Природная среда и ее загрязнение

1. Строение биосферы

Отечественным основоположником учения о биосфере является В. И. Вернадский. Он рассматривал биосферу как геологическое тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли и Космоса» как активную оболочку Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов, в том числе человека, проявляется через геохимический фактор планетарного масштаба.

Биосфера возникла под влиянием солнечной энергии в результате длительных биохимических процессов. Она является оболочкой Земли, включающей как область распространения живого вещества, так и само это вещество.

В биосферу входят:

нижняя часть атмосферы, состоящая из тропосферы и нижней части стратосферы, высотой до 15-20 км;

гидросфера, где наблюдается жизнь ниже глубины Мирового океана на 1-2 км;

литосфера - верхняя часть оболочки Земли глубиной до 4,5 км.

Биосфера представляет собой грандиозную равновесную систему с непрерывным круговоротом вещества и энергии, в котором активную роль играют микроорганизмы.

Для биосферы важно:

присутствие живого вещества;

наличие значительного количества жидкой воды;

восприятие мощного потока энергии солнечных лучей;

присутствие поверхностей раздела между веществами, находящимися в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной.

Развитие биосферы определяет Космос, откуда поток энергии поступает на Землю. Доминирующим источником энергии для Земли является Солнце,

В биосфере энергия солнечного излучения расходуется, трансформируется, связывается. Накопителями энергии являются органические вещества. Составные части биосферы можно условно разделить на живую и неживую природу.

Наука, изучающая взаимоотношения живых организмов, а также их естественных и искусственных групп с окружающей средой обитания, называется экология. Впервые это определение дал немецкий биолог Э. Геккель в 1869 г. До него многие великие деятели «биологического Возрождения» XVIII-XIX вв. внесли свой вклад в эту область, не применяя слова «экология».

Слово «экология» образовано от греческого «ойкос», что означает дом, и «логос» - наука.

Термин «экологическая система», или «экосистема», предложен английским ученым А. Тенсли.

В реальных экосистемах круговорот обычно бывает незамкнутым, так как часть веществ уходит за пределы экосистемы, а часть поступает извне. Но в целом принцип круговорота в природе сохраняется. Более простые экосистемы объединены в общую планетарную экосистему «биосферу», в которой круговорот веществ проявляется в полной мере. Жизнь на Земле возникла около 3 млрд. лет назад. Если бы не было замкнутого потока необходимых для жизни веществ, запасы их давно бы исчерпались и жизнь прекратилась.

2. Круговорот веществ, роль и место человека в биосфере

Академик В.Р. Вильяме писал, что единственный способ придать чему-то конечному свойства бесконечного это заставить конечное вращаться по замкнутой кривой, т. е. вовлечь его в круговорот.

Все вещества на планете Земля находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют дни основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический).

Большой круговорот длится миллионы лет. Горные породы разрушаются, выветриваются и потоками вод сносятся в Мировой океан, где образуют мощные морские напластования.

Малый круговорот, являясь частью большого, происходит на уровне биогеоценоза и заключается в том, что питательные вещества почвы, воды, воздуха аккумулируются в растениях, расходуются на создание их массы и жизненные процессы в них.

В круговороте веществ участвуют три группы организмов:

продуценты - автотрофные организмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород;

консументы - гетеротрофные организмы, питающиеся на счет гитотрофных и друг друга. Они, в свою очередь, подразделяются на:

консументы 1-го порядка - животные, питающиеся рептилиями; потребляющие кислород и выделяющие углекислый газ;

консументы 2-го порядка - хищники и паразиты растительных организмов;

консументы 3-го и 4-го порядка - сверхпаразиты;

редуценты - организмы, питающиеся организмами, бактериями и грибами.

Вмешательство человека отрицательно влияет на процессы круговорота. Например, осушение болот, вырубка лесов или нарушение процессов ассимиляции веществ растениями в результате загрязнения приводят к снижению интенсивности усвоения углерода. Избыток органических элементов в воде под воздействием промышленных стоков вызывает загнивание водоемов и перерасход растворенного в воде кислорода, что препятствует развитию аэробных (потребляющих кислород) бактерий. Сжигая ископаемое топливо, фиксируя атмосферный азот в продуктах производства, связывая фосфор в детергентах (синтетические моющие средства), человек нарушает круговорот элементов.

Скорость круговорота биогенных элементов достаточно высока. Время оборота атмосферного углерода составляет около 8 лет. Общее время круговорота азота оценивается более чем в 3500 лет.

Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность места, времени и скорости процессов по уровням от популяции до биосферы. Такую согласованность явлений природы называют экологическим равновесием, но это равновесие динамичное и подвижное.

Каждый человек в процессе своей деятельности постоянно воздействует на экосистему в целом или на ее отдельные звенья, например при вырубке деревьев, отстреле животных, загрязнении природной среды. Не всегда и не сразу это ведет к распаду всей системы, нарушению ее стабильности, но сохранение системы не значит, что она осталась неизменной. Система трансформируется, и оценить эти изменения крайне сложно.

В настоящее время на Земле практически не осталось экосистем, не подверженных влиянию человека. Воздействия человека на экосистемы так интенсивны, что организмы не успевают приспособиться к ним. На уровне отдельной особи происходят необратимые изменения: часть насекомых гибнет из-за ядовитости гербицидов, другие оказываются устойчивыми к ним; у некоторых отмечаются изменения в хромосомах (мутации), влияющие на наследственность.

Развитие биосферы связано с появлением человека на Земле, но длительное время воздействия человека на биосферу определялись только наличием его как биологического вида.

Жизнь живых организмов, в том числе и человека, невозможна без окружающей среды, без природы. Человеку свойственен обмен веществ с окружающей средой, который является основным условием существования любого живого организма.

Организм человека во многом связан с компонентами биосферы - растительностью, насекомыми, животными, микроорганизмами. Он входит в глобальный круговорот веществ. Человеческий организм, как и организмы других животных, подвержен суточным и сезонным ритмам, реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивности (активности) солнечной радиации.

Человек не царь природы, а часть природы, но благодаря эволюционному развитию биологических систем животный предок человека подошел к такой грани, за которой открылась возможность его социальной революции.

 Скачать реферат