.

До теперішнього часу господарська діяльність человекапрівела до того, що на Землі з`явилися території різного ступеня нарушенності.Увеліченіе числа таких територій на планеті наближає біосферу до состояніюекологіческого кризи.

Порушення кругообігу води опустелювання

Зі збільшенням чисельності населення і развітіемпроізводства людство в великих масштабах перетворило естественнийрастітельний покрив в агроекосистеми, міські території, інфраструктуру.Такое втручання людини привело до зміни стану екосистем, особенносільно це позначилося на скороченні лісів і степів, які проізводіліпервічную продукцію. Найбільшою мірою постраждали лісові екосистеми. Поразлічним оцінками, на Землі знищено від 30 до 50% лісів. Найбільш інтенсівносведеніе лісів відбувалося в центрах древніх цивілізацій - в Китаї, Індії, наБліжнем Сході, в Європі, а в середінеXVIII-XIX ст. - В Північній Амеріке.Здесь за час існування Цивілізації знищено від 70 до 100% лісів.

Вважається, що життя спочатку виникла в океані, апотом поступово вийшла на сушу. Саме з цієї причини існування живихорганізмів засноване на «мокрою технології» і будь-який живий організм але на 90% складається з води. Одним з основних процесів, які контролюють склад біосфери, є фотосинтез, за рахунок якого виробляється основна маса первічнойпродукціі. На продукування органічної речовини потрібно огромноеколічество води. Так в залежності від виду рослин і умов їх зростання дляотримання 1г органічної речовини потрібно від 100 до 700 і більше граммовводи. За сучасними оцінками, біота суші виробляє близько 600 Гт органіческоговещества (в перерахунку на вуглець), а з урахуванням всіх компонентів це составляетоколо 600 Гт. Частка води в зробленому биотой органічній речовині составляетвелічіну близько 500 Гт. Поступаючи разом з органічною речовиною в грунт, врезультаті його розкладання, вода вивільняється і знову бере участь вкруговороте. Таким чином, біота, виробляючи первинну продукцію, связиваетоколо 540 Гт води, а з урахуванням транспірації це кількість слід звірити на 2 порядку, що складе 54 тис. км3.Така кількість води більш ніж в 5 разів перевищує її вміст в атмосфері ісуммарний стік всіх річок світу.

Мощностьтранспіраціі становить 2000 ТВт, що можна порівняти з вітрової потужністю, що забезпечує циркуляцію повітряних мас в атмосфері, і навіть перевищує її.

Відео: Бесіда з Тарханова О.В. # 7 Природний механізм ґрунтової родючості і його порушення в агроценозах

 Вважається, що біота контролює круговорот води на 70%. Тому, деформуючи і разрушаяестественние екосистеми, людина своєю діяльністю зробив существенноевліяніе на круговорот води. Це призводить до змін гідрологічного режімаводосборних басейнів. Особливо помітно збільшується поверхневий стік, що викликає розвиток ерозійних процесів і швидкий скидання води. Вологість почвиі повітря зменшується на більш тривалий час, ніж на територіях сестественнимі екосистемами. Це сприяє зниженню продуктивності нарушеннихі природних екосистем.

Кромеізмененія потоків вологи на перетворених екосистемах% змінюються потокітвердих наносів і хімічних речовин. Особенносільное вплив на зміну потоків води, твердих наносів і хіміческіхвеществ надає сільськогосподарська діяльність людини. Так як сільськогосподарському виробництві рослини продукують органічну речовину некруглогодічно, на великих площах напротязі тривалого часу відсутня рослинність.

Крім того, у великих кількостях вносятсяхіміческіе речовини - Це створює локальні порушення балансу біогеннихелементов, порушує кругообіг багатьох хімічних елементів

Зміна потоків твердих наносів призводить кзаіленію малих річок, підсилює надходження біогенних елементів в гідрографіческуюсеть, що призводить до їх прискореної евтрофікації

На круговорот води і стан водних екосістемоказивает також вплив будівництво гідротехнічних споруд (спрямленіерусел річок, осушення і іригація, будівництво гребель і водосховище У кінцевому рахунку порушуються прісноводні природні екосистеми, сніжаетсяпотенціал самоочищення водних об`єктів, відбувається обміління малих річок. Етотакже відбивається на кількості і якості грунтових вод

Отже, деформація і руйнування естественнихекосістем на великих територіях привели до порушення кругообігу води, зміни водного балансу, опустелювання, посилення розвитку ерозіоннихпроцессов. Багато змін мають незворотній характер, а ті з них, коториеможно призупинити, потребують, великих вкладеннях матеріальних ресурсів.

Порушення круговоротабіогенних елементів

При «освоєнні» територій людина унічтожаетбіомассу природних екосистем. При цьому гине в першу чергу біомассарастеній. Наприклад, при будівництві об`єктів біомаса рослин мінералізуетсяі на території зникають або гинуть консументи - від найбільших домікроорганізмов, що призводить в першу чергу до втрати біологіческогоразнообразія. Результатом мінералізації рослин та інших організмів являетсяізбиточное надходження в атмосферу вуглекислого газу, аміаку, сірководню идругих газоподібних сполук, а в поверхневі і підземні води дополнітельнопопадают розчинні форми азоту, фосфору та інших хімічних елементів

Якщо територія «освоюється» подсельскохозяйственние угіддя, то і в цьому випадку відбувається нарушеніеестественних екосистем Спочатку для «освоєння» території, зайнятої лісом, під сільськогосподарські угіддя застосовували так звану підсічно-вогні-вуюсістему: ліси випалювалися і територія використовувалася для возделиваніясельскохозяйственних культур. При цьому відбувався одноразовий викид ватмосферу вуглекислого газу та інших сполук. Однак надходження газообразнихвеществ в атмосферу на цьому не припинилося. Людина для отримання високіхурожаев навчився орати і тим самим посилив окислювальні процеси в грунті. Це призвело до прискореної мінералізації раніше накопиченого органічного веществапочви і посиленому надходженню в атмосферу вуглекислого газу. Збираючи для своіхнужд урожай з полів, людина розмикає круговорот біогенних елементів на даннойтерріторіі. Як правило, разомкнутостькруговорота на сільськогосподарських екосистемах складає перші десяткіпроцентов, в той час як в природних екосистемах співтовариство організмів недопускати розімкнули кругообігу більш ніж на соті частки відсотка. Для полученіявисокіх і сталих врожаїв людина прагнула замкнути кругообіг біогеновпутем внесення хімічних сполук в ґрунт.

Обробляючи сільськогосподарські культури, людина вже давно забруднює атмосферу парниковими газами (вуглекислий газ, метан, газоподібні сполуки азоту), а поверхневі і підземні води -растворімимі сполуками азоту, фосфору і калію. До початку XIX ст. загрязненіякомпенсіровалісь природною биотой суші і Світовим океаном. Однак з развітіемнаучно-технічного прогресу, зростанням чисельності населення зміна іразрушеніе природних екосистем прогресувало. Крім того, потік біогенів -значно збільшився за рахунок розвитку індустрії. В результаті биота Землі іМіровой, океан виявилися не в состоянііполностью компенсувати сумарний викид цих речовин. Отже, деформація і разрушеніеестественних екосистем призводить до втрати біорізноманіття, що усіліваетразбалансірованность біосфери і змінює потоки речовин і енергії.

Втрата біорізноманіття

Человекосваівая території позбавляє життєвого простору інші види, що призводить кнарушенію всередині і міжвидового взаємодії, збереженню екологічних нішбіологіческіх видів і популяцій, порушення організації їх життя.

 Руйнування екологічної ніші організму можетпрівесті до зміни генетичної програми виду і сприяє початку распадагенома. Це в свою чергу сприяє інших порушень навколишнього середовища, внаслідок чого втрачається стійкість біосфери.

Відео: Мікроелементи в житті людини Частина 20 Фосфор

Согласнопалеонтологіческім дослідженням, зниклі види ніколи не з`являються знову, і генетичні втрати непоправні Наслідки цих втрат для біосфери, біотиі людини нам поки не відомі, так як прогноз їх дуже ускладнений.

В даний час даються найрізноманітніші оцінки темповісчезновенія видів. Досить широко поширена точка зору, согласнокоторой в природних умовах один вид зникає раз в 2000 років. У последніе300 років один вид зникав за 10 років, а в даний час - щодня.

Характеризувати процес зникнення видів довольносложно, так як до теперішнього часу немає точної оцінки кількості видів, що існують на нашій планеті. Науково описано близько 1,5 млн видів, але посуті оцінками число видів значно більше - від 5 до 30 млн.

Відповідно до теорії біологічної регуляції середовища каждийвід в природних умовах виконує певні функції з регулювання істабілізаціі навколишнього середовища. Зникнення будь-якого з видів знижує корреляціюсообществ організмів і, як наслідок, поріг переходу системи до неустойчівомусостоянію. Тому збереження біологічного різноманіття пов`язано з охранойестественних скоррелірованних спільнот організмів в таких обсягах, коториеобеспечівают регулювання і стійкість навколишнього середовища.

Ізмененіепотоков енергії в біосфері

Всі живі організми на Землі, крім хемосинтезирующих, для ero існування іспользуютенергію Сонця. За рахунок сонячної енергії продуценти синтезують органіческоевещество, які потім переробляється консументами. Людина відноситься кконсументам, так як для свого існування отримує енергію Сонця в відепродуктов фотосинтезу або використовує інші організми, які споживають енергію ізпервічной продукції

У біосфері склалося четкоеі стійке розподіл органічної речовини, створюваного продуцентами, між організмами різних розмірів. Основна кількість первинної продукцііпотребляют організми розміром менше 0,1 см. Це головним чином мікроорганізми.Значітельно меншу частину первинної продукції споживають організми розміром от0,1 до 1 см. В основному це дрібні тварини і комахи. Близько 1% фотосинтетичної продукції споживають великі тварини, до яких відноситься і людини (В.Г. Горшков, 1990)

Такий розподіл продукцііустановілось приблизно за 4 млрд. Років. При цьому більше 3 млрд. Років всюфотосінтетіческую продукцію переробляли мікроорганізми. І тільки в последніе700-800 млн. Років з появою багатоклітинних організмів відбулося постепенноеперераспределеніе споживання первинної продукції і енергії (в кількості близько 10%) на користь дрібних і великих організмів

Людина до кінця XIX в.потреблял первинну продукцію в кількостях, встановлених для крупнихжівотних. Поступово він почав перерозподіляти первинну продукцію в своюпользу за рахунок полювання, збільшення площ сільськогосподарських земель ісведенія лісів.

Після того як людина навчилася використовувати енергію викопного палива, із`ятіепервічной продукції йшло зростаючими темпами. Так, за останні 100 летчеловеку потрібно фотосинтетичної продукції в кілька разів більше, чеместественним шляхом використовували великі тварини за сотні мільйонів років.

З урахуванням споживання деревини пряме іспользованіепервічной фотосинтетичної продукції, виробленої протягом року, составляетоколо 4%. Крім прямого споживання, людина зменшує проізводствофотосінтетіческой продукції непрямим шляхом за рахунок расшіреніясельскохозяйственних угідь, на яких виробництво фотомасси значітельноніже, ніж в природних екосистемах, збільшення територій, зайнятих житловими іпромишленнимі об`єктами, інфраструктурою, в результаті опустелювання територій, а також за рахунок продукції, споживаної тваринами і комахами, які супроводжують людину Непрямим шляхом людина споживає приблизно 27% чистого фотосинтетичної продукції

За оцінками американських екологів, близько 4% чістойпервічной продукції людина споживає безпосередньо і 39% - косвенно.Следовательно, людина вилучає з природного біохімічного круговоротаоколо 40% первинної продукції В цілому в результаті руйнування естественнихекосістем він скоротив виробництво первинної продукції приблизно на 12%

Відео: Клітинний рівень життя

Однією з причин нестійкості навколишнього середовища івознікновенія багатьох глобальних проблем екології вважається іспользованіечеловеком додаткової енергії викопного палива. Зростання обсягів проізводствасопровождается збільшенням споживання енергії Найбільша кількість енергії -не тільки в абсолютних величинах, а й на одиницю площі - використовують развітиестрани (табл. 1)

Вложеніеенергіі, 10 Дж на 100 тис. Га

Нідерланди91441,5
ФРН41819,0
Великобританія35516,1
Японія35216,0
США743,4
Країни колишнього СРСР251.1
Китай241,1
Індія221,0
Росія160,7
Світ в цілому221,0

З даних таблиці видно, що енергоспоживання вразвітіі ранах на порядок і більше перевищує цей показник для колишнього СРСР, Індії та Китаю. Так як додаткова енергія, яку використовує людина, визначає в кінцевому рахунку забруднення навколишнього середовища, то і стабілізаціяпоследней можлива при зниженні Винищення енергії і чисельності населеніяЦелі економічного ста і, як наслідок, споживання, які ставить передсобой більшість країн, можуть ще більше загострити існуючі глобальниеекологіческіе проблеми і більшою мірою порушити стійкість екосистем ібіосфери в цілому.


Поділитися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!
Схожі

Увага, тільки СЬОГОДНІ!
» » » Порушення кругообігу речовин людиною