Прогноз изменения экологических систем под влиянием природных и антропогенных факторов

2. Влияние природных и антропогенных факторов на экосистемы

Основными компонентами биоценоза являются три группы организмов: растения, животные и микробы. Так, в экосистему леса входят все деревья, кустарники, травы, лишайники, грибы, животные, микроорганизмы, почва с ее обитателями, газы атмосферы и соли, растворенные в почвенной воде.

Экосистему озера или моря составляют все ра

стения, животные и микробы водоема, вся водная масса, с растворимыми в ней веществами, грунты с органическими и минеральными частицами. Вещества движутся от одного компонента к другому, отражая известную общую закономерность круговорота веществ в природе и обеспечивая существование экосистем. Например, движение атмосферного кислорода. Все организмы потребляют его при дыхании, а выделяют кислород в реальных экосистемах круговорот обычно бывает незамкнутым, т. к. 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 бы давно исчерпались и жизнь прекратилась бы. [2, с.11-12]

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

Возврат химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и химических реакций называется биохимическим циклом.

В круговороте веществ участвуют три группы организмов:

Продуценты (производители) — автотрофные организмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород. К этой группе принадлежат некоторые бактерии хемосептики, способные создавать органическое вещество.

Консументы (потребители) — гетеротрофные организмы, питающиеся за счет автотрофных и друг друга. Редуценты (восстановители) — организмы, питающиеся организмами, бактериями и грибками. Скорость образования биологического вещества (биомассы), т. е. образование массы вещества в единицу времени, называют продуктивностью экосистемы. Круговорот энергии связан с круговоротом веществ. Наиболее характерен для процессов, происходящих в биосфере, круговорот углерода. Соединения углерода образуются, изменяются и разрушаются. Основной путь углерода — от углекислого газа в живое вещество и обратно. Часть углерода выходит из круговорота, отлагаясь в осадочных породах океана или в ископаемых горючих веществах органического происхождения (торф, каменный уголь, нефть, горючие газы), где уже; аккумулирована его основная масса, Этот углерод принимает участие в медленном геологическом круговороте. Важную роль в; биосферных процессах играет круговорот азота. Фиксация его в химических соединениях происходит при вулканической деятельности, при грозовых разрядах в атмосфере в процессе её ионизации, при сгорании материалов. Определяющее значение в фиксации азота имеют микроорганизмы. Соединения азота (нитраты, нитриты) в растворах поступают в организмы растений, участвуя в образовании органического вещества (аминокислоты, сложные белки). Часть соединений азота выносится в реки, моря, проникает в подземные воды. Из соединений, растворенных в морской воде, азот поглощается водными организмами, а после их отмирания перемещается в глубь океана. Одним из важнейших элементов биосферы является фосфор, входящий в состав нуклеиновых кислот, клеточных мембран, костной ткани, фосфор также участвует в малом и большом круговоротах, усваивается растениями. Различные вещества имеют разную скорость обмена в биосфере. К подвижным относят: хлор, серу, бор, бром, фтор. К пассивным— кремний, калий, фосфор, медь, никель, алюминий и железо. Круговорот всех биогенных элементов происходит на уровне биогеоценоза. От того, насколько регулярно и полно осуществляется круговорот химических элементов, зависит продуктивность биогеоценоза. [3, с.104-105]

Человек оказывает огромное воздействие на развитие и деградацию экосистем. От того, насколько человечество готово изменить свое отношение к окружающей среде зависит будущее всей нашей планеты.

3. Прогноз изменения экологических систем

С самого момента появления человека как биологического вида сообщества людей постоянно сталкивались с местными экологическими ограничениями: неспособностью найти дичь в необходимых количествах, вырастить достаточный урожай или собрать достаточно дров, что приводило к резким спадам в численности населения, а в некоторых случаях и к исчезновению целых цивилизаций. Технический прогресс и появление интегрированной мировой экономики положили конец такому многовековому ходу событий.

Вызов, перед которым мы оказались вначале нового века, начинается с масштабов. По сравнению с началом прошлого столетия численность населения мира увеличилась в четыре раза, а мировая экономика выросла в 17 раз. Этот рост обеспечил столь значительное повышение жизненного уровня, о каком наши предки не могли и мечтать, но при этом он в таких масштабах подорвал природные экосистемы, которые они не могли вообразить и естественно никогда не воспринимали в качестве угрозы. Возможности морского рыболовства, например, приближаются к своим пределам или даже превышают их, уровень грунтовых вод снижается на всех континентах, пастбища гибнут из-за перевыпаса, многие из сохранившихся тропических лесов находятся на грани исчезновения, а концентрация углекислого газа (СО2) в атмосфере достигла максимального уровня за 160 тыс. лет. Если такие тенденции продолжатся, это приведет к тому, что рубеж тысячелетий как историческое событие покажется тривиальным, потому что они могут повлечь за собой самое значительное вымирание живых существ с тех пор, как падение метеорита смело с лица Земли динозавров около 65 млн. лет назад.

Когда мы пытаемся заглянуть в XXI век, становится ясным, что удовлетворение прогнозируемых потребностей постоянно возрастающего населения мира с помощью той экономики, которую мы имеем сейчас, просто невозможно. Западная экономическая модель — расточительная экономика, основанная на потреблении ископаемого топлива и ориентированная на автомобиль, которая столь разительно повысила в XX веке жизненный уровень части человечества, — попала в трудное положение. Действительно, глобальная экономика не может расширяться бесконечно, если экосистемы, от которых она зависит, продолжают разрушаться.

Сдвиг в сторону экологически безопасной, устойчивой экономики может стать столь же глубоким преобразованием, каким была Промышленная революция, которая и привела к нынешней дилемме.

Фундаментальное значение имеет тот факт, что наша нынешняя экономическая модель разрушает природные экосистемы Земли. Для нас сегодня ключевыми ограничениями являются пресная вода, леса, пастбища, океанские рыбопромысловые зоны, биологическое разнообразие видов и состояние атмосферы Земли. Хотя наши предки боролись с нехваткой воды со времен древней Месопотамии, становящийся все более распространенным дефицит пресной воды является, возможно, самой недооцениваемой ресурсной проблемой, с которой столкнулся мир сегодня. Об этом свидетельствуют как понижение уровней грунтовых вод, так и пересыхающие реки, которые неспособны донести свои воды до моря. Поскольку потребление воды в мире с середины столетия утроилось, чрезмерное ее выкачивание привело к понижению уровней грунтовых вод на всех континентах.

 Скачать реферат