Возрастание механически извлекаемого материала земной коры - рост разработки месторождений полезных ископаемых.
Сейчас он превышает 100 млрд. тонн в год, что в 4 раза больше массы материала, выносимого речным стоком в океан в процессе денудации суши. В геологическом круговороте резко возрастает звено денудации.
Происходит массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох.
В связи с этим в биосфере химическое равновесие смещается в сторону, противоположную глобальному процессу фотосинтеза, что неизбежно приводит к росту содержания углекислого газа в атмосфере и уменьшению содержания свободного кислорода. В связи с этим намечается увеличение парникового эффекта в атмосфере и, следовательно, изменение климата в сторону общепланетарного потепления.
Процессы в антропогенной биосфере приводят к рассеиванию энергии, а не ее накоплению, что было характерно для биосферы до появления человека.
Возникает важная энергетическая проблема, которая отчасти может быть решена путем создания искусственных фотосинтетических систем.
В биосфере в массовом количестве создаются вещества, ранее в ней отсутствовавшие, в том числе чистые металлы.
Из геохимического круговорота часть их выбывает — происходит антропогенная металлизация биосферы. В огромном количестве накапливаются промышленные отходы.
Появляются, хотя и в ничтожно малых количествах трансурановые химические элементы (плутоний и др.) в связи с развитием ядерной технологии и ядерной энергетики. Совершается освоение ядерной энергии за счет деления тяжелых ядер.
В перспективе возможно получение термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер, что позволит отказаться от горючих полезных ископаемых в качестве источника энергии стационарных установок. Но в то же время создается огромная опасность катастрофического нарушения равновесия в биосфере, опасность радиоактивного заражения среды отхода ми ядерной энергетики.
6 Ноосфера выходит за пределы Земли в связи с прогрессом научно-технической революции.
Возникла космонавтика, обеспечившая выход человека за пределы родной планеты. Началось освоение космического — околосолнечного пространства с непредвиденными возможностями. Создается возможность создания искусственных биосфер на других планетах. Ноосфера в будущем займет большее пространство, чем биосфера до появления человека. В целом, в связи с образованием ноосферы, наша планета переходит в новое качественное состояние. Если биосфера - это сфера Земли, то ноосфера - это сфера Солнечной системы. Ноосфера в будущем станет особой областью Солнечной системы в познавательных и производственных целях человеческого общества.
Лекция 5. (2 часа)
Глобальные экологические проблемы загрязнения атмосферы План лекции:
Виды загрязнения окружающей среды
Основные глобальные экологические проблемы современности.
Глобальное загрязнение атмосферы.
Виды загрязнения окружающей среды
Загрязнение - привнесение в окружающую среду физико-химических и биологических веществ, оказывающих вредное воздействие на природные экосистемы и человека.
Выделяют естественное загрязнение и антропогенное.
К основным типам загрязнения окружающей среды относятся: физическое, химическое и биологическое.
Все перечисленные виды загрязнений взаимосвязаны и каждый из них может явиться толчком для возникновения других видов загрязнений, например химическое загрязнение атмосферы может способствовать повышению вирусной активности, а следовательно биологическому загрязнению.
Объектами загрязнения служат основные компоненты экотопа: атмосфера, вода, почва, а также биоценоза - растения, животные, микроорганизмы.
Различают загрязнители, разрушаемые биологическими процессами и неразрушаемые (стойкие). Первые входят в естественные круговороты веществ и поэтому быстро исчезают, подвергаясь разрушению биологическими агентами. Вторые не входят в естественные круговороты веществ, передаются по пищевым цепям и накапливаются.
Таким образом, с экологической точки зрения загрязнением окружающей среды следует называть любое внесение в экосистему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная экосистема разрушается иди снижается ее продуктивность.
2.Основные глобальные экологические проблемы современности.
К основным глобальным экологическим проблемам современности можно отнести проблемы, связанные с загрязнением атмосферы (парниковый эффект», разрушение озонового слоя Земли и выпадение кислотных осадков), загрязнение гидросферы (Мирового океана) и проблемы опустынивания земель и деградации лесов.
Загрязнение поверхностных вод связано с деятельностью промышленных предприятий, направляющих свои сбросы в водные объекты. Не менее интенсивно загрязняет гидросферу и современное сельское хозяйство с интенсивным внесением удобрений в почву и использованием средств защиты растений от вредителей, а также животноводство .Определенный вклад в общее загрязнение вод вносят и бытовые сбросы.Загрязнению поверхностных вод способствует значительное увеличение поверхностного стока и уменьшение инфильтрации, что вызвано развитием городов и сельского хозяйства, сведением лесов и опустыниванием.
Загрязняющие вещества, поступающие в воду, ведут себя по-разному в зависимости от их природы. Органические соединения природного происхождения быстро разрушаются микроорганизмами. При достаточном количестве кислорода проявляется активность аэробных микроорганизмов, питающихся органическими веществами .При этом образуются углекислый газ и вода, а также нитраты ,фосфаты, сульфаты и кислородные соединения других элементов, содержавшихся в исходных веществах. В отсутствие кислорода разложение органического вещества происходит в процессе жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов, в результате образуется метан, аммиак, вода, углекислый газ, сероводород. Дефицит кислорода, а также образование токсичных продуктов реакций анаэробного окисления приводят к гибели большинства видов водной экосистемы.
Условия в водоеме, характеризующиеся низкими концентрациями фосфатов и нитратов и высоким содержанием растворенного кислорода, называются олиготрофными. Условия, соответствующие высоким концентрациям фосфатов и нитратов и низкому содержанию кислорода - эвтрофными. Переход от олиготрофных условий к эвтрофным рассматривается как процесс эвтрофизации водоема. Эвтрофизация представляет собой процесс старения водоема по мере поступления в него с поверхностным стоком наносов, содержащих частицы почвы и детрита. Процесс естественной эвтрофизации (эвтрофикации) происходит медленно и приводит к постепенному заболачиванию водоемов. Антропогенная эфтрофизация, вызываемая увеличением поверхностным стоком, смывом с полей минеральных удобрений, сбросом в водоемы неочищенных сточных вод, содержащих органические вещества, нитраты и фосфаты, отличается быстрыми темпами протекания и имеет характер экологического нарушения, приводящего к полной гибели водной экосистемы.
Существенные экологические проблемы возникают при попадании в водоемы устойчивых к разложению органических загрязняющих веществ, К ним относятся компоненты нефти и нефтепродуктов, соединения тяжелых металлов, а также многочисленные синтетические органические соединения.
Глобальное загрязнение атмосферы.
Поскольку атмосфера является непрерывной и наиболее подвижной частью биосферы, воздействие на нее множества рассредоточенных по поверхности Земли источников загрязнения, приобретает глобальный характер. Наиболее значимыми глобальными проблемами загрязнения атмосферы следует считать проблему «парникового эффекта», проблему разрушения озонового слоя Земли и проблему кислотных осадков.
Загрязнение воздуха - привнесение в атмосферный воздух или образование в нем физико-химических агентов и веществ, обусловленное как природными так антропогенными факторами. Естественными источниками загрязнения атмосферы служат внеземные (космическая пыль) и земные континентального и морского происхождения: извержения вулканов,пыльные бури, лесные пожары, выветривание, разложение живых организмов, испарения с поверхности морей. Особенно опасно воздействие катастрофических явлений природы, в частности извержение вулкана Кракатау в 1883 году Катмай (Аляска) в 1912 году, когда в атмосферу было выброшено 20 куб.км пепла. Пепел этих извержений распространился на большую часть поверхности и вызвал уменьшение притока солнечной радиации на 10-20%, что привело к понижению среднегодовой температуры воздуха в северном полушарии на 0,5 градуса. Аналогичные последствия имело извержение вулкана Пинатубо (Филиппины) в 1991 году, которое сопровождалось выбросом в атмосферу более 20 млн.т диоксида серы. Также источником запыленности атмосферы могут быть крупные лесные пожары.
Однако в последние десятилетия антропогенные факторы загрязнения воздуха стали превышать по масштабам естественные, приобретя глобальный характер. К основным источникам антропогенного загрязнения атмосферы относятся: промышленные предприятия, транспорт,
теплоэнергетика, отопление жилищ, сельское хозяйство. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90% от общей массы выбрасываемых в атмосферу компонентов.
Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу непосредственно из источников, называются первичными загрязнителями. Загрязнители, образующиеся из первичных в результате химических превращений в атмосфере, называются вторичными.
Лекция 6 (3часа )
Опустынивание земель и деградация лесов как глобальные
экологические проблемы
План лекции:
1.Опустынивание земель
Деградация лесов на планете
Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км. (86,3 % площади суши). Ежегодно в мире теряется 0,07 млн.кв.км земель. Эти потери безвозвратны, т.к. разрушенная почва восстанавливается очень медленно: 2 см почвенного слоя восстанавливается в течение 100 лет.
Почва как и вода относится к возобновимым природным ресурсам. Естественные процессы поддерживают их существование бесконечно долго. Почва представляет собой органо-минеральное (биокосное) тело сложного состава на поверхности литосферы, которое образуется из горных пород вследствие преобразования (выветривания) их во времени под влиянием растительных и животных организмов в различных условиях климата и рельефа. Из остатков растений, животных и микроорганизмов образуется органическая часть почвы. Главным компонентом почвы является гумус - сложный органно-минеральный комплекс, являющийся фактором плодородия почвы.
Существенное отрицательное влияние на плодородие почвы оказывают кислотные осадки, которые вызывают выщелачивание из почвы солей кальция, магния и, растения лишаются необходимых им питательных веществ. Закисление почв приводит также к переходу в растворимые формы соединений алюминия, который оказывает на растения токсическое действие. Снижение кислотности почвы препятствует развитию микроорганизмов, что нарушает процессы разложения и минерализации органического вещества (почвенного дыхания).
Серьезную проблему представляют процессы химического загрязнения и засоления почв. Химическое загрязнение почв связано прежде всего с нерациональным применением минеральных удобрений . Одной из причин засоления почв является полив сельскохозяйственных культур водой с повышенным содержанием солей.
В засушливых регионах мира сочетание природных процессов и хозяйственной деятельности человека приводит к опустыниванию земель.
Опустынивание - это процесс деградации аридных экосистем, который сопровождается сокращением и гибелью всех форм жизни, что приводит к снижению их экономического потенциала.
На территории, подвергшейся опустыниванию, происходит снижение биологической продуктивности в целом, смена растительного покрова, наблюдается ветровая и водная эрозии и т.д.
Сверхинтенсивное использование пастбищ, вырубка лесов, открытая разработка полезных ископаемых, строительство ускоряют этот процесс.
Самое разрушительное действие на почву оказывает эрозия - процесс разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветра При этом разрушается самый плодородный верхний слой почвы. В результате эрозии происходит опустынивание земель.
Обезлесивание - исчезновение леса с определенной территории в результате естественных причин или антропогенных факторов.
Основными причинами сокращения площади лесов на планете являются прямая вырубка лесов для заготовки промышленной древесины, расчистка земель для пастбищ и сельхозугодий, для получения топлива с учетом роста населения в развивающихся странах, загрязнения окружающей среды различными токсикантами.
Общая площадь лесов на Земле составляет 42 млн. км2 (4,2 млрд. га), но их площадь ежегодно уменьшается на 1,5-2%.
Ежегодно на планете исчезает 15-20 млн. га лесных ресурсов. Наиболее опасная экологическая ситуация складывается в тропических зонах Азии, Африки и Лат. Америки.
По оценке ФАО (международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству) под посевы сельскохозяйственных культур было вырублено 70% лесов в тропических зонах Африки, 50% - Азии и 35% - в тропиках Америки. Вырубка лесов в России производится ежегодно на площади 2 млн. га.
Лекция 7 Охрана природы в Приморском крае (4 часа)
План лекции:
Антропогенное воздействие на природу Приморского края
Территории охраняемые в Приморском крае
Изучение этих вопросов проводится на географических и биологических стационарах, представляющих собою эталоны нетронутой природы - в государственных заповедниках.
.
Заповедники - высшая категория природоохраняемой территории. Это участки земли с характерными природными ландшафтами или местами обитания редких и ценных животных, навечно изъятые из какого-либо хозяйственного использования. В нашей стране они являются научно-исследовательскими учреждениями, которые изучают естественный ход природных процессов и выявляют природные взаимосвязи в сохраненном эталоне дикой природы, разрабатывают пути рационального использования природных ресурсов. Основной метод научного изучения типичных ландшафтов сравнение охраняемого участка природы с подобным соседним, который испытал то или иное воздействие хозяйственной деятельности человека. Важное место в работе заповедников занимает пропаганда и популяризация охраны природы. Все естественные процессы протекают в заповедниках вне влияния деятельности человека: здесь не разрешается использование любых видов ресурсов (природных), не допускается какие-либо биотехнические мероприятия, затрагивающие целостность природы. Охраняются все виды обитающих животных и произрастающих здесь растений.
Территория заповедников запрещена для посещения туристами и отдыхающими, так как неосторожное вмешательство может нанести непоправимый вред природе. Заповедники нужны прежде всего для того, чтобы иметь возможность сравнить естественные природные процессы с теми, которые происходят под влиянием деятельности человека.
В заповедниках проводится экспериментальная научно-исследовательская работа по изучению возможностей преобразования фауны и флоры, акклиматизации полезных животных; осуществляется санитария рубки и посадки леса, посев новых для данной местности растений. Практическое значение заповедники имеют в качестве резерваторов естественной фауны. Здесь охраняются степные, пустынные, горные, лесные ландшафты, а также редкие и исчезающие виды растений и животных, места рыбных нерестилищ, зимовок и гнездовий водоплавающих птиц. Однако количество заповедников далеко не отражает исключительного разнообразия природных условий республики.
Методические рекомендации по проведению семинарских занятий по дисциплине «Региональные экологические проблемы» Тема . Экологические проблемы Приморского края Цель занятия: Выявить экологические проблемы Приморского края и пути их решения Задание: подготовить проект-презентацию по экологическим проблемам Приморского края по следующей схеме:
Географические особенности Приморского края.
Состояние воздушного бассейна Приморского края (источники и состав основных загрязнений).
Экологическое состояние водных ресурсов.
Влияние экологической ситуации на здоровье населения Приморского края.
Мероприятия по оздоровлению экологической обстановки Приморского края.
СРСП № 1 Общие законы действия факторов среды на организмы Задание: Рассмотреть общие законы действия факторов среды на организмы, изучив представленный материал. Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей.
Закон оптимума. Каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы. Результат действия переменного фактора зависит, прежде всего, от силы его проявления. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятная сила воздействия называется |
