1. Предмет и задачи природопользования.Взаимоотношения со смежными дисциплинами. Экологические, географические и другиеаспекты охраны окружающей среды
Основоположником науки являетсяКуражковский Ю.Н.
Природопользование (какпрактическая деятельность чел.) – использование ПР в целях удовлетворения материальных и культурныхпотребностей общества.
Природопользование (какнаука) — область знаний,разрабатывающая принципы рационального природопользования.
Природопользование (излекций) — учение об общихпринципах и методах использования пр. ресурсов, включая анализ воздействия человекана природу и последствия этого воздействия для человека.
В природопользовании всегдасуществует объект и субъект.
Осн. задача природопользования– анализ противоречий между интересами разных субъектов и поиск путей их разрешения:
рациональное размещение отраслейпроизводства на Земле;
определение целесообразныхнаправлений пользования пр. ресурсами в зависимости от их свойств.
рациональная организация взаимоотношениймежду отраслями производства при совместном пользовании угодьями;
создание здоровой среды обитаниядля людей и полезных им организмов:
а) предупреждение её загрязнения
б) ликвидация естественносуществующих в ней вредных компонентов
в) рациональное преобразованиеприроды.
ПОНЯТИЯ Природа – совокупностьест. условий существования чел-го общества;
О.С. – совокупность пр. среды,техногенной и соц.-экономической сред непосредственно окружающих человека.
Н.В.Реймерс выделил 3 природы:
Дикая природа — участки, не нарушенные деятельностьючел., на к/е чел. влияет лишь как биол. вид или опосредованно (ч/з глоб. изменения).Св–во – устойчивость при отсутствии антропогенного воздействия, способность к самовосстановлению.
Квазиприрода — преобразованная чел. природа не способнаяк самоподдержанию (поля, сады).
Артеприрода – искус. созданные системы окр. чел среды:города, производственные и транспортные сист.; не способные к самоподдержанию исуществующие лишь за счёт потребления поступающих из вне материально-энергетическихресурсов.
Охрана природы – система мер, направленных на поддержаниевзаимодействий между деятельностью чел. и средой, обеспечивающих сохранение и восстановлениепр/ресурсов, оказывающих прямое и косвенное влияние результатов деятельности наприроду.
Охрана окружающей среды — совокупность охраны,природной и социально-экономической сред с помощью комплекса гос., регион., лок.,адм.-хоз., полит., и общественных мероприятий направленных на обеспечение физ.,хим. и биологического комфорта, необходимого для здоровья человека.
Природопользованиекак практическая деятельность включает в себя различные аспекты:
экологическиеаспекты природопользования — учет при принятии решений внутренних закономерностей функционированияэкосистем, рассматриваемых в факториальной и популяционной экологии: характера инаправленности происходящих сукцессии, трофической структуры биоценозов, состояниясоставляющих их популяций;
географическиеаспекты природопользования — учет при принятии решений внутренней неоднородности и географическихособенностей территорий, которые они затрагивают: ландшафтов и образующих их геокомпонентов,а также природно-хозяйственных территориальных систем. Поскольку на земле одновременносуществуют природно-хозяйственные территориальные системы, отвечающие разным стадиямразвития, как общества, так и экологических ситуаций, учет географических аспектовприродопользования предполагает использование при прогнозе экологических последствийхозяйственных решений традиционного для географии приема «подстановки времени пространством»;
экономическиеаспекты природопользования — учет при принятии практических решений в природопользованииэкономических отношений, действующих в природно-хозяйственных территориальных системах,прогноз экологических последствий хозяйственных решений, использование экономическихрычагов (налоги и платежи, инвестиции) в целях оптимизации природопользования;
юридическиеаспекты природопользования — анализ влияния законодательства и возникающих вследствие негоюридических отношений в обществе на состояние природной среды, использование юридическихрычагов (законы и подзаконные акты, юридические действия) в целях оптимизации природопользования;
технологическиеаспекты природопользования — анализ и оценка экологичности применяемых или намечаемых кприменению технических решений и технологий, постоянный поиск технологических путейрешения экологических проблем и оптимизации природопользования.
2. Исторические и географическиетипы природопользования. Социально – экологические кризисы, пути их разрешения ироль в эволюции. Исторические формы охраны природы
Исторические типы выделяютсяпо характеру используемых технологий.
природопользование доиндустриальныхобществ
природопользование индустриальныхобществ
природопользование постиндустриальныхобществ
пр. доиндустриальныхобществ – это господствомускулов в качестве источника энергии и натур процессов в пр-ве и потреблении. 2этапа:
эпоха присвающего хозяйства;
производящее хозяйство (земледелиеи скотоводство)
Отличительной чертой доиндустриальногообществ является неосознание своих эколог. проблем.
пр. индустриальных обществ. Возникают из доиндр-го общества, в рез-тепром. революции. Строится на пр-ве топливной энергетики и машинном потреблении.Положительная сторона – резкое возрастание объёмов пр-ва, возрастание полит. и соц.развития.
Проблемы: истощение пр. ресурсов;интенсивное загрязнение всех сред.
Индустр. общество осознаётсвои эколог. проблемы, но не видит путей их решения, не хватает ресурсов на их решение.
пр. постиндустриальныхобществ вырастаютиз индустр. обществ. Появляются когда удаётся решить наиболее острые соц.-эконом.проблемы граждан. Характерн — переход от материального пр-ва к пр-ву информации,услуг, внедрение новых технологий. Альтернативная энергетика.
Географическиетипы. Пр. условия, в которых протекает жизнь общества, накладывают отпечаток навыбор возможных видов хоз. деятельности и форм соц. устройства.
Взаимодействиеест. пр. условий и характера деятельности человека формирует функциональные типыиспользования терр., или типы природопользования, присутствующие постоянно, но по-разномупроявляющиеся на различных исторических этапах. В каждом из географических типовприродопользования существуют свои проблемы, связи с трансформацией потоков веществаи энергии.
Промышленно- урбанистический тип природопользования — это города и пром. зоны: пункты и ареалыконцентрации населения и пр-ва, связывающие их сухопутные транспортные коммуникации. Характерно для этого типа: максимальнаянагрузка на среду, вследствие чего происходят самые глубокиепреобразования ландшафта, затрагивающие все егокомпоненты.
Городской селитебныйподтип включаетжилые, общественные и рекреационные зоны насел. пунктов. В этом подтипе источникомвоздействий на среду является бытовая деятельность населения; основная проблемасостоит в создании, сохранении и поддержании на определенном уровне соотношенийзастроенных и заасфальтированных участков с элементами природного ландшафта, такими,как парки, скверы, газоны, водные объекты.
Транспортно-промышленныйподтип включаетпромышленные и транспортные зоны, расположенные внутри и вне насел. пунктов. В этихзонах происходит концентрированное образование и выброс различных видов отходов,с чем и связаны основные проблемы природопользования.
Горнопромышленныйподтип можетрассматриваться как специф. разновидность промышленно-транспортного, его отличительнаяособен. — преобладание прямого ресурсопотребления в форме добычи п/и при несколькоменьших (не всегда) масштабах загрязнения Происходящее при добыче п/и нарушениеЗР сближает данный подтип природопользования с с/х.
Во всех трех подтипах,хотя и в разной степени, природные экосистемы оказываются полностью уничтоженнымии замещенными геотехническими системами («третья природа»).
В качестве переходногомежду промышленно-урбанистическим и с/х типами природопользования может быть выделенсельский селитебный подтип. Характерно сочетание трансформации всех компонентовландшафтов.Сельскохозяйственный тип природопользования — две группы, различающиесястепенью преобразования ландшафта, — связанные и не связанные с обработкой земель:
К первойотноситьсяирригационно-земледельческий и собственно земледельческий подтипы, вк/х ест. растительность полностью уничтожена и заменена искусст., почва м.б. преобразованав разной степени или в сторону улучшения, или в сторону истощения. В ирригационно-земледельческомподтипе преобразуется и растительность, и почва, и микрорельеф, и условия увлажнения(за счет орошения или осушения).
Вторая группа не связанных с обработкой земель включает:
лугово-сенокосный- ест. кормовыеугодья;
пастбищно-животноводческий- как пастбища(равнинные, предгорныеи низкогорные степи, полупустыни и пустыни);
горно-пастбищый– создаётнаибольшие предпосылки для усиления эрозий;
тундрово-оленеводчиский– специфическаяразновидность природопользования.
Лесохозяйственныйтип пр-я объединяетлесные ландшафты всех пр. зон, в тех или иных формах используемые человеком. Преобладаетдикая природа, м.б. на нек/х участках трансформация значительной, вплоть до катастрофическойпосле вырубки троп. лесов.
Леса многофункциональны,по степени интенсивности использования выделяются различные подтипы лесохозяйственноготипа природопользования:
собственнолесохозяйственный, при котором человек пользуется готовыми плодами леса (сбор грибов иягод, заготовка живицы и натурального каучука);
лесопромышленный(равнинныелеса, периодически вырубаемые на отдаленных участках);
промышленно-лесохозяйственный(леса освоенныхрайонов с ограниченными рубками, проводимыми в целях ухода за лесными насаждениями);
вод и почвоохранный(леса, произрастающиев защитных полосах, играющие ландшафтно-стабилизирующую роль);
рекреационныйи санитарно-гигиенический (леса зеленых зон городов, курортных местностей, заповедников,не используемые в промышленных целях, но обычно подверженные повышенной рекреационнойнагрузке).
На практике иисторические, и географические типы природопользования могут образовывать различныесочетания.
Социально – экологическиекризисы, пути их разрешения и роль в эволюции.
Соц. – эколог. кризисы. Кризисыприроды и общества возникают тогда, когда масштабы потребления ресурсов и воздействиячеловеческого общества на окружающую его пр.среду превосходят возможности средык самоочищению и обеспечению необходимым кол-ом ресурсов. Происходить это можеткак следствие роста антропогенной нагрузки, так и за счёт естественных процессов,негативно сказывающихся на природно-ресурсном потенциале (похолодание или аридизацияклимата, рост ледников). Выделяется до четырёх крупномасштабных социально-экологическихкризисов, не считая современного:
— кризис собирательстваи примитивной охоты – связан борьбой за эколог. нишу м/ду людьми неандертальскогои кроманьонского типов (47-50 тыс л нз), после него сущ-ла и успешно развиваласьсвоебр. сист. природопользования, основанная на коллективной охоте на мамонтов идр. кр. жив.;
-кризис охотничьего хоз.изменение климата отразилось на кр. жив., в добычи пищи и давлению со стороны чел.,привело к истреблению мамонтов и др. жив. Чел. пережил труд. времена длит. голодовок,числен. его сократилась. Выход – неолитическия революция – переход производящемухоз. (5-10 тыс л нз) ;
-кризис древн. земледельческогои скотоводческого хоз. неумелое ведение хоз. привело к вытаптыванию и ускоренииэрозий горн. пастбищ, полей и т.д.(в разн. регионах в интервале от 4-5 тыс.летийдо н.э. до первых веков н.э.)
-кризис средневековой европыисчерпаны ресурсы интенсивного развития. Перенаселение в городах привело к развитиюэпидемий, войнам и смутам. Выход – приток ресурсов с др. материков, масс. эмиграция,пром. революция – форм. индустр. общ. Индустр-я повысив произ-ть труда, ускоривразвитие общ. стала причиной многих соц.-эконом.и эколог. проблем. (13 – 14вв).
Исторические формыохраны природы. Сталкиваясь с неблагоприятными изменениями пр.ср, человек, инстинктивноили сознательно, реагировал на эти изменения. Охрана природы, в тех или иных историческихформах, с той или иной степенью успешности, всегда была одной из составных частейдеятельности человека.
Народная охр.пр. — возникаетна ранних стадиях развития общества, еще в рамках родоплеменных отношений. Необходимостьбережного отношения к среде своего обитания, к употребляемым в пищу животным, рыбам,растениям подталкивала людей к необходимости ограничивать их добычу. Племена, неосознававшие этого, имели меньшие шансы на выживание. Отношение людей к биол. видам,за счет которых они существовали, переплеталось с формирующимися религиозными верованиями.Народная охрана природы обеспечивалась устными религиозно-ритуальными запретами(«табу») и строгими наказаниями за их нарушение. Отголоски народной охраны природыдошли до настоящего времени в виде бережного отношения к отдельным видам животных,деревьям и лесным угодьям, считавшимся священными, в запретах на определенные видыпромысла до какой-либо даты. Частная охр. пр. возникла с появлением частнойсобственности и имела целью сохранение определенных пр. объектов в интересах землевладельцев.Чаще всего владельцы охраняли охотничьи угодья, строевой лес. Отдельные заповедныелеса и рощи охранялись монастырями и храмами. Частными были все первые европейскиезаповедники. В настоящее время эта форма охраны природы довольно широко распространенав Западной Европе. Государ. охр. пр. появилась с образованием государстви ведется от их имени, с использованием законодательства и административного аппарата.Первыми проявлениями государ. охраны природы были многочисленные акты, направленныена охрану промысловых животных, строевого леса, ограничение опасных видов деятельности.В настоящее время государ. охрана О.С трансформировалась в экологическую политику(см. ниже), вырабатываемую и осуществляемую государствами и различными общественнымиинститутами, в качестве составной части политики вообще.
Общественнаяохр. пр. складываетсяс образованием гражданского общества, способного самоорганизовываться чтобы выражатьи отстаивать свои интересы. Общественная охрана природы выражается в деятельностиобщественных организаций и групп эколог. направленности и является важным дополнениемгосударственной охраны природы. Международная охр. пр. тесно связана с общественной. Роль: в объединении усилийразных государств для решения глоб. и регион. эколог. проблем Разработка, заключениеи реализация соглашений, направленных на сокращение атм. выбросов, охр. озон. слоя,сохр. биолог. ресурсов морей и т.д.
3. Геохимические и медико-географическиеособенности пр. зон. Миграция элементов и геохим. ландшафты. Микроэлементозы человека
Геохимические в тетрадке.
Медико-географ. особенностипр. зон. — зависят от ряда факторов: геофиз-х, климат-х, геохим.-х, биот-х.
Н-р: Тундра и лесотундра.
Геофиз-й фактор. Находитсяв зоне многолет. мерзлоты, экстремальные терр., недостаточное кол-во УФ излучения,УФ голод (от 3до 6 мес.), магнитные возмущения. Болезни: у детей рахит в 3 разавыше, ССС.
Климат. фактор. Кол-во морозныхпогод 120-130 дн./год., ветровой режим (штормовые 90 дн/год), много циклонов, наблюдаютсяперепады давления (10 15 мм рт.ст /сут), снеж. бури, повышенная облачность, влажность(80% и далее). Заболевания: бронхо-лёгочные, ССС, обморожение, повышенная смертность.
Геохим. наблюдается бедностьмикроэлементов, воды ультрапресные. Заболевания: эндемич. зоб, кариес, железодифецитанемия, ЖКТ – зависит от характера питания.
Биотический. Много возбудителей.Переносчики заболеваний – песец, лисица, полёвки, олени, лемминги, мошкара, комары.Заболевания: бешенство, развитие гельминтов, малерия. Но отсутствует клещ. энцефалит.
Виды миграции элементов.Миграция — смена форм нахождения эл-ов, сущ-т 8 форм нахождения эл-ов.
Механическая перенос хим. эл-ов в составе минералови Г.П без изменений их хим. формы… Всё начинается с процессов выветривания. Перенособломков пород под действием силы тяжести с водными и воздушными потоками. В результатеобразуется осадочные породы. Барьеры на путях форм. всюду, где уменьшается скоростьпотока и соответственно частицы выводятся. Отложения подразделяются на континентальные,морские и отложения водоёмов с ненормальной растительностью.
Воздушная перенос хим. эл-ов в сост. газообразн.в-в. Две ветви: восходящая – образование газов в рез-те процессов в ядре и мантии,зем. коре, движениям по трещинам к поверхности З.(дегазация недр); нисходящая –вкл. в себя раствор. газов в гидропоглощении жив. орг. связанные при хим. процессах,погребении в сост. Г.П.
Водная миграция (физ-хим) – миграция элементов в водных растворахили взвесях, на неё влияют св-ва воды. В сост. входит Н2, вступает вреакции, образуются Н2-е связи, при этом молекулы воды ориентируются(упорядочено), образуют полимолекулу (лёд) – плотность в тверд. фазе меньше чемв жидкой – лёд плавает. Поверхностные эффекты. Воду в сост. Г.П. подразделяют: свободнуюи поровые растворы. Вода в сост. поровых. растворов назыв. связанной по хим.и физ. св-вам отличается от свободной. Подразделяется на рыхло и прочносвязанную.Связанная по др. взаимодействует с эл-ми. Процессы выщелачивания и солеотложенияопред. св-ми поров. растворов. Связанная вода замерзает в более низких широтах,рыхлосвязанная – сильно влияет на хим. св-ва пород, возникает хрупкость (0-70°С).Прочносвязанной не существует (-269°С). Высокая диэлектрическая постоянная.
Биогенная – связана с деятельностью жив. орг (образованиеорг в-ва и разложение).
Образование орг в-ва происходит в процессе фотосинтеза ( преобразованиесолн. энергии в хим. энергии. орг. соед. Происходит геохимия нейтральной среды на:- окислительную ср. с О2 и восстнов. ср. с орг. соед-ми. Формируютсягеох. барьеры (участки ср. где подвижность тех или иных эл-ов резко уменьш., происходитнакопление хим. элементов), геох. обстановки (вод. ср. с опред. окислительно-восстанов-иусловиями) за счёт синтеза орг-ки происходит увлаж. ср.
Разложение – бывает полным (до воды, солей) и неполным(до углеводородов, гумин.к-т) при недостатке О2.
Техногенная – связана с антропогенными процессами– разработкой месторождений, транспортом и т. д. Она определяется соц. закономерностями,хотя ей присущи и все более простые формы движения.
Значение видов миграции дляразных элементов неодинаково (для натрия и хлора наиболее важна водная миграция,для калия и фосфора – биогенная, для титана, золота, платины, олова – механическая).
Геохимические ландшафты.
Геохим. ландшафт — геох. обстановкаограниченная геох. барьером.
В разн. ландшафтах соотношениевидов миграции неодинаково. В пустынях возрастает роль механ. миграции, во влажныхтропиках – физ.-хим. и биогенной. В зависимости от вида миграции Перельман выделилтри основных ряда элементарных и геохимических ландшафтов:
Абиогенные – только механическая и физико-химическаямиграция.
Биогенные – ведущее значение биогенной миграции,подчиненное – физико-химической и механической;
Культурные – ведущая роль техногенной миграции.
Характерное для каждого геохим.ландшафта закономерное сочетание элементарных ландшафтов называется геохим. сопряжением.Это присущий геохим. ландшафту тип обмена веществ, энергии и информации м/ду элементар.ландшафтами.
Решающую роль в формированиисвязей м/ду элементар. ландшафтами играет поверхност. и подземный сток, каждый геохим.ландшафт характеризуется опред. типом стока.
По условиям миграции хим.элементов ландшафты делятся на группы:
автономные — без внешних влияний;
подчиненные — зависит от внешних факторов.
По направленности процессов:
элювиальные – преобладает вынос;
транс-элювиальные ландшафты – вынос + транзит;
элювиально-аккумулятивные – транзит + аккумуляция;
аккумулятивные – где преобладает аккумуляция.
По обеспечению водой и воздухом:
субаэральные подвоздушные, удалённые от воды;
супераквальные – вблизи уровня воды;
субаквальные подводные, ниже уровня воды.
Пр. ландшафты отличаются другот друга по концентрации хим элементов. В любом ландшафте есть дефицит элементовили избыток, к/е приводят к болезням. Зная особенности ландшафтов можно боротьсяс болезнями. Деятельность чел. приводит к изменению хим. условий среды. Избытокм.б. вследствие загрязнения.
Микроэлементозы чел. — эндемичные заболеванияи синдромы при дефиците, избытке, дисбалансе микроэлементов.
Классификация микроэлементозовчеловека (Келлера):
природные эндогенные – врождённые– в осн. микроэлементоза матери; наследственные – патология хромосом или генов;
природные экзогенные — вызываютсядефицитом, избытком, и дисбалансом микроэлементов. Приурочены к опред. регионам,сопровождаются аналог. признаками у раст. и жив.;
техногенные – вследствие пр-ойдеят-ти чел., болезни и синдромы, вызванные избытком и дисбалансом микроэлементов;по соседству с про-вом; в значит-м отдалении от пр-ва за счёт их воздуш. и вод.преноса (профессиональные, промышленные, трансгенные).
ятрогенные – после интенсивноголечения медикаментами (ингаляционные – через кожные поры, алиментарные, перраральные).
4. Осн. этапы эволюцииЗ. Периодизация истории географ. оболочки. Осн. палеогеографические закономерностии их геоэкологическое значение
Осн. этапы эволюции Земли.
История З. вкл. две крупныеединицы — эона: криптозой (катархей, архей, протерозой, рифей и венд) изучен плохои фанерозой (палеозой, мезозой, кайнозой).
Катархей (4,5-3,5 млрд.лн) — под метеоритной бомбардировкой появлялиськратеры, радиоактивный распад привёл к разогреву и расплавлению в-ва, привело кгравитационным изменениям недр. Тяжёлые эл-ты концентрировались в ядре, легкие двигалиськ поверхности – формир. корка тв. в-ва – первич. литосфера (тонкая, без структур,непрочная, прорывалась). Происходили площадные излияния лав, активизировалась дегазациянедр – формир. первич. атмосфера (метан, аммиак, водород, пары воды, диоксид и оксидуглерода). Конденсация паров д.б. привести к образованию первич. гидросферы.
Внутр. ядро З. стало большим,чтобы продуцировать конвекционные потоки в мантии, происходило образование вулканно-плутоническихструктур (ядра консолидации). Под действием магмат. процессов происходила их метаморфизация,увел. размеров – образовались первые протоконтиненты. Таким образом, произошло изменениепервич. в-ва, образовавшего планету, с выделением из него атмосферы, литосферы игидросферы.
Жизнь на З. – капли и скопления«живого бульона», постепенно превращались в сист., способные к росту и увел. своеймассы за счёт взаимодействия с внеш. ср. (протобионты). Доклеточные формы жизнисменили клеточные (прокариоты).
Архей (3,5-2,5 млрд.лн) – спок. период, З. кора однообразна.В морях отлагались илы. Жизнь – прокариоты, сосредоточена в море. Суша – 10-12 протоконтинентами,в приэкватор. зоне, представлена равнинами. При столкновении обломков протоматериков– происходило складкообразование, сжатие и переплавление, что увел. мощность коры.Атмосфера восстановительная, плотная, tº +70 — +120. Вода в парообразном состоянии.
Протерозой (2,5-1,7 млрд.лн). Начало фотосинтеза и формир. О2атмосферы (не задерживался), начало тектогенеза плит и СОХ. Сине-зеленые водорослипоглощали СО2, снижение парн. эффекта (возникло первое оледенение), падениеглоб. tº (+4 — +10). Вода – переход в жидкую фазу, уменьш. плотности атмосферы.Протоконтиненты стали устойчивы к влиянию мантийных потоков, раскалывались смещалисьв стороны. ≈2,2 млрд. лет назад О2 атмосферы стал накапливаться,геохим. обстановка окислительная, изменились условия жизни организмов – произошламасс. гибель прокариот.
Рифей (1,7-0,7 млрд.лн) – образование Мегагеи, суперконтинентбольшой, чтоб устоять под мантийными потоками, произошел раскол. Образовались линейныевпадины, заполнялись осадками. Около 1 млрд. лет назад материки сосредоточилисьв полярной обл. и испытали оледенение, переместились в низкие широты – установилсяпо зонам тёпл. влаж. климат. Платформы располагались отн. высоко над уровнем моря.Жизнь в море — одноклеточные. Содержание О2 увел. (не > первых %).Озон. экран отсутствовал, суша безжизненна. Материки подвергались денудациям.
Венд (0,7-0,5 млрд.лн)общие тектон. и климат.усл. без изменений. Прогибание окраин платформ, шельфовые моря выходили за пределы.Выравнивание рельефа материков Жизнь: переход от одноклеточных до многоклеточных(мягкотелые, без скелетов)- медузы, черви.
Палеозойская эра (570-235млн.л): два тектон. игеохимич. цикла: каледон. (кембрий, ордовик, силур) и герцинский (девон, карбон,пермь). Начинались расколами материков и раскрытием океанов, столкновения литоплит,складкообразованием, объединением материков (С.полушарие). Юж. полушарие материкиобъединены в суперматерик Гондвану. Атмосфера – преобладание азота, О2мало (20-30% от современ.), СО больше соврем., но сокращалось к девону. Происходилонакопление карбонатов, угля. Процесс фотосинтеза, происходило обогащение атмосферыО2 и формир. озон. экрана. Жизнь вышла на сушу из-под «бромного тормоза»,появились разнообразные формы. Макс. О2 было в позд. Ордовике и ран.Карбоне.
Кембрий (570-490 млн.л). Климат теплее (+20 — +28). Появилисьгруппы скелетных орг., первые позвоночные. Начался выход на сушу.
Ордовик (490-435 млн.л). Постепенное сближение север. и смещениемюж. материков в направлении полюса. Ср. глоб. tº понизилась немного, позднеепроизошло похолодание, привело к оледенению. Др. платформы подверглись трансгрессиям.В шельфовых морях сформир. мощные толщи известняков и доломитов. Орг. мир – разнообразие,численность, размеры. Сущ. класс морск. беспозвоночных жив., коралловые рифы. Вконце ордовика – масс. вымирание, исчез ряд групп трилобитов, кораллов. Морск. фаунасократилась ≈10-15%, совпало с похолоданием и оледенением.
Силур (435-400 млн.л) постепенно повышается tº режима(+18 — +22) с понижением содерж. О2 в атмосфере. Сближались материкиС. полушария, активизация тектон. движений, процесс дегазации недр. Орг. мир послевымирания восстановил, превысил уровень биоразнообразия. Широкое распространениераковинные и коралловые формы. Рифообразование, первые рыбы. Конец силура – появлениепервых сухопутных растений – псилофитов, сосудистых-травянистых растений, но жизньещё сосредоточена в море и на побережье. Части платформ заняты шельфовыми морями,в них карбонатонакопление.
Девон (400-345 млн.лет). Тект. событие – завершение каледонскойскладчатости, образование един. материка Еврамерики. При столкновении — образовалисьразломы, привело к активизации вулканизма, усилилась дегазация недр, рост СО и парн.эффекта, и повышение глоб. tº (+28 – +30). В океане сущ. развитая жизнь, произошёлрезкий рост О2, сформировался озон. экран, снизив УФ. облучение. СвязываниеСО повлекло снижение глоб. tº. Биота стала развиваться с большими темпами –это был «век рыб». Появились формы панцирных, хрящевых, костных, кистепёрых рыб,кораллы. На суше сформир. флора, в конце века лес. Столь быстрое развитие орг. мирапривело к распространению HS заражению моркс. глубинпривело к масс. вымиранию морск. фауны. В ср. и позд. девоне Гондвана вновь сместиласьк югу.
Карбон (345 – 280 млн.л). Начался как спок. тёплое (+24 — +26)время, с развитием трансгрессий на платформах. Высокая конц. О2 и СО.Развивались леса, орг. мир суши: земноводные, насекомые (гигант. формы). В сер.карбона появились пресмыкающиеся. В ср. и позд. карбоне ослабевал парн. эффект,сред. tº +16 — +18. Сокращались размеры шельф. морей. Следствием этого былооледенение (Австралия, Антарктида, Индостан, Юж. Америка, Африка, Аравия). Но большаячасть материков была в приэкваторн. поясе имела влаж. троп. климат. Усилились tº-еконтрасты, проявилась циклоническая деятельность. В позд. произошло объединениеЛавразии и Гондваны = Пангея. В зоне столкновения – герцинские горно-складчатыесооружения Запад. Европы.
Пермь (280 – 235 млн.л). Продолжалось оледенение в близи юж.полюса и горообразование в Уральском и Аппалачинском поясах. На платформах – регрессии.Денудация горн. сооружений. При огромном размере материка Пангеи, наличии высокогорныхсклад. поясов — мешало проникновению влаж. воздуш. масс во внутрь континента. Привелок развитию обширных пустынь, исчезли влаголюбивые (хвощеобразные и т.д.) формы жизни.В системат. группа произошло масс. вымирание, остались менее круп. виды, занимающиеболее скромные места в экосист. Освободившиеся эколог. ниши заняли более высокоорганизованныегруппы: голосемянные и пресмыкающиеся.
Господство пустын. пространстви лагунных бассейнов, где происходило осаждение солей, не способствовало актив.протеканию фотосинтеза. В перм. периоде резко сократилось кол-во О2 — до 30% от соврем. уровня. Сокращение биопродуктивности и, интенсивности связыванияСО, привело к росту его содержания в атмосфере и усилению парн. эффекта. За перм.период глоб. t° повысилась с +16 до +20. В конце Перми- наибольшее масс. вымирание (96% видов морск. живот). Вымирание охватило ряд группкишечно-полостных и др. морск. беспозвоночных, исчезли трилобиты. Сухопутная флораи фауна пострадали меньше.
Причины (возможные): падениеглоб. t° на неск-ко градусов, уменьшение прозрачностиатмосферы при падении астероида или катастроф. проявлении, вулканизма. Или общееухудшение условий жизни (снижение содерж.О2, похолодание, аридизация).Но вымирание коснулось в осн. морск. фауну.
Мезозой. и кайнозой. эры выделены по биостратегическому критерию:их разделяет климат. катастрофа и масс. вымирание. В геотектон. отношении мезозойи кайнозой образуют Альпийский цикл (существование и распад Пангеи; раскрытие соврем.Атлант. и Инд. океанов с новым столкновением обломков Пангеи, привело к формир.Альпийско-Гималайского горн. пояса и соврем. материков.
Триасовый (235-185 млн.л) на всех материках Пангеи были возвышенныепустынные равнины, содействовала высокая глоб. t° (+20-+22) и низкое содержание О2 (20-30% соврем.кол-ва). Слабое развитие растит. покрова и отн. тект. стабилизация способствовалибыстрому разрушению герцинских горн. сооружений и выравниванию рельефа – рез-т формир.мезозой. глоб. пенеплена. С сер. триаса ситуация стала меняться. Мантийные потоки,поднявшие равнины Пангеи и приведшие к глоб. регрессии, взломали Пангею. В началетриаса произошел раскол, приведший к отделению Лавразии от Гондваны и раскрытиюширотно-ориентированного океана Тетис. Раскол и рифтогенез сопровождался обширнымилавовыми излияниями на Сибир. платформе и Индостане, м/ду ними прошел раскол. Втриасе распад Пангеи способствовал увлаж. климата внутриматериковых р-ов, в позд.триасе влаж. троп. ландшафты стали вытеснять пустынные. В раст-и суши преобладалисаговники и гингковые. Живот. мир — группы пресмыкающихся. Сер. триаса — появлениепервых динозавров — группы, достигшей в мезозое расцвета и господства как, на суше,так и в море. В конце триаса появились первые млекопитающие. Морск. фауна отличаласьот пермской меньшим разнообразием. Значительное распространение костистых рыб. Вконце триаса вновь масс. вымирание.
Юрский (185-132 млн.л). Продолжался раскол Пангеи, расширениеСеверо-Атлант. океана и Тетиса; началось отделение Юж.Америки от Африки. В позд.юре раскололся и послед. остаток Гондваны: произошло отделение от Африки Индостана,Австралии, Антарктиды и раскрытие Инд. океана. Континентальные литосферные плитыотн. легко подминали под себя океан-е, и расколы протекали сравнительно спок-о.
Уменьш. размеров материковрезко изменило климат – влаж., но высокий t°-й фон сохранился. В ран. юре было недолгое (с понижением глоб.t° до + 16°) похолодание. В дальнейшемна большей части материков установился теплый влаж. климат (ср. t° +24- +27). Лишь вблизи С. полюса климатбыл умерен. со сред, t° +10- +16.
В юре произошел резкий скачоквид.разнообразия и биопродуктивности; господствующим типом ландшафта стали троп.и субтроп. леса и саванны. На значительных терр. — угленакопление и формир. каолинитовыхкор выветривания. Актив. связывание СО и обогащение атмосферы О2. Напротяжении юры содерж. О2 увел. с 30% до 130% от соврем. кол-ва.
Теплый влаж. климат, создалблагопр. условия для развития сухопутной флоры и фауны. Наземная раст-ть — разнообразныеголосемянные, папоротники и более др. виды. На суше появились гигант. живот. — растительноядныединозавры (бронтозавры и др.) и хищные динозавры (цератозавры, аллозавры), летающиепозвоночные птерозавры и произошедшие от мелких. динозавров птицы. В море получилираспространение круп. рептилии, такие как ихтиозавры и плезиозавры, головоногиемоллюски.
Меловой (132-66 млн.л)разрастание океан. впадинАтлант. и Инд. океанов и сокращение площадей Тихого океана и Тетис. СтолкновениеСибир. платформы, входившей в состав Евразии, с сист. микроконтинентов привело кобразованию складчато-глыбовых сооружений Верхояноколымкойй области и Чукотско-Катазиатскоговулканического пояса. В конце мел. периода в север. части Тихого океана произошлостолкновение Евразии и Северо-Американской плиты; началось формир. Северо-АмериканскихКордильер. В Юж. полушарии продолжалось расхождение обломков Гондваны. Интенсивносокращался Тетис. На протяжении мел. периода сохранялось высокое содерж. О2(в ран. мелу — в 1,5 раза больше соврем., в позд. мелу произошло сокращение до 90%соврем. уровня) и СО (больше соврем.). Климат. условия существенно не изменились;глоб. ср. t° близка к +20. На платформах продолжалисьобширные трансгрессии.
В тепл. влаж. климате, привысоком содер. О2 и СО, высокими темпами шла эволюция орг. мира. На сушераспространение покрытосемянных растений, в т.ч. магнолий, лавров, дубов, вытеснявшиепапоротники и примит. голосемянные. Продолжался расцвет рептилий, в т.ч. гиганскихрастителъноядных и хищных динозавров. Появились крупные летающие ящеры. Увеличивалосьвид.разнообразие млекопитающих и птиц. Эколог. ниши, были заняты пресмыкающимися.
Конец мелa – крупнейшая космич.катастрофа – масс. вымирание морск. и сухопутных видов. Это создало предпосылкидля изменения состава флоры и фауны. Катастрофа была вызвана падением крупных космич.тел — астероидов или комет. Произошел выброс аэрозоля что привело к уменьшению освещенностиповерхности З. Наступает темнота, понижение t° 6-9, привело к масс. гибели живот. и растений. Термический кoнтpacтм/ду остывшими материками и менее остывшими океанами вызывал ураганы огромной силы.Динозавры не могли пережить такую катастрофу. Прекратили существование все видыкруп. наземных пресмыкающихся. Катастрофа была мгновенной в геолог. масштабе времени.После нее, в палеогене, не было существенных изменений ни тект.режим, ни газовыйсостав атмосферы, ни климат.
Глоб. распространенный тепл.влаж.климат начала палеогена способствовал быстрому восстановлению биопродуктивностиза счет новых, более высокоорганизованных гpyпп — покрытосемянных и млекопитающих.
Общие особен. кайнозойскойэры - в поздн. мелу происходилодальнейшее раздвижение континентов, смещение было направлено от низких широт к высоким.Предпосылки для похолодания, с замедлением темпов дегазации нeдp. Несмотря на значительныемасштабы горообразования и вулканизма в ходе столкновения юж. и север. материковпри завершении Альпийского геотект. цикла, содер. СО в атмосфере на протяжении кайнозояснижалось.
Вследствие глоб. похолоданияклимата происходило снижение общей биопродуктивности. биосферы за счет сокращенияплощади наиболее сложных и богатых формами жизни влаж. экватор. и троп. ландшафтов.Из-за похолодания климата уменьшалось испарение с морских поверхностей и выпадениеатмосф. осадков на континентах. Горн. хребты создавали препятствия для проникновениявлаж. воздуш. масс во внутриконинентальные р-ны. Наличие высокоорганизованых жизн.форм и суровые условия их сущ-я усилили отбор и ускорили эволюцию. Вследствие расколаПангеи орг. мир материков в кайнозое развивался в значительной мере обособленно.При этом масштабы изменений как климат. условий, так и орг. мира увеличивались оттропиков к полюсам. Кол-во О2 в раннем и ср. палеогене сократилось ≈до 80% соврем. В позд. палеогене кол-во О2 увел. до соврем. уровня.
Палеогеиовый (66-25 млн.л) отн. спок. период. На большей части З.доминировал тёпл. влаж. климат. Имели развитие морские трансгрессии. На матер. платформахсохранялся выровненный рельеф глоб. мезоз. пенеплена. В начале ран. палеогена Гренландияотделилась от С.Америки. Увеличилась ширина Атлант. океана и сократилась ширинаТихого океана. Продолжалось горообразование на Тихоокеанском побережье С. и Ю.Америки.Индостан, Аравия и Африка сблизились с Евразией, и в позд. палеогене начался процессстолкновения Индостанской и Евроазиатской литосферных плит, с закрытием океана Тетис.Антарктида сместилась к югу и попала в Юж. полярную область, а Австралия сместиласьк северу и приблизилась к Евроазиатской плите.
Понижение t° в палеогене происходило неравнoмepнo.Она довольно резко понижалась до +14 — +16 и вновь повышалась до +20 — +21. Этобыла наиболее теплая эпоха в кайнозое, не было чёткой климат. зональности, а троп.виды проникли даже в высокие широты. Появился пролив м/ду Австралией и Антарктидой,в рез-те чего создалось круговое течение в Юж. полушарии. Это обособило Антарктидув климат. отношении и содействовало ее охлаждению.
Расположение материков к концупалеогена уже в общих чертах соответствовало соврем., но еще не было Альпийско-Гималайскогогорн.пояса и сохранились фрагменты океана Тетис. Давление юж. платформ на Евроазиатскуюплиту способствовало ее поднятию, на ней установился континентальный режим.
Развитие орг. мира в быстроезаселение млекопитающими и птицами экол. ниш, освободившихся после катастроф. вымиранияв конце мезозоя. Из примит. млекопитающих мезозоя сформир. все сущ-ие в настоящеевремя отряды этого класса. Обособленно развивалась фауна Австралии, где сумчатыемлекопитающие заселили все подходящие для данного класса экол. ниши. В несколькоменьшей степени изоляция сказалась на фауне Ю.Америки где в палеогене распространялисьпримит. млекопит-е.
Неогеновый (25-1,8 млн.л) был временем актив. поднятиягорн.сооружений Альпийско-Гималайского пояса. Давление со стороны юж.платформ сказалосьна состояние Евроазиатской плиты, где оживились движения по древним разломам. Произошловозрождение горн.сооружений Vрала, Алтая, Саян, Казах. мелкосопочника, поднятиеСибир. платформы. Под давлением Африканской и Аравийской плит испытали поднятиенизкогорья и среднегорья герцинской Европы; на Русской платформе образовался рядвалообразных возвышенностей: Приднепровская, Среднерусская, Приволжская. На Кавказе,в Карпатах, Альпах проявлялся вулканизм. Поднятие горн.сооружений Кавказа, Иранскогонагорья. Появились Средиземное, Черное и Каспийское моря. В ран. неогене Тетис разделялсяна Юж бассейн — Средиземное море и Север. бассейн представлявший собой озеро-мореот Среднедунайской низменности до Аральской котловины. В конце миоцена осушиласьбольшая часть Ceвер. бассейна, а в Юж. бассейне происходило перекрытие Гибралтара,падение уровня на неск-ко сотен метров и накопление на дне толщи солей. В дальнейшемСредиземное, Черное и Каспийское моря многократно соединялись с МО и вновь отделялисьот него. Глоб. t° повышалась до +18,но потом похолодание возобновилось. Продолжалось понижение глоб. t° и увел. t°-х контрастов. Началось оледенение Антарктиды. В позд. неогенепоявились горн. ледники и плавучие льды в С.Ледовитом океане.
Рост Альпийско-Гималайскогопояса гор отделил С.Евразию от троп. воздушных масс, повлекло сокращение увлажн.и похолодание климата. Флора и фауна более схожая с соврем. степной. Одновременнов север. части С.Евразии с ростом континентальности и похолоданием климата происходилообеднение состава лесов за счет выпадения теплолюбивых видов, привело к образованиютаежной растительности с очень бедным видовым составом и низк. биопродуктивностью.
Границы пр. зон уже были близкик соврем., но климат. условия и состав растит. в пределах зон еще существенно отличалисьот соврем. Климат был значительно более мягким и во флоре были представлены теплолюбивыевиды.
В неогене произошло значит.изменение состава жив. мира. В Евразии появились и получили значит. распространениепредставители таких групп, как антилопы, олени, быки, кабаны, барсуки, медведи,гиены, человекообразные обезьяны. В умеренных и высоких широтах происходило дальнейшеепохолодание. В самом конце неогена имела место глоб. регрессия и поднятие материковыхплатформ.
Четвертичный (1,8 млн.лн — ныне) оказал наибольшеевлияние на соврем. сост. географ. оболочки.
Общие вопросы развитияприроды, в четвертичном пepиoде. Становление осн. черт соврем. природы происходило на протяжениимногих миллионов лет, т. е. началась задолго до четвертичного периода. Пр. процессв четвертич. периоде включал (по К.К. Маркову) две осн. тенденции: похолодание иритмические изменения пр.ср… Четвер.период был искточителъно богат резкими и быстропроисходившими изменениями состояния пр ср. Важнейшие события бьли связаны с чередованиемледниковых и межледниковых эпох, что вызывало обширные трансгрессии и регрессииМО, чередование влаж. и сухих эпох в аридных регионах. В рез-те в четвер. времяпроизошло значительное усложнение географ. оболочки: образовались новые пр. зоны,более резко выраженный характер приобрели зональность и провинциальные различия.Суровые и изменчивые пр. условия четверт. времени способствовали дальнейшему — ускорениютемпов биолог. эволюции и антропогенеза.
Четверт. период отличаетсяот предшествующих значительно меньшей продолжительностью. Выделяются три раздела:эоплейстоцен (доледниковье), плейстоцен (чередование ледниковых и межледниковыхэпох), голоцен (послеледниковье).
Подразделения четвертичногопериода.
Эоплейстоцен (1,8-0,75 млн.л). События этого временисоздали предпосылки для развития в ран., сред. и позд. эоплейстоцене обширных материковыхоледенений. Поднятие суши, и опускание дна океанов привели к регрессии, осушениючасти шельфа. Ряд горн.сооружений увеличили высоту на сотни метров.
В сред. и позд. эоплейстоценеколебания климата происходили на фоне тенденции к похолоданию и аридизации, чтопривело к развитию в Поволжье и Прикамье лесостепных, а южнее — степных и полупустынныxландшафтов.
Ран. плейсmоцен (750-460 тыс.л) наиболее изучен в бассейнеДона, в Белоруссии и Прибалтике, в составе его выделяется два надгоризонта: Вильнюсскийи Белорусский. Каждый из этих надгоризонтов вкл. по три горизонта. Ниж.надгоризонтсчитается доледниковым; верхний вкл. два ледниковых: донской и окский, разделяемыемежледниковым беловежским горизонтом. В ран. плейстоцене достоверно установлены,морены двух оледенений. Раст-ть была представлена широколиственно-смешанными лесамис участием бука и граба. Перигляциальные флоры ран. плейстоцена, так же как сред.и позд., носили тyндролесостепной характер: травянистые и полынно-маревые группировкис фрагментами древесной растит. на склонах юж. экспозиций. Особен. флоры — присутствиенаряду с хвойными (сосной и елью) и липы.
Ср. плейстоцен (460-120 тыс.л). Начался Лихвинскиммежледнuковьем. Выделяются два климат. оптимума и разделяющая их прохладнаяфаза. Днепровское оледенение считалось максимальным. Климат изучен слабо.Одинцовское межледнuковье было отн. коротким и прохладным. Московскоеоледенение.
Позд. плейсmоцен. Начался микулинским межледнuковьем.Климат. усл. изменялись плавно, с постепенным переходом от ледниковья к оптимумуи обратно. Росли широколиственные леса. Отсутствовала зона тундры. Белое море сообщалосьс Балтийским ч/з широкий пролив. Калининское оледенение период «безлёдногоВалдая», вкл две фазы похолодания и две – потепления, когда росли еловые леса. Ленинградскоемежледнuковье. Было холодным. Три климат. оптимума во время к/х рослиелово-берёзовые леса и редколесья северотаёжного типа. Осташковское оледенение — до 5 фаз. Суровые перигляциальные условия. Были тундростепи и тундролесостепис участием карликовой берёзы. Голоцен. (послед. 10 тыс лет)
Некоторые общиепалеогеографические закономерности
В истории развитиягеограф. оболочки прослеживается эволюционная направленность этого процесса. Приэтом на ран. этапе (протогее) геосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера)выделились из первичного в-ва З. и постепенно приобрели состав, по условиям существованияжизни и миграции хим. эл-в отн. сходный с соврем. На более позд. этапе (в неогее)происходило их взаимодействие и взаимосвязанное, циклическое развитие геосфер, имевшееследствием усложнение их внутренней структуры. В роли ведущих факторов эволюциивсех геосфер выступали внутренние (тектонические) процессы, происходившие в недрахЗ., а также внешние по отношению к З. (космические) воздействия.
Космич. факторыиграли наиболее существенную роль на ран. этапах ее развития, когда происходилоформир. планеты из исходной космич. материи. После того как их воздействие сталосущественно ослабляться атмосферой, космич. факторы, оставаясь достаточно значимыми,усложняли картину, прежде всего, биологической эволюции. Практически доказано, чтопадение крупного метеорита на рубеже мезозойской и кайнозойской эры привело к масс.вымиранию ряда системат. групп, что существенно изменило общий ход эволюции орг.мира. Предполагается, что и другие масс. вымирания могли происходить при подобныхсобытиях.
Изменения расположенияокеанов и материков, их геолог. строения, рельефа и ландшафтов, состава атмосферы,растит. и жив. мира были тесно связаны м/ду собой. В истории З. чередовались эпохитеплого влаж. климата с нечетко выраженной широтной зональностью, и более прохладныес зональностью в той или иной степени близкой к соврем.; эпохи раскрытия и закрытияокеанов; эпохи расцвета и упадка органической жизни. Циклы развития геосфер не сводилиськ повторению событий. После каждого следующего цикла в той или иной степени сохранялисьследы более ранних циклов, выраженные в геолог. строении и рельефе, составе и строенииатмосферы и гидросферы, в орг. мире. Цикличность ведущего фактора эволюции планеты– тект. процессов — сказывалась на рельефе, на интенсивности дегазации недр и составеатмосферы, и через это – на условиях жизни.
В периоды раскрытияокеанических впадин их объемы уменьшались вследствие разрастания СОХ, что приводилок обмелению океанов, воды к/х как бы «выплескивались» на континенты. Это влеклоза собой глоб. трансгрессии и абсолютное преобладание площади моря над площадьюсуши. Активность восходящих мантийных потоков способствовала дегазации недр, поступлениюв атмосферу больших кол-в СО и усилению парн. эффекта. Этому же способствовало увел.содержания в атмосфере водяного пара в эпохи. В результате при глоб. трансгрессияхпроисходило повсеместное потепление, смягчение и увлажнение климата. Господствотеплого влаж. климата содействовало быстрому выравниванию рельефа с образованиемобширных равнин. Все это создавало предпосылки для расцвета разнообразных форм жизни,повышения биопродуктивности и биоразнообразия.
По мере разрастанияокеанов истощались источники энергии тект. процессов, ослабевали восходящие потокимантийного в-ва, замедлялись темпы дегазации недр и поступления в атмосферу СО.СОХ сокращались в размерах, склоны их становились круче, что влекло за собой увеличениеобъемов океанических впадин, глоб. регрессии и отн. увеличение площади суши. Назавершающих стадиях геотектонических циклов столкновения материков приводили к закрытиюокеанов и образованию горно-складчатых поясов, соединяющих отдельные материковыеплиты в единые континенты и суперконтиненты.
Следствием всегоэтого являлись ослабление парн. эффекта, общее похолодание и увел. степени континентальностиклимата и ухудшение условий жизни. Когда обширные материки оказывались в низкихширотах, происходила их аридизация; если же они попадали в полярные районы, то развивалисьпокровные оледенения.
5. Соврем. глоб. эколог.кризис, его содержание и перспективы разрешения. Содержание соврем. этапа охраныокружающей среды
СредневековаяЕвропа столкнулась с экол. кризисом в XIII-XIV вв., когда были исчерпаны ресурсы экстенсивного развития («великоекорчевание» Европ. лесов и распашка земель, рост городов как центров ремесленногопр-ва в XI—XIII вв.). Аграрное перенаселение способствовало масс. оттоку населенияв города. Рост городов сдерживался крепостными стенами, что вело к высокой скученностинасел. и, в силу антисанитарных условий, способствовало развитию эпидемий. Обострениеборьбы за ресурсы вылилось в многочисленные войны и смуты позд. средневековья. Выходомих этого кризиса стали: приток ресурсов с других материков, промышленная революция,приведшая к формир. индустр. общества. Индустриализация, резко повысив пр-сть трудаи ускорив развитие обществ, в то же время стала причиной многих соц.-эконом. и экол.проблем. Обострившаяся борьба за ресурсы стала причиной двух мировых и многочисленныхлокальных войн, гонки вооружений. Ускоренное индустриальное развитие, в значительнойстепени стимулировавшееся военным противостоянием, привело к соврем. эколог. кризисуи этапу охраны ОС как попытке его разрешения.
Международная охр. пр.тесно связана с общественной.Роль: в объединении усилий разных государств для решения глоб. и регион. эколог.проблем Разработка, заключение и реализация соглашений, направленных на сокращениеатм. выбросов, охр. озон. слоя, сохр. биолог. ресурсов морей и т.д.
Соврем. этап природ-ияи охраны ОС начался на рубеже 1960-1970 гг. Ему предшествовал эколог. кризис, наиболееостро проявившийся в развитых странах Запада в 1950-1960 гг. и несколько позже в1970-1980 гг., в бывшем СССР и соц. странах.
Эколог. кризис1950-1980-х годов. К проявлениям экол. кризиса относятся многочисленные примерыкатастроф. загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, деградациипочв и растительности. Н-р, в 1952 г. от смога в Лондоне за несколько дней умерло2500 человек. В США символами эколог. катастрофы стали р. Кьюяхога в г. Кливленд,которая в конце 1960-х годов была настолько загрязнена нефтепродуктами, что иногдагорела, и озеро Эри, где процессы эвтрофикация, вызванные попаданием орг. загрязнений,приняли такие масштабы, что, «оно стало уже слишком густым, чтобы по нему плавать,но еще слишком жидким, чтобы его пахать». В Токио в 1973 г. было 328 дней со смогом;дорожная полиция Токио несла службу в кислородных масках, а на улицах устанавливалисьавтоматы по продаже порций чистого воздуха.
О подобных явленияхв СССР (высокий уровень загрязнения воздуха промышленных городов Урала и Сибири,деградация почв и малых рек многих с/х районов, разливы нефти и загрязнение подземныхвод в районах нефтедобычи, гибель Аральского моря и др.) общественность узнала позже,из перестроечной публицистики конца 1980-х годов.
Почти во всехстранах, вступавших в современный этап природопользования и охраны окружающей среды,принятию и реализации эффективных природоохранных законов предшествовали бурно протекавшиеобщественные дискуссии, активные выступления ученых, общественности (зеленое движение).Во многих случаях развитию общественных движений способствовали крупномасштабныеэкологи. катастрофы и загрязнения ОС, о к/х становилось известно: болезнь Минаматаи другие «экологические заболевания» в Японии, авария танкера «Торри каньон» в Великобритании,катастрофическое состояние р. Рейн в ФРГ, Великих озер в США, чернобыльская катастрофав СССР.
Содержание современного этапаохраны окружающей среды:
принятие эф-х национ-х природоохр.законов и создание для их реализации ведомств, минестерств, комитетов наделённыхполномочиями контроля всех компанентов ОС;
введение эконом. мех-ма при-ияна основе принципа «загрязняющий платит» Пр.ресурсы, используемые для полученияпродукции, должны отражаться на её стоимости;
введение на госуд. и межгосуд.уровнях эколог. стандартов на выхлопы автомобилей, на содерж. ЗВ в воздухе, воде,почве и продуктах и т.д;
международ-е сотрудничествов решении глоб. проблем: парн. эф-та, охр. озон. слоя, кислот. деждей – заключениеи соглашений и контроля над их выполнением, вкл. санкции за невыполнение.
В рез-те принятых мер ситуацияулучшилась, но достигается из-за переноса гразных пр-в в страны «третьего мира»гденет эколог. закон-ва, контроля, соврем. этап пр-ия и охраны ОС ещё не наступил.
6. Осн. уровни организацииживых и биокостных систем. Способность к поддержанию гомеостаза, саморегуляции иэволюции, эмерджентные свойства
Живая материяпредставляет собой высокоупорядоченную, иерархически организованную суперсистему,подразделяющуюся на ряд структурно-организационных уровней:
макромолекулярный– изучаетстроение молекул, клеток, хим. состав, генетич. код и тд;
клеточный –изучает клетки(прокариотный, доядерний, эукариотный, ядерный);
организменный– изучаетодноклеточ.и многоклеточ., способность их сущ-ия;
популяционно-видовой– изучаетпопуляции, вид, пол, возраст, отношения внутривидовые;
биоценотический– уровеньсообществ всех видов, насел-х ту или иную терр. или акваторию, законы межвидовыхотношений;
биосферный – охватывает ниж. часть атмосферы,всю гидросферу, поверхность суши и верхние слои литосферы. Вкл. в себя жив. орг.взаимодействующие др. с др., сост. единую целостную сист.
Каждый из этихуровней может рассматриваться как иерархия более простых уровней. Н-р, могут выделятьсяуровни клеточных органелл, тканевый и органный среди многоклеточных организмов,уровни экосистем и биомов.
Части живой сист.любого уровня объединяются в единое целое особыми связями, которые имеют различнуюприроду на разных уровнях.
Способность к поддержаниюгомеостаза.
Отн. гомеостаз.Все живыесистемы способны поддерживать отн. стабильность своего внутреннего состояния в условиях,к/е не бывают абсолютно постоянными. Гомеостаз живых систем проявляет себя в надежностифункционирования генетических систем, постоянстве внутренней среды клетки или многоклеточногоорганизма, в отн. стабильности осн. характеристик популяций, биоразнообразия биоценозов,продуктивности надорганизменных биосистем, климат. характеристик в биосфереи т.д.
Гомеостаз (гомеорез)- динамическое, сбалансированное равновесие м/ду ее подсистемами и разнонаправленнымипроцессами, реакциями на внешние воздействия или отн. стабильный процесс закономерныхизменений, происходящих в ограниченных пределах. Таковы онтогенез индивидума, динамикапопуляции, ряд сукцессионных изменений экосистемы.
Способность к поддержаниюсаморегуляции и эволюции.
Саморегуляция – способность экосист. к восстановлениювнутр. св-в и структур после прекращения ест. пр. или антропогенного внеш. воздействия.Часть её — самоочищением – ест. разрушение загрязнителя в среде, происходящие врез-те пр-х фих.-хим. и биол. процессов.
Эволюция – наследумые изменения и их отбор подвлиянием факторов среды обуславливает генетт. адаптации, видообразование и увелбиоразнообразия. Если изменяются усл. жизни, разнообр. видов обеспечивает большуювероятность сохр. жизни за счёт форм, отн. лучше приспособленным к нов. усовиям.
Эмерджентныесвойства возникновениепри взаимодействии 2х илинеск-х обьектов или явлений – нов. св-в,не являющихся суммой исходных. «Целое больше суммы его частей».
Системная организованностьобнаруживается на любом уровне организации живых объектов: вирусов, макромолекул,органелл клетки и т.д. Новые качества свойственны также и другим системам — абиотическими искусственным. Достаточно сравнить свойства атома со свойствами элементарных частиц,или убедиться в отличии автомобиля от груды частей для сборки такого же автомобиля.Но живые системы проявляют не только физические, хим. и количественные свойства:наряду с этим у них есть и особые, биологические особенности организации.
Каждая биосистемавходит как часть в состав биосистемы более высокого уровня — надсистемы. Эта жебиосистема состоит из более простых систем (подсистем), в чем выражается иерархичностьживой материи.
7. Учение о популяции.Демографический и генетический состав популяций. Территориальность и коммуникативныемеханизмы популяций. Основные количественные характеристики популяций. Динамикапопуляций и её типы. Управление популяциями
Понятие о популяции. Совокупность особей, обладающих наследственнымсходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способныхк скрещиванию с образованием плодовитого потомства, приспособленных к определеннымусловиям жизни и занимающих в природе определенную область (ареал), называется видом.Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно,группами — популяциями. Целостность вида поддерживается связями между популяциями.
Популяция — совокупность особей одного вида, способныхк самовоспроизводству, к/я длительно существует в опред. части ареала относительнообособленно от других совокупностей того же вида. Контакты между особями одной популяциичаще, чем между особями разных популяций.
Ареал — область распространения, пространство,на к/м популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности.Ареал м.б. сплошным или разорванным, если м/ду его частями возникают различные преграды(водные, орографические и др.).
Классификация популяций — различаются по размерам и степени генетическойсамостоятельности, длительности существования, способу размножения особей и т.д.
Популяции — обладают рядомспециф. св-в, к/е не присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость,смертность, скорость роста и др. Кроме того, популяции свойственна определеннаяорганизация: половая, возрастная, генетическая, пространственная и другие структуры.
Демографический состав. – сост. из половой и возрастной стр-рыпопуляций.
Половая — соотношение полов разного пола: первичное(при оплодотворении), вторичное (при рождении), и третичное (в период размножения).В популяциях обычно представлены особи двух полов. Как правило, при рождении мужскихи женских особей бывает примерно поровну, хотя возможны отклонения. Н-р, у млекопитающихчаще доля самцов повышена. У так называемых гаремных видов среди особей, участвующихв размножении, на каждого из самцов приходится несколько самок.
Возрастная стр-ра – соотношение особей разного возраста.Отражает интенсивность размножения, уровень смертности, скрость смены поколений.Факторы: — время достижения полов. зрелости; продолжительность жизни; длительностьпериода размножения; частоты приплодов.
Генетический состав популяций– опред. изменчивостью и разнообразием генотипов. Согласно А.С. Серебровскому всясовокупность генов популяции называется генофондом. Один и тот же генотип в разныхусловиях способен привести к появлению различающихся фенотипов. Чем больше популяциягенетически разнообразна, тем выше её адаптивность, пластичность
Территориальность — все особии их группы обладают индивидуальным или групповым пространством, возникающим в рез-теактивного физ.-хим. или поведенческого разобщения. Территориальность сочетаетсяс агрегацией особей, к/я усиливает конкуренцию м/ду индивидами, способствует выживаниюгрупп. Образуются стаи, колонии стада и тд. Различают: скученное, случайное, равномерное,радиусы репродуктивной активности.
Коммуникативные системы популяцийобеспечивают обмен сигналами между членами популяции, с помощью которых особи избегаютнежелательных встреч с конкурентом или опасным самцом или, напротив, находят другдруга при необходимости образовать стаю.
Количественные характеристики.Осн. количественные характеристики популяции – численность, плотность, биомасса,продукция и продуктивность. Абсолют. численность выражается в общем, количествеособей популяции. Отн. численность выражают в условных единицах, она позволяет следитьза динамикой численности или сравнивать ее в разных популяциях. Плотность выражаетсяв кол-ве особей, приходящихся в среднем на единицу площади или объёма.
Важной характеристикой являетсябиомасса популяции. Прирост биомассы за единицу времени называют продукцией. Урожай,или продуктивность, выражают в биомассе, произведённой популяцией за единицу временина единице площади.
Динамика популяции — поддержание определенной численности(плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды — абиотических,биотических и антропогенных. Однако всегда можно выделить ключевой фактор, наиболеесильно влияющий на рождаемость, смертность, миграцию особей и т.д.
Под рождаемостью опред. числоновых особей (выражаемое в относ. или абсолют. показателях) в популяции, родившихсяза некий промежуток времени, рассчитанное на определённое количество самок. Выделяется:макс. рождаемость – теоретички возможная в идеальных условиях; эколог. рождаемость– прирост при факт. условиях среды.
Смертность число особей, погибшихв популяции за 1у времени по различным причинам. Бывает важноразличать смертность зигот, эмбрионов, детенышей, самцов и самок.
Выживаемость доля (%) выжившихна опред. момент времени особей (яиц, зигот, эмбрионов) от первоначального числа.
Типы:
экспоненциальный – числен-тьбыстро увел. в благопри. усл.ОС;
мальтузианский – спад числен.из-за голода, эпидемий и тд;
тип с постепенной стабилизацией– лонгистическим ростом, б. м/ду 1) и 2). Называется поддерживающей ёмкостью среды.
циклические колебания – подъёмыи спады численности чередуются с определённой периодичностью.
8. Учение о биоценозе.Границы и экотоны, пограничный эффект. Доминанты и эдификаторы. Ярустность, трофическиеуровни, цепи и сети. Биоразнообразие и его факторы
Биоценоз – совокупность популяций разных видов,обитающих на определённой терр. Растительный компонент биоценоза – фитоценозом,животный – зооценозом, микробный – микробоцеоноз, грибов — микоценоз.
Биотоп – однород. пр. жизненноепространство занятое биоценозом, входят все сферы. Масштаб от моховой кочки, донаселения целых ланд-ов. Границы не всегда чётко выражены.
Экотон – переходная пограничнаяполоса перехода 1го биоценоза в др., часто выделяют в отдельный биоценоз,повышенное разнообразие видов. Пограничный эффект – тенденция к увел. разнообразиюи плотности жив. орг. на границах биоценозов. Проявляется отчётливо в зонах – лес-луг,лес-болото и тд.
Доминанты – преобладающие виды, если2-3 — сододоминанты. Эдификаторы – вид строитель, к/й значительно влияетна всё.
Ярустность — виды могут по разному распределятсяв пространстве в соответствии с потребностями и усл. местообитания. Ярустность– расчлененность биоценоцов по вертикале. Ярус – совместно произрастающие гр.видов растений, различающие по высоте и положению в биоценозе ассимилирующих органов(листья, стебли, подземн. органы).
Лесн. биоценоз: древесные,подпологовые, подлесок, подрост, травяно-кустарниковый, мохово-лишайниковый.
Трофические уровни, цепи исети
Продуцентами — автотрофныеорганизмы (зеленые растения, фототрофные и хемотрофные бактерии), к/е создают орг.в-во, используя вещество и энергию неорг. природы. Они играют роль входа в биоценозпотоков вещества и энергии из среды обитания.
Консументы — организмыгетеротрофного типа питания, к/е питаются за счет готовых орг. в-в, синтезированныхпродуцентами или др. консументами. Так питаются животные, грибы, многие микроорганизмы.Различают консументов первого порядка (консументов-1), консументов второго порядка(консументов-2) и тд. Консументами-1 являются растительноядные организмы, консументами-2- плотоядные животные, паразиты. В качестве кэнсументов-3 и более высоких порядковмогут выступать более крупные хищники или паразиты.
Редуценты — организмы сапротрофноготипа питания. Разлагают тела организмов, их фрагменты и сложные орг. в-ва до неорг.в-в или сравнительно более простых органических. К редуцентам относятся разнообразныемикроорганизмы, грибы.
Члены биоценоза,связанные потоками вещества и энергии (через питание), составляют пищевую цепь.Злаки поедаются сусликами, которых съедает лисица; за счет лисицы питаются гельминты.Пищевые цепи часто ветвятся (сусликами питаются также светлый хорь, дневные хищныептицы, специфические гельминты; злаки поедаются многими копытными млекопитающимии грызунами) — образуются пищевые сети.
Пищевые (трофические)цепи и сети являются путями, по которым разнообразные поллютанты широко и далеко(благодаря мигрирующим организмам) распространяются в ОС. Пестицид ДДТ, которыйприменяли фермеры США, через трофические цепи и сети оказался в жировой ткани антарктическихпингвинов. При этом содержание поллютантов может меняться в сторону повышения концентрации,поскольку многие организмы обладают свойствами концентраторов: в плодовых телахшляпочных грибов содержание ртути может быть в 30-550 раз выше, чем в местной почве.
Типы пищевыхцепей: — пастбищные – на вершине стоят зел. раст.; — детритная – начинается с отмерших остатков.
Трофические уровни — совокупность организмов объед-х однимтипом питания и занимающих опред. положение в пищевой цепи (автотрофы, раст. яд.живот., хищники, паразиты хищников)
Биоразнообразие — разнообразие видов, свойственных какой-либо части биосферы.Зависит от географ. положения биоценозов. Обычно различают локальное, регион. иглоб. биоразнообразие, хотя можно говорить о биоразнообразии любого подразделениябиосферы: океана, моря, приливно-отливной зоны,континента, его определеннойзоны, биома, ландшафта, биоценоза любого ранга и т.д.
При оценке биоразнообразияв экосистемах и сообществах принято учитывать видовое богатство и относительнуючисленность видов. В более широком смысле в понятие биоразнообразия должно включатьсятакже наличие организмов с разными типами питания (хемотрофы, фототрофы и другие);количество и разветвленность трофических цепей и сетей; количество трофических уровнейи экол. ниш; разнообразие биоценотических связей и их количество, приходящееся наотдельные популяции или на отдельную особь; множество конкурентов и разнообразныевидовые особенности, позволяющие им выживать, несмотря на конкуренцию. В богатыхбиоценозах насчитывают тысячи и десятки тысяч видов. Это троп. леса, коралловыерифы троп. морей, эстуарии рек, мангровые леса, саванны, оазисы в субтроп. пустынях.На 1 га троп. лесов м.б. встречено только деревьев до 200 и более разных видов.
9. Типы отношений в биоценозах(хищник – жертва и др.) и их учёт в практике. Учение об экол. нишах. Закон конкурентногоисключения Г.Ф.Гаузе. Сукцессия и основные её типы
Типы отношений в биоценозах
Хищник — жертва:животное-хищникиспользует свою жертву как источник питания. Очень редко встречаются хищные растения(росянка, венерина мухоловка) и почвенные грибы, питающиеся почвенными нематодами.Сверххищник (тигр) способен съесть более слабого хищника (волка). Стареющегольва обычно убивают и съедают гиены.
Паразит – хозяин:паразит используетхозяина как источник пищи и место постоянного или временного обитания. Различаютсяэктопаразиты (кровососущие двукрылые, клещи, блохи, вши) и эндопаразиты(гельминты, бактерии). Сверхпаразиты паразитируют на других паразитах(наездники — паразиты клещей). Паразитизм очень широко распространен в природе:около 20 % всех биологических видов относится к паразитам, формы паразитизма разнообразны.Гиены Африки нередко отнимают добычу у других хищников: леопарда, гепарда, гиеновыхсобак.
Комменсализм- один извидов получает пользу, не принося заметного вреда другому. Рыбы-прилипалы используютакулу как средство передвижения и источник питания (остатки жертв акулы). Растения-эпифитыпоселяются на деревьях. Укрытие в бобровой норе находят мелкие млекопитающие, жабы,мокрицы, жуки.
Мутуализм — это взаимовыгодное взаимодействиеразновидовых организмов. Крайний вариант такого взаимодействия — симбиоз которогожизнеспособность организмов понижена. Таковы лишайники, жгутиковые простейшие врубце жвачных млекопитающих.
Кооперация(сотрудничество)полезна обоим партнерам, но не обязательна. Мелкие цапли располагаются на носорогахи буйволах, склевывая эктопаразитов и улучшая для себя обзор окружающей среды; взлетая,они дают сигнал носорогу о грозящей опасности.
Аменсализм — одностороннееподавляющее воздействие одного вида (хищника, паразита, конкурента) на особей другоговида. Некоторые растения выделяют в ОС в-ва, угнетающие другие растения (аллелопатия).Лотос индийский подавляет лотос желтый. Гиены в саваннах Африки лишают добычигиеновых собак.
Нейтрализм — отсутствиеотношений (волк – капуста).
Конкуренция– взаимноеограничение возникает когда у 2х видов совпадают эколог. условия обитаниясреды.
Экологические ниши
Введено Дж.Гринеллеми Ч.Элтоном. Эколог. ниша понимается — совокупность факторов среды, в пределахк/го обитает то или иной вид организмов, его место вприроде, в пределах к/го дан.вид м. сущ-ть неограниченно долго.
Закон конкурентного исключенияГ.Ф.Гаузе.
Согласно законуконкурентного исключения Г.Ф.Гаузе две разновидовые популяции, конкурирующиеиз-за одного и того же ресурса (ресурсов), не могут долго существовать совместно.Со временем произойдет вымирание одной из них, или популяции проявят некоторые биологическиеразличия в использовании ресурсов среды, что позволит им снизить напряженность конкуренции.
Сукцессия – последовательнаясмена биоценозов, выраженная в изменении видового состава и структуры сообщества.Последовательный ряд сменяющих др. др. в сукцессии сообществ называется сукцессионнойсерией.
Природные сукцессии происходят под действием естественныхпричин, не связанных с деятельностью человека. Антропогенные сукцессии обусловленыдеятельностью человека. В зависимости от первоначального состояния субстрата, накотором развивается сукцессия, различают первичные и вторичные сукцессии. Первичныесукцессии развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами. Вторичныесукцессии происходят на месте уже существующих биоценозов.
10. Учение об экосистемах.Типология экосистем. Круговорот вещества, потоки энергии и информации в экосистемах.Эколог. пирамиды. Продуктивность экосистем
Любой биоценозвзаимодействует с факторами физико-хим. среды. Экосистема объединяет е себе биоценози биотоп (А.Тенсли). В.Н.Сукачев предложил понятие – биогеоценоз. В экосистемепотоками вещества и энергии объединяются в единое целое все составные части биоценоза,включая трофические уровни, а также почва, грунт, воды и часть атмосферы.
Границы экосистемобычно в такой же степени определенны или условны. Наибольшая экосистема нашей планеты- биосфера. В ней различают отдельные биомы – круп. экосистемы, занимающиеландшафтную зону, высотный пояс в горах или остров. Для земного шара обычно называютнесколько десятков осн. биомов, при необходимости кол-во выделяемых биомов м.б.увеличено. В масштабах одного материка м.б. выделено несколько сот экосистем разныхтипов. В пределах каждого типа выделяемых экосистем, биоценозов или фитоценозовобнаруживается множество вариантов. Каждый конкретный биоценоз обладает своими индивидуальнымиособенностями. Возможно выделение экосистемы лесной лужицы или экосистемы в масштабеорганизма жвачного млекопитающего.
Круговорот вещества, потокиэнергии и информации в экосистемах. Троф. уровни, пищевые цепи и сети биоценозовпредставляют собой звенья потоков вещества и энергии, которые объединяют подсистемыэкосистем в единое целое. Энергия Солнца в основном и обеспечивает деятельностьживых систем биосферы.
Энергия солнечногосвета и хим. превращений, извлекаемая фотосинтетиками и хемосинтетиками из неорг.природы, переходит с одного троф. уровня на др. с большими потерями. Н-р, раст.ядныеживотные полностью не съедают всю раст. массу, т.ж. как и хищники обычно не уничтожаютполностью популяции своих жертв. Часть биомассы любой популяции идет на жизнедеятельностьорганизмов (рост, развитие, размножение, поиски пищи), аккумулируется в теле многолетнихорганизмов и на следующий троф.уровень попадает (аккумулируется в телах организмов)от 1 до 10% от кол-ва энергии на предыдущем уровне. Потоки энергии в экосистемахподобны пересыхающим рекам и постепенно теряются в пространстве экосистемы.
Вся совокупностьорганизмов, живущих за счет энергиии Солнца, называется фотобиосом. Организмы,использующие хим. энергию, составляют хемобиос.
В пищевых объектахсовмещаются энергия и в-во, необходимые для жизнедеятельности биосистем. Однакодля лучшего понимания этого процесса полезно рассматривать потоки энергии и веществапорознь. Одно из своеобразий потоков вещества — их частичная замкнутость (цикличность).В экосистемах действуют биогеохимические циклы (по Вернадскому), которые объединяютживую часть экосистемы (биоценоз) с неорг.
В наземных экосистемаххим. в-ва извлекаются органами растений из ОС и входят в состав их тел. Часть растительноймассы (менее 10%) потребляется консументами, остальная (свыше 90%) поступает в детритиыепищевые цепи — это опад (листья, ветки, лепестки цветов и т.д.), сухостой, валежник,ветошь трав, к/е подвергаются относительно медленному разложению благодаря деятельностиредуцентов. Продукты жизнедеятельности продуцентов, консументов и редуцентов (вода,газы, неорг. и отн. простые орг. вещества) оказываются во внешней среде и вновьмогут быть вовлечены в круговорот вещества.
Фитомасса сушиобновляется в ср. каждые 14 лет. В лесах скорость круговорота в-в отн. ниже (деревьяживут десятки и сотни лет), чем в луговых сообществах. Еще быстрее круговорот в-ва происходитв морских экосистемах, где среди продуцентов велика доля фотосинтезирующих бактерийи одноклеточных водорослей с очень коротким жизненным циклом. Биомасса МО обновляетсяв среднем за 33 дня, а фитомасса — за 1 день.
Информационныепроцессы экосистем пока изучены недостаточно. У каждой клетки и многоклеточногоорганизма свои информационные системы, среди которых важное место занимают нуклеиновыекислоты. Популяции имеют свои информационные системы: это их генофонд, коммуникативныесистемы. Биоценозы и экосистемы включают в себя информационные системы популяций,а также имеют информационные системы своего уровня.
Палеонтолог ипалеоэколог познает и реконструирует экосистемы прошлых геолог. эпох, извлекая и«прочитывая» информацию ископаемых отложений. Н-р, амер. ученые извлеклииз желудка ископаемой мухи, прекрасно сохранившейся в куске янтаря возрастом 40млн.л, жизнеспособные споры бактерий. Образец предоставил возможность установить:возраст находки; строение ДНК ископаемой мухи и спор бактерии; пузырьки воздухав янтаре позволяют уточнить состав атмосферы того времени.
Продуктивность экосистем.Важное значение имеет биолог. продуктивность ест. и искус.экосистем, к/я складывается из продуктивности местных популяций. Продуктивностьпродуцентов (растений) назыв. первичной, продуктивность консументов — вторичной.Вновь созданная продукция биомассы за вычетом трат на жизнедеятельность называетсячистой продукцией. Чистая первичная продук-ть (ЧПП), выражаемая в количестверастительной биомассы, вновь созданной на единице площади в единицу времени. Обычноиспользуются значения воздушно-сухой биомассы.
ЧПП экосистемтундры составляет 0,1-0,5 т/га в год; в широколиственных лесах умеренных широт онаварьируется от 0,9до 2, в дождевых лесах — от 6 до 50 т/ га. Чистая вторичнаяпродуктивность (продуктивность животных) меньше чем ЧПП на 1 — 2 порядка.
Продуктивность биоценозовзависит от кол-ва солнечной энергии, к/е приходит в экосистему, длительности вегетационногосезона, обеспеченности водой и питательными веществами и некоторых других факторов,включая антропогенные.
11. Особенности экосистем разных типов: наземных,водных, зональных (биомов), высотных, антропогенных. Динамикаи отн. гомеостаз экосистем. Эколог. русла. Климаксные и вторичные экосистемы. Устойчивостьэкосистем
Экосист. принято разделятьна естест. и антропогенные. Природ. делятся на наземные и водные. Наземные экосист.входят в состав биосферы. Климатически обусловленные крупные совокупности экосистемназ. биомами. Это макросистема, совокупность экосистем, тесно связанных климат.условиями, потоками энергии, круговоротом веществ, миграцией организмов и типомрастительности.
Осн. типы биомов — это пустынные,травянистые и лесные. Каждой экосистеме присущи свои типичные сообщества растений,животных и редуцентов, к/е приспособлены к опред. климат. условиям. Сред/год кол-воосадков, сред/год температура и их колебания в течение года – осн. факторы, к/еформируют сообщества пустынь, лугов и лесов в троп., умеренных и полярных широтах.Важными факторами также являются: циркуляция воздуха, распределение солнечного света,сезонность климата, высота и ориентация гор, гидродинамика вод.
Наземные формации в основном определяются растительностью,так как растения теснейшим образом зависят от климата, и именно они образуют основнуючасть биомассы. Лимитирующим фактором, формир. ее характер на большей части З.,является кол-во осадков.
В пустыне. Здесь произрастает скудная, разреженная,низкорослая растительность.
Травянистые экосистемы приурочены к регионам, гдесред/год кол-во осадков достаточно для произрастания трав, но выпадают они неравномерно.Периодические засухи и пожары препятствуют развитию древесной растительности.
Леса, состоящие из разнообразных пород деревьеви низкорослой растительности, покрывают ненарушенные терр. со сред. и высок. кол-вомосадков.
Климат. условия местностименяются в зависимости от широты и ее высоты над уровнем моря. Все три типа наземныхбиомов (пустыни, травянистые сообщества, леса) встречаются практически во всех географ.широтах, кроме ледников. В каждом климате они имеют свои особенности, специфическуюрастительность, к/е формируют и сообщества животных организмов, адаптированных кэтим условиям.
Существуют биомы, занимающиепромежуточное положение, например, полувечнозеленый троп. лес с выраженными влажнымии сухими сезонами. Границы между биомами чаще размыты и представляют широкие переходныезоны — экотоны. Самый богатый по числу видов наземный биом планеты — это вечнозеленыйдождевой троп. лес.
Вод. экосистемы меньше зависят от климата, чем наземные.Они формир. в зависимости от глубины водоема, содержания растворимых солей, глубиныпроникновения солнечных лучей, кол-ва растворенного в воде О2, доступностипитательных элементов, гидродинамики и температуры воды. Эти факторы определяютгоризонтальное и вертикальное размещение организмов. По степени солености водныеэкосистемы подразделяют на морские, солоноватоводные и пресноводные.
Морские экс образуют морскиебиомы, к к/м относят также эстуарии, т.е. воронкообразные устья рек, где соленыеводы смешиваются с пресной водой; прибрежные болота и коралловые рифы. Пресноводные- отличаются низкой соленостью — это внутриматериковые водоемы. Ведущим факторомв этих экосистемах становится скорость циркуляции воды. По этому признаку различаютлотические, текучие воды и лентические, стоячие воды, или водоемы (озера, пруды,болота, водохранилища).
Текучие воды играют важнуюроль в преобразовании земной поверхности, вымывая глубокие овраги и каньоны. С другойстороны, равнинные реки за счет аккумуляции наносов образуют холмы, и даже горы.Озера — это пресноводные ест. водоемы со стоячей водой. Водохранилища — искус. пресноводныеводоемы, к/е сооружаются с целью регулирования стока и аккумуляции воды. Они в большейстепени, чем озера, подвержены эвтрофированию, т. е. «цветут» и зарастают.
Антропогенные экосистемы обладают теми же осн. признаками, чтои природные: определенной структурой биоценоза (продуценты, консументы, редуценты),потоком энергии и круговоротом веществ. Однако имеются и различия.
Город, особ. промышленный,является гетеротрофной экосистемой, получающей энергию, пищу, воду и другие веществас больших площадей, находящихся за его пределами. Существование города т.ж поддерживаетсябольшим притоком энергии извне, при этом возникает и огромный отток в виде тепла,промышленных и бытовых отходов в городах теплее, повышена облачность, меньше солнца,больше тумана, чем в прилегающей сельской местности. Строительство городов сталоосновной причиной эрозии почвы.
Агроэкосистемы, в отличие от городов, явл автотрофнымиэкосистемами, получают дополнительную энергию в виде мышечных усилий человека иживотных, удобрений, пестицидов, орошающей воды, горючего, механизмов, машин и т.п. Для максимизации выхода какого-либо одного продукта человек резко снижает разнообразиеорганизмов. Виды растений и животных подвергаются искусственному, а не естественномуотбору.
Зональные экосистемы — начиная с троп. пустынь до влаж. троп.лесов наблюдается увел. температуры, п/му наблюдается разница в продуктивности этихзон, но имеется провал в этой системе в степях и пустынях, из-за дефицита влажности.
Динамика экосистем. – изменениеэкосист. во времени в рез-те внеш. и внутр. воздействий. Изменения сообществ отражаютсяв суточной, сезонной и многолетней динамики.
Суточная динамика — наблюд. в сообществах всех зон от тундрыдо влаж.троп. лесов. Составляющие любую экосист. виды неоднородны по отнош. к проявлениюфакторов внеш. среды, одни активны в дневное время, др. в ночное. Сезонная динамика– опред. сменой времени года.
В процессе постепеннойдинамики происходит сукцессия — последовательная смена в пределах одногобиотопа экосистем (или стадий экосистемы) вместе с биоценозами. Среди многих типовсукцессии осн. считаются первичная, циклическая, восстановительная и эволюционная.Первичная — наблюд. на безжизненном субстрате впервые возникли условия для появленияживых систем: на свежих скальных обнажениях, в местах оползней, открывших лишенныйжизни грунт, на подвижных каменистых осыпях в горах, железнодорожных насыпях, стенахстроений и т.д. Восстановительная – после каких-то событий – катастроф, вырубки,пожар.
Циклическая -обычна для вполне сформир. экосистем:отличается правильной повторяемостью состояний экосистем в сезоны года, через десятки,сотни лет и через еще большие отрезки времени. В разные сезоны года могут сменятьсядоминирующие группы планктонных организмов, на лугах сменяются растения с масс.цветением: или плодоношением, мигрирующие животные перемещаются в удаленные экосистемыи даже биомы. В зимнее время замедлены потоки вещества и энергии экосистем. Многиециклы обусловлены экзогенными (внешними) и эндогенными (внутренними)факторами. В буковых лесах совершаются циклы примерно двухсотлетней периодичности.Крупные буки в ненарушенных лесах затеняют молодые деревья, замедляя их рост.
Эволюционныем. охватыватьзначительные отрезки времени — многие тысячи и десятки тысяч лет. Считается, н-р,что возраст таежных экосистем Европы, занявших место отступившего ледника, приближаетсяк 10 тыс. лет. Значительно др.-е экосистемы троп. лесов.
Гомеостаз экосистем – совокупностьмех-ов направленных на устранение или макс. ограничение действия факторов нарушающихравновесие экосист. Экосистема способная к отн. гомеостазу,значит она, устойчива.
Устойчивость экосистем — способностьэкосист. сохр. или восстанавливать гомеостаз (устойчивые экосист.– климаксные сообщества к ним относятся буковые леса, в городах – рощи, аллеи, насаждения).Климакс – стабильное сост., достигнутое в рез-те развития сооб-ва, заверщения сукцессии.
Климаксные сообщества характер-я завершенностью приспособленияк комплексу факторов ср., устойчивым равновесием м/у биотическими потенциалами входящихв сообщество популяций и сопротивлением ср.
Вторичные экосистемы – постепенное восстановление свойственноедан. местности сообщества после нанесённых повреждений (бури, вырубки, пожара, запускаполей). М. сущ-но отличатся от первоначальной, если изменились эл-ты ланд-та иликлимат. усл.
Эколог. русла – линейно вытянутывытянутые элементы ОС, к/е имеют значение для ОС. Н-р. Береговые линии. Они обладаютособыми свойствами.
12. Биосфера как средажизни. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Фотобиос и хемобиос. Круговорот вещества,потоки энергии и информации как механизмы интеграции и гомеостаза биосферы. Ноосфераи техносфера, их коадаптивное развитие
Биосфера как среда жизни.Соврем. понятие о биосфере как особой оболочке З. разработаноВ.И.Вернадским.
Под биосферойпонимается совокупность земных сфер, населенных жизнью, представляющая особую глоб.сферу, е к/й ведущую роль играют живые системы. Биосфера — крупнейшая экосистемаЗ. Включает приземную часть атмосферы, всю гидросферу, почвы иверхние горизонты литосферы, которые объединяются в целостную систему круговоротомвещества, потоками энергии и информации.
Наиболее широков биосфере распространены бактерии, споры которых найдены в атмосфере до высоты80 км, в толще льда Антарктиды на всех исследованных глубинах. В литосфере они обнаруживаются,по разным данным, на глубинах 4,5 км, 6,82 и даже 10 км. В океане живые организмыобитают на любых глубинах, включая дно глубоководных впадин до 11,5 км. Однако большинствоорганизмов живет в приземном слое атмосферы, на небольших глубинах океана (кудапроникает солнечный свет), в почве и на ее поверхности.
В биосфере, подобноэкосистемам, функционируют потоки энергии и информации, действует круговорот вещества,к/е и объединяют все подсистемы биосферы в сложнейшую целостную, способную к саморегуляциисистему.
Фотобиос и хемобиос. Вся совокупность организмов, живущих за счет энергиии Солнца,называется фотобиосом. Организмы, использующие хим. энергию, составляют хемобиос.На долю хемобиоса приходится около 1% энергии биосферы, остальная принадлежитфотобиосу.
Круговорот веществи потоки энергии в биосфере. Главная функция биосферы заключается в осуществлениикруговорота хим. элементов. Глоб. биот. круговорот совершается при участии всехнаселяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой,атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биот.круговороту возможнодлительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных хим.элементов.
В круговоротевеществ различают малый круг биотического обмена (биогеоценотический) и большой(биосферный).
Большой кругбиотического обмена — это безостановочный планетарный процесс циклического, неравномерногово времени и пространстве перераспределения в-ва, энергии и информации, многократновходящих в непрерывно обновляющиеся эколог. системы биосферы. Большой круг биотическогообмена наиболее ярко проявляется в круговороте воды и циркуляции атмосферы.
Малый биотическийкруговорот происходит на основе большого и заключается в циркуляции в-в м/ду почвой,растениями, живот. и микроорганизмами.
Оба круговоротавзаимосвязаны и представляют собой как бы единый процесс. Втягивая в свои многочисленныеорбиты косную среду, биотический круговорот веществ обеспечивает воспроизводствоживого в-ва и оказывает активное влияние на облик биосферы. В основе круговоротавеществ лежит наличие в биосфере двух основных типов питания: автотрофного и гетеротрофного.
Круговоротуглерода начинаетсяс фиксации атмосферной двуокиси углерода в процессе фотосинтеза. Часть образовавшихсяв процессе фотосинтеза углеводов используется самими растениями для получения энергии,другая часть потребляется животными. Углекислый газ выделяется в процессе дыханиярастений и животных. Мертвые растения и животные разлагаются, углерод их тканейокисляется и возвращается в атмосферу. Аналогичный процесс происходит и в океане.
Круговорот азота также охватывает все области биосферы.Хотя его запасы в атмосфере практически неисчерпаемы, высшие растения могут использоватьазот только после соединения его с водородом или кислородом. Важнейшую роль приэтом играют азотфиксирующие бактерии.
Гомеостатическаяфункция биосферы осуществляется на глоб. уровне. В биосфере поддерживается отн. постоянствофиз.-хим. условий (климат., радиационных, геохим., гидрохимических и тд.), пригодныхдля существования в ней живых систем. Предполагается, что свыше 3,8 млрд. лет жизньна нашей планете не прерывается. Уже примерно 3 млрд. лет на большей части поверхностиЗемли поддерживается температура в пределах 0-60°С.
Гомеостат. функциябиосферы осущ-ся всеми ее сферами и их взаимодействием, в к/м особое значение принадлежитживым системам. Озон. экран ограничивает проникновение на поверхность планеты губительногоУФ излучения; значительная теплоемкость воды придает гидросфере свойство термостабилизатора,вода обеспечивает распределение хим. веществ и перенос тепла; из глубин литосферыпоступают свежие порции вещества, вовлекаемого в круговорот. Населенные живыми системамисферы Земли являются средой их обитания и предоставляют разнообразные условия дляжизнедеятельности. Живые системы преобразуют среду обитания, делая ее пригоднойдля других живых форм.
В соответствиис термодинамическим принципом АЛе-Шателье -К.Брауна биосфера способна восстанавливатьравновесие, нарушенное воздействием внешних причин. В геолог. истории биосферы былиразномасштабные катастрофы, погубивших значительную часть биосферы. Один из них- мел-палеогеновый, широко известный в связи с вымиранием динозавров, аммонитови ряда др. групп организмов. Однако со временем биосфера восстанавливала свою целостность,частично обновлялась. Катастрофы и последующее восстановление биосферы представляличасть процесса эволюции живой природы и биосферы.
Энергетич. функциябиосферы — утилизация и накопление энергии Солнца, формирование потоков энергии.Из 100% энергии Солнца, поступающей на поверхность Земли, отражается 30%, рассеиваетсяв качестве тепловой ~ 46%; на испарение и осадки тратится 23%, на ветер, волны итечения — 0,2%, на фотосинтез тратится 0,8%.
Закон эколог.пирамид, согласно которому при переходе с одного троф. уровня на следующий большаячасть энергии теряется. В таком же соответствии находятся биомассы: биомасса потребителяв десятки раз меньше, чем биомасса потребляемого уровня.
Ноосфера и техносфера, коадаптивноеразвитие.
Ноосфера (сфера разума), по мысли В.И. Вернадского, должна неизбежно возникнуть из биосферы в результате ее эволюции.В ноосфере человек становится крупнейшей геологической силой, он может и долженперестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни. Хаотичное саморазвитие,базирующееся на ест. саморегуляции, в ноосфере должно смениться разумной стратегией,на основе прогнозов и планов регулирующей ест. процессы развития.
Техносфера – техн.оболочка, исскуст. преобразованное пространство, планеты, под воздействием производительнойдеятельности чел. и её продуктов.
Учение о ноосфере,в разработке которого наряду с В. И. Вернадским участвовали известные философы Э.Леруа, П. А. Флоренский, с позиций сегодняшнего дня воспринимается как соц. утопия.Человек, опираясь на научно-технический прогресс, действительно стал геолог. помасштабам воздействия силой, но, силой разрушительной. Идеи переустройства мирана основе технического прогресса и социальной инженерии, весьма популярные во второйполовине XIX и первой половине XX вв., при их практическом воплощении вылились в чудовищные экспериментытоталитаризма и полностью дискредитировали себя. Идея ноосферы, возвышенная, нодалекая от практической реализации, избежала этой судьбы и продолжает развиваться.По современному представлению в ноосфере люди научатся управлять не природой, а,прежде всего, сами собой. Такое новое прочтение идеи ноосферы содержит в себе концепциякоэволюции (совместной эволюции) человека и биосферы Н. Н. Моисеева. Согласно этойконцепции, для своего бескризисного состояния человечество должно потреблять неот 10 до 40% (по разным оценкам) первичной биологической продукции, а не более 1%.Это позволит человеку как биолог. виду вписаться в свою эколог. нишу и в ест. биогеохимическиециклы. Для достижения этого человек должен перейти от изменения мира к совершенствованиюсебя, подобно тому, как при переходе от палеолита к неолиту на смену развитию физическоготипа человека пришло покорение им природы. Коэволюция рассматривается как согласование«стратегии разума» и «стратегии природы».
13. Принципы, законы, закономерностии правила природопользования и охраны ОС (по Н.Ф.Реймерсу)
1. Аксиома Эмерджентности.Целое больше суммы её частей.
2. Закон физ.-хим. единстваживого в-ва. Разработал Вернадский – вся биосфера разделяется на различные комбинацииоднородного живого в-ва. В-ва, опасные для всех видов не могут быть различными длявсех видов.
3. Закон внутреннего динамическогоравновесия. Реймерс. – вещества, энергия, дифформация отдельных пр. систем, взаимосвязанынастолько, что любое изменение показателя может привести к изменению экосистемы.
4. Принцип цепных реакций.Поскольку системы могут изменятся и они изменяются цепями.
5. Принцип снежного кома –по нарастающей.
6. Принцип бумеранга – любоедействие возвернётся к чел по принципу снежного кома.
7. Принцип всё или ничегона.
8. Правило 1%. Изменение энергетикипр. сист. в пределах 1% выводит сист. из равновесия, а затем разрушает её (засухи,пожары).
9. Правило 10%. Закон пирамидыэнергии. Переход энергии в троф. цепях с од. уровня на др. не превышает 10%.
10. Закон обязательного заполненияэкологических ниш.
11. Принцип естественностиили старый автомобиль.
12. Экологическая, социальнаяи экономическая эффективность технических систем со временем неуклонно снижается.
Рациональное природопользованиеи охрана природы должны основываться на следующих принципах: (Н.Ф.Реймерсу)
Закон ограниченности(исчерпаемости) природных ресурсов: все ПР конечны.
Закон соответствиямежду развитием производственных сил и ПРП общественного прогресса: кризисные ситуациивозникают при дисбалансе в правой, но и в левой половине динамической системы:
ПРП ↔ производственныесилы ↔ производственные отношения
Правило основногообмена: любая большая динамическая система в стационарном состоянии использует приходэнергии, вещества и информации главным образом для своего самоподдержания.
Закон увеличениянаукоёмкости общественного развития.
Правило интегральногоресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отраслихозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяютэкосистему.
Закон паденияПРП;
Закон сниженияэнергетической эффективности природопользования. Здесь мы ещё раз возвращаемся ктому, что с ходом исторического времени при получении из природных систем полезнойпродукции на ее единицу затрачивается всё больше энергии, а энергетические расходына жизнь одного человека всё время возрастают.
Правило меры природопользованияприродных систем (типа пугливости Аленой в тундре);
Правило (неизбежности)цепных реакций «жёсткого» управления природой: «жёсткое», как правило, техническоеуправление природными процессами чревато цепными реакциями.
Принцип естественности,или правило старого автомобиля: со временем эколого-социально-экономическая эффективностьтехнического устройства снижается, а расходы увеличиваются.
Правило «мягкогоуправления природой;
Закон совокупного(совместного) действия природных факторов;
Закон максимальной(равновесной) урожайности;
Закон максимума;
Правило (закон)территориального экологического равновесия;
Правило (закон)компонентного экологического равновесия;
Закон предельнойурожайности;
Закон убывающегоплодородия;
Закон сниженияприродоёмкости готовой продукции;
Закон увеличениятемпов оборота вовлекаемых природных ресурсов: в историческом процессе развитиямирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлечённых природных ресурсов (вторичных,третичных…) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объёмов их вовлеченияв общественное производство (относительно роста темпов самого производства).
14. Теоретические основыадаптивного управления. Управление биосферой и её подсистемами, роль мониторингаи прогнозирования. Незапланированные эффекты управления. Биосферная этика и этическиекритерии эколог. менеджмента
Управление биосферойвключает в себя комплекс управляющих воздействий на всех уровнях ее организации- от популяционно-видового и биоценотического до собственно биосферного. Объектамиуправляющих воздействий могут быть популяции и виды, биоценозы и их подсистемы (трофическиеуровни и цепи, видовое богатство, хищники, паразиты и т.д.) экосистемы, биомы, биосферав целом, среда обитания со всеми ее подразделениями — воздушной средой, почвой,литосферой и гидросферой.
Не менее важноезначение имеет управление, всеми сферами деятельности человека, включая энергетику,градостроение, добычу п/и, сельское и лесное хоз., новые технологии (в том числе- ресурсосберегающие), космические исследования и т.д. Экологическая инженерия –нов.отрасль деятельности чел., направленная на улучшение среды обитания, воссозданиеэкосистем прошлого, оптимизацию ландшафтов и ликвидацию последствий эколог. катастроф.Человек создает на Земле совокупность систем, которые обычно определяются как техносфера,но в которых можно видеть нарождающуюся ноосферу, под которой понимаетсясфера разума.
Разрабатываетсяи частично реализуется стратегия устойчивого развития соц. и пр. систем,предполагающая коэволюционный путь развития биосферы и техносферы, экологизациювсех сфер деятельности человечества, в том числе воспитания, образования, праваи науки. Особую роль приобретает биосферная этика, согласно которой человекесть часть биосферы, и благополучие человечества, его выживание и процветание вбудущем целиком зависят от ее целостности.
Способность чел.воздействовать на экосистемы и биосферу в осн. разрушительно опасна для самого чел.Она же порождает надежду на то, что чел., вооруженный таким могуществом, направляемымстратегией устойчивого развития, выработанной на основе передовых научных знанийи биосферной этики, окажется способным решить глоб. эволюционно-эколог. проблемы.
Проблема глоб.потепления привлекла внимание ученых и позволила многое понять в механизмах регуляцииглоб. климата, оценить роль парниковых газов и причин (ест. и антропогенных), влияющихна их содержание в атмосфере. Очевидно, что человечество обладает возможностямиоказывать климатообразующие воздействия на подсистемы биосферы не только попутнос производственными процессами или по неведению, но уже в соответствии с хорошопродуманными программами развития. Разрабатываются различные технологии, предназначенныедля управления круговоротом СО и корректировки глоб. климатических тенденций. Вчастности, испытывается способ удобрения
Улучшение экологиив регионах привело к тому, что в pp. Темза и Сена восстановилось видовое разнообразиеи количество рыбы; значительно улучшилось состояние экосистем Великих озер С.Америки.На одном из небольших островов близ Новой Зеландии завезенная сюда серая крыса за150 лет сильно обеднила местную экосистему. В 1988 г. удалось полностью истребитьздесь крыс. Стали появляться признаки улучшения состояния местной экосистемы.
Природоохранныемероприятия проходят в обстановке борьбы с активным участием всех ветвей власти,средств массовой информации и общественных организаций.
Разрабатываютсяосновы биоремедиации — обезвреживания среды от физико-химических загрязненийс помощью биосистем: популяций (микроорганизмов, зоопланктона, травянистых растений)и сообществ. В этом направлении перспективно изучение ресурсов бактериальной флоры,ведь только в кишечной флоре гладких китов найдено около 1000 видов бактерий. Микробыовец и коз способны разрушать тринитротолуол. Выявлены бактерии, разрушающие нафталини антрацен (вещества с мутагенными свойствами). Подбираются высшие растения, способныек накоплению и очищению почв от токсикантов и избытка солей. Разрабатываются технологиипо безопасному использованию земель с высоким уровнем радиоактивного загрязнения.Продолжается работа по выявлению и классификации астероидов Солнечной системы дляслежения и предотвращения опасности их падения на Землю. Развивается мониторингза другими явлениями, могущими быть причиной экологических катастроф.
Современное человечестворасполагает могуществом, которое может быть разрушительным для цивилизации; этоже могущество позволяет человечеству уверенно строить свое будущее в заботливо сохраняемойбиосфере, которая эволюционно перерастет в ноосферу.
Биосферная этика и этическиекритерии экологического менеджмента. Особую роль приобретаетбиосферная этика, согласно которой человек есть часть биосферы, и благополучиечеловечества, его выживание и процветание в будущем целиком зависят от ее целостности.
Незапланированныеэффекты — результаты жесткого однонаправленного управления. Воздействия дб адаптивны, т.е.д. возникать обратная, оперативная связь, орошение приводит к засолению (Ср.Азия),в Калмыкии по гoc. постановлению — произв. с/х скота — превысили нормы нагрузки, в рез-теразрушение растит-ти, перерождение растит покрова (черные бури), аридизация, послераспада СССР воздействие остановилось и обстановка нормализуется.Мониторинги управление техносферой. Тсф постепенно теснит бсф и возникает их гибрид, появляютсяпротиворечия между этими сферами. Бсф по мере сокращения снижает свою способностьк гомеостазу. Можно ли рассчитывать на выживание тсф и бсф, ведь человеку нужныони обе? Перспективным решением явл нахождение возможности коадаптации (ОВОС, сдерживаниечел-а, экспертизы и т д).
15. ПР. Понятие и классификацияПР. Природно-ресурсный потенциал территорий. Учет ПР; основные виды кадастров. Экономическиеи экологические аспекты в оценке ПР
ПР – природ. тела,явления и процессы, к/е человек использует или может использовать для прямого илинепрямого потребления, содействия созданию материальных богатств, воспроизводствутрудовых ресурсов, поддержания условий существования и повышения качества жизни.Природ. условия — понимаются те же природные тела, явления и процессы, к/е существенныдля жизни и деятельности человека, но непосредственно не используются им в производственнойдеятельности или для удовлетворения каких-либо потребностей.
КлассификацияПР. Раньше делилось на исчерпаемые и неисчерпаемые. Поскольку по современным понятиямничего неисчерпаемого в природе нет, ресурсы могут подразделяться лишь по скоростиисчерпания: на быстро исчерпаемые и медленно исчерпаемые. По возможности самовосстановленияи культивирования ресурсы подразделяются на возобновимые (почва, растительность,вода, животный мир) и невозобновимые (полезные ископаемые). Охрана возобновимыхресурсов включает меры, направленные на обеспечение их воспроизводства (поддержаниеплодородия почв, продуктивности лесных и луговых угодий, регулирование численностипопуляций); охрана невозобновимых ресурсов сводится к их эконом. расходованию, заменеболее дефицитных видов менее дефицитными и/или возобновимыми (замена моторного топливана основе нефти спиртом). При нерациональном использовании возобновимые ресурсыпереходят в разряд невозобновимых (почвы, животный мир) либо их возобновление становитсядолгим и труднодостижимым. Поэтому подразделение на возобновимые и невозобновимыедополняется делением на восполнимые (за счет новых источников и технологий)и невосполнимые, а также по возможности замены на заменимые (металлможет быть заменен пластмассой, натуральные волокна — искусственными) и незаменимые(атмосфер. воздух).
По использованию:на реальные (актуальные) — к/е м.б. использованы при существующих технико-экономическихусловиях, и потенциальные - к/е пока не м.б. вовлечены в использование потехнич. причинам или вследствие эконом. нецелесообразности, отсутствия экологическиприемлемых технологий (ресурсы дейтерия и трития в Мировом океане, п/и со сложнымигорно-геолог. условиями или залегающие в пределах ООПТ и курортных зон). Границамежду реальными и потенциальными ресурсами весьма условна.
ПР классифицироватьсяпо характеру использования (экономический подход) или по принадлежности к тому илииному компоненту географической оболочки (географический подход). Существует такжекомбинированная природно-экономическая классификация.
В рамках экономическойклассификации различают ресурсы материального производства и непроизводственныесферы. Ресурсы материального производства подразделяются на ресурсы промышленности,с/х (с дальнейшим подразделением по отраслям), транспорта. Ресурсы непроизводственнойсферы подразделяются на ресурсы прямого потребления (непосредственно используютсянаселением) и косвенного использования (ресурсы, которые важны для удовлетворенияфизических и моральных потребностей, но не потребляются непосредственно — для отдыха,спорта, эстетического восприятия).
Учет природных ресурсов; основныевиды кадастров.
Учет природныхресурсов — основополагающее условие их охраны и рационального использования. УчетПР ведется на основе кадастров, составляемых государ. органами систематизированныхсводов данных, включающих кол-ную и кач-ную опись объектов и явлений ресурсногохарактера с их экономической и социальной оценкой.
Земельный кадастр(ЗК)—упорядоченная совокупность сведений о природном, правовом, хоз-ом, эконом. ипространственном положении земельной собственности, к/я представляется в документахи кадастровых планах или в цифровом виде. ЗК образует основу системы кадастровогоучета ресурсов. В ЗК регистрируются объекты недвижимости: земельные участки (ЗУ)и их границы (в т. ч. на плане, с указанием координат крайних точек), постройкии коммуникации, сведения о владельцах и юридических основаниях собственности. Важнейшиефункции ЗК — обеспечение прав собственности, реализация государ. политики в отношенииземлепользования и налогообложения, определение размеров и сбор налогов и платежейс собственников. Разновидностью ЗК в условиях городской среды является ГК, выполняющийте же функции. Ведение ЗК — одна из наиболее эффективных сфер приложения геоинформационныхтехнологий.
Кадастры п/ивключаютподробные сведения о месторождениях и проявлениях минер/ресурсов: местоположение,геолог. строение, запасы, условия залегания, качество, степень детальности изучения.В зависимости от изученности месторождений запасы п/и подразделяют на разведанные(категории А, В, С,), предварительно оцененные (С2), прогнозные (Р,,Р2, Р3); в зависимости от возможностей использования — набалансовые — использование к/х возможно и экономически целесообразно присуществующем или осваиваемом уровне развития техники и технологии, с соблюдениемтребований по охране ОС и рациональному использованию недр, и забалансовые — использование к/х по техническим, экономическим или экологическим причинам невозможноили нецелесообразно. Кадастры п/и в настоящее время ведутся территориальными органаминедропользования (комитетами по недрам).
Водные кадастрысодержатсведения о ресурсах поверхностных вод: уровневый режим водоемов и объемы стока разнойобеспеченности, внутри- и межгодовая динамика стока, химический состав и мутность,ледовые явления.
Лесные кадастрысодержатсведения о делении лесных массивов на кварталы и делянки, возрастном и породномсоставе, продуктивности лесных участков, качестве древесины, лесохозяйственных работахи времени их проведения (посадки, рубки ухода, рубки главного пользования).
Другие видыкадастров (климат.,почвенные, флористические, фаунистические, рекреационные, ландшафтные, эколого-экономические)находятся в стадии теоретической и экспериментальной проработки.
Оценка ПР (эконом.и внеэкономическая) предшествует их использованию. Эконом. оценка ПР — это определениеих общественной полезности, т.е. вклада данного ресурса (его единицы) в повышениеуровня удовлетворения человеческих потребностей. Эконом. оценка дается в денежныхединицах. В узко эконом. смысле экономическая оценка — это определение в денежномвыражении максимального народнохозяйственного эффекта от использования определенныхПР при возможных вариантах их использования. В более широком, эколого-эко-номическомсмысле эконом. оценка ПР включает и учет эконом. ограничений, связанных с воздействиемвозможных вариантов использования одних ПР на другие, сопряженные с ними ресурсыи на здоровье человека.
Внеэконом. оценкаПР включает определение экологической, гигиенической, социально-психологической,культурной и др. ценности природного ресурса или объекта, в эконом. показателяхобычно не выражается (уникальный ландшафт, исторические памятники), но может бытьусловно исчислена как сумма, к/й общество может и готово пожертвовать для сохраненияданного природного ресурса (объекта).
В оценке ПР выделяетсячетыре компонента: субъект (кто оценивает, от чьего имени), объект, характер, основаниеоценки. ПР не бывают ни хорошими, ни плохими, ни эффективными, ни неэффективными.Вопрос об их ценности возникает лишь при использовании, взаимодействии с человеком.Характер оценки (экономической, внеэкономической) определяется исходя из специфическихтребований тех или иных субъектов (река может быть хороша для гидроэнергетическогостроительства и неудачна для судоходства и наоборот, климат может быть неблагоприятендля хлопководства, но благоприятен для картофелеводства и наоборот). Оценки природныхресурсов нередко зависят от социально-экономических условий и в силу этого бывают,субъективны.
К числу важнейшихкатегорий геоэкологии и природопользования относится природно-ресурсный потенциал.
Природно-ресурсныйпотенциал любых территорий, так или иначе ограничен. Некоторые виды ресурсов находятсяна пределе своего использования (растительные, земельные), иные используются недостаточно(водные, минерально-сырьевые), потенциал рекреационных ресурсов может обеспечитьтерриториям приоритетное направление социально-экономического развития. При разработкевопросов освоения и использования ПР следует учитывать степень их возобновимости. В связи с изменениями,происходящими в структуре общественного производства и использовании природно-ресурсногопотенциала, нельзя недооценивать воздействия хозяйственного освоения ресурсов наих состояние и природный комплекс. Поэтому важна роль географических исследований,связанных с природным и экономическим районированием.
Минерально-сырьеваябаза России, имея крупный потенциал, оказалась в критическом состоянии. Истощениесырьевых баз многих действующих предприятий, выбытие добывающих мощностей, низкиетемпы ввода в эксплуатацию новых месторождений, отставание в развитии новых горнодобывающихмощностей взамен выбывающих и ряд других факторов на фоне обвального сокращенияобъемов геологоразведочных работ в 90-х годах — все это в ближайшей перспективеможет привести к сбою в работе минерально-сырьевого комплекса — основы устойчивогоэкономического развития страны. Форсированный рост добычи нефти при высоких мировыхценах в сочетании с резким свертыванием геологоразведочных работ после упраздненияв 2002 г. региональных фондов воспроизводства минератьно-сырьевой базы также чреватобвальным падением в последующий период. Созданный в угоду политической конъюнктуремиф о несказанном богатстве недр
Природопользованиесоставляет важную основу развития различных отраслей хозяйства. В современных условияхпроисходит интенсификация не только производства, но и природопользования. Однакопри всей важности производственного процесса человек обязан на первое место всегдаставить природу как условие деятельности всех отраслей хозяйства.
По используемымсв-вам и характеру зависимости от природы Т. Г. Рунова, И. Н. Волкова, Т. Г. Нефедовавыделяют две группы отраслей хоз. и четыре вида природопользования.
1. Отрасли, тесносвязанные с природой:
Природно-ресурсные— сельское, лесное, водное хозяйство, гидроэнергетика, горнодобыча, промыслы, использующиеприроду как источник ресурсов. Задача рациональной организации производства состоитв том, чтобы сохранить и увеличить производительную силу природы, обеспечить сохранениеи развитие ресурсовоспроизводящих свойств природы.
Отрасли ландшафтопользования:курортно-оздоровительная деятельность, туризм и организация отдыха, горные, водныевиды спорта, заповедно-природоохранная, научно-исследовательская деятельность.
Природно-ресурсныеотрасли используют природу как обязательное условие своего размещения, способствующееих развитию. Задача рациональной организации этого вида природопользования — сохранениеиспользуемых ландшафтов и их компонентов в состоянии наиболее близком к естественномупри сохранении природного разнообразия и генофонда.
2. Отрасли, менеетесно связанные с природой:
Отрасли, связанныес природой опосредованно, через ресурсные отрасли. Это «базовые» отрасли промышленности— металлургия, энергетика, химическая и строительная индустрия, переработка нефти,газа, каменного угля, древесины, с/х сырья. Рационализация природопользования сводитсяк уменьшению техногенного воздействия на природу путем внедрения ресурсосберегающих,малоотходных и утилизационных технологий.
2.2.Отрасли, перерабатывающие,потребляющие и перераспределяющие сырье и топливо преимущественно в обработанномвиде. Это отрасли обрабатывающей промышленности, транспорта, инфраструктуры, наименеезависящие от местных свойств пр. систем, однако воздействующие на них довольно сильно,так как их отходы плохо ассимилируются природой.
16. Состав атмосферноговоздуха и его трансформация под воздействием загрязнения. Осн. направления снижениязагрязненности атмосферы. Организация охраны атмосферы
Атмосфера – сплошная воздушная оболочка З. Атмосфераокружает землю до высоты 3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц.В сухом чистом воздухе в объёмных процентах содержится 78% азота, 21% кислорода,0.9% аргона, 0.03% углекислого газа и около 0.003% смеси неона, гелия, криптона,ксенона, окислов азота, метана, водорода. На долю водяного пара приходится до 3%объёма атмосферы. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли,но также присутствует космическая и бактериальная пыль.
Состав и св-ва атмосферы наразных высотах неодинаковы, поэтому её подразделяют на тропо, страто, мезо, термои экзосферы. Последние 3 слоя рассматривают как ионосферу.
Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км уэкватора). В ней сосредоточен весь вод. пар и 4/5 массы атмосферы. Здесь разворачиваютсявсе погодные явления. Температура тропосферы с высотой уменьш. и на высоте 10-12км — -55 гр.
Стратосфера (до 40 км). Здесь озоновый слой.
Мезосфера (до 800 км). Характеризуется ростом температуры.
Экзосфера (до 1500-2000(3000)км). Здесь происходитрассеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое пространство.
Основу воздуха составляетазот, содержание которого в нижних слоях атмосферы составляет 78,09 %. Как правило,азот в газообразном состоянии инертен, а азот в форме нитратов активен и играетважную роль в биологическом обмене в-в.
Содержание кислорода — 20,94%, он является самым активным элементом в обмене веществ. Он поглощается животнымив процессе дыхания и выделяется растениями продукт фотосинтеза.
Диоксида углерода в атмосфересодержится 0,03 % ее объема. Он оказывает существенное влияние на погоду и климат.Диоксид углерода поступает в атмосферу из вулканов, горячих ключей, при дыханииживых организмов, лесных пожарах. Он потребляется растениями, хорошо растворяетсяв воде.
Кроме этого в атмосфере внебольших количествах содержится оксид углерода и инертные газы: водород и метан.Инертные газы поступают в атмосферу в процессе естественного распада урана, тория,радона. В верхних слоях атмосферы находится в небольших количествах озон, так называемыйозоновый экран. Он играет большую роль в формир. температурного режима нижележащихслоев атмосферы. Его содержание больше в высоких широтах, меньше в средних и низких.Весной озона больше, чем осенью. Общее содержание озона всего 2,1 %, но он отражаетдо 95 % ультрафиолетовых лучей.
В атмосфере, кроме газов,находится вода и аэрозоли. Вода имеет твердое, жидкое и газообразное состояние.При ионизации водяных паров образуются облака.
Для решения проблемы охраныатмосферы нужно знать ее особенности. Атмосфера является рез-ом географ. и биолог.процессов. Первичным источником атмосферного тепла служит солнечная радиация, котораядостигает поверхности Земли в малых долях. Часть этой энергии отражается, а частьпоглощается, превращаясь в тепловую. Эта энергия вызывает конвективное движениев атмосфере.
Атмосфера неоднородна какв вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Перемещаясь над различными участкамиповерхности, воздух изменяет свои физические свойства, то есть происходит трансформациявоздуха. Особенно интенсивно трансформируется воздух при его перемещении из однихширот в другие — с суши к океану и наоборот. Зоны, образующиеся при сближении массвоздуха, навевают фронтами. Их ширина относительно невелика. Однако в них концентрируютсябольшие запасы энергии, образуются вихри — циклоны и антициклоны, влияющие на концентрациюЗВ в атмосфере.
Организация охраныатмосф. воздуха базируется на сочетании административных и экономических методовуправления. Для стационарных источников загрязнения установлен разрешительный порядок:выбросы допускаются на основании разрешений, выдаваемых уполномоченными госуд. природоохраннымиорганами, формой разрешения является устанавливаемый для каждого конкретного источникаи предприятия ПДВ, пересматриваемый один раз в пять лет, или (до его установления)ВСВ.
ПДВ определяетсярасчетным путем, с использованием типовой методики ОНД-86 и реализующих ее стандартных(сертифицированных) программных средств. За, ПДВ (по каждому веществу) принимаетсявыброс, который с учетом мощности источника, климат. характеристик, фоновогоуровня загрязнения атмосферы не приведет к превышению ПДК в 95% случаев.
Предприятия, получившиеразрешение на выброс, должны обеспечивать его соблюдение и своими силами организовыватьконтроль источников загрязнения. Первичный контроль над источниками загрязненияатмосферы включает инвентаризацию источников и определение состава и объемов выбросовиз них в граммах в секунду и тоннах в год. Объемы выбросов определяют расчетнымпутем на основе отраслевых нормативов, с учетом продолжительности работы единицоборудования и удельных выбросов от них и лабораторно-инструментальным путем, наоснове отбора и анализа проб отходящих газов. Данные первичного контроля позволяютсоставлять годовые отчеты (формы 2-ТП воздух), а содержащиеся в них данные об объемахи составе выбросов используются для определения размеров платы предприятия за загрязнениеатмосферы (в однократном размере в пределах ПДВ и в пятикратном размере при егопревышении или отсутствии). При аварийных выбросах, вызвавших экстремально высокоезагрязнение воздуха, вследствие чего наносится ущерб здоровью населения, флоре,фауне, экономике, виновные выплачивают штрафы и компенсации за нанесенный ущербв административном или судебном порядке.
Полнота и достоверностьотчетов об объемах и составе выбросов зависит от добросовестности и компетентностиприродоохранных служб предприятий. Контроль достоверности данных об объемах и составевыбросов возложен на государственные природоохранные органы. Следовательно, предприятиязаинтересованы в снижении платы за загрязнение атмосферы, а государственные природоохранныеорганы — в полноте ее поступления.
Внесение платыза загрязнение не освобождает природопользователей от штрафных санкций и возмещениявреда в случаях аварийного, экстремально высокого загрязнения, от необходимостивыполнения природоохранных мероприятий. Возможность снижения платы в случае выполненияприродоохранных мероприятий стимулирует предприятия к их реализации. Кроме того,по согласованию с природоохранными органами затраты на природоохранные мероприятиямогут входить в платежи за загрязнение. Снижение платы в связи с уменьшением объемоввыбросов должно достигаться на основе разработки и реализации планов природоохранныхмероприятий. Такие планы представляют собой составные части документации по ПДВ.Из планов природоохранных мероприятий предприятий, а также районных, городских,региональных и федеральных мероприятий, финансируемых за счет соответствующих бюджетови внебюджетных экологических фондов, складываются разделы целевых комплексных программохраны окружающей среды, посвященные охране атмосферного воздуха.
Основные направленияснижения загрязненности атмосферы образуют три большие группы мероприятий:
Улучшение существующихи внедрение новых, безотходных и малоотходных технологий. Это включает множество конкретныхмероприятий, направленных на предотвращение образования загрязняющих веществ заменойвысокоотходных технологических процессов на менее отходные, улучшением качестватоплива, отказом от использования высокосернистых сортов угля и нефти и т.п. Путиснижения объемов выбросов от предприятий отдельных отраслей рассмотрены выше.
Использованиегазоочистительных и пылеулавливающих установок для очистки выбросов от веществ,образование которых неудалось предотвратить технологическими методами. Основные,наиболее распространенные типы пылегазоулавливающих установок — сухие, мокрые, электростатические,адсорберы и поглотители.
Сухие пылеулавливающие установкивключают:
тканевые и волокнистыефильтры, металлические камеры с подвешенными внутри фильтровальными рукавами (полотнищами);
пылевые камеры— кирпичные или металлические сооружения, через которые пропускается запыленныйгазовый поток и где создаются условия для его замедления после прохождения узкойтрубы;
циклоны. Их принципдействия основан на том, что в металлическом аппарате соответствующей конструкциигазопылевому потоку придается вращательно-нисходящее движение и частицы пыли приобретаютинерцию. В нижней части (бункере) направление движения газа меняется на противоположное(восходящее), а частицы пыли по инерции оседают. Нередко применяются целые батареипоследовательно расположенных циклонов для более полной очистки.
Минимизацияпоследствий загрязнения атмосферы. Вещества, от которых не удалось избавиться путем совершенствованиятехнологий и/или очистки выбросов, следует по возможности направлять туда, где онипринесут наименьший вред. Минимизация последствий атмосферного загрязнения достигаетсяпространственным и временным перераспределением выбросов, рациональным взаимнымразмещением объектов, являющихся их источниками и реципиентами. Пространственноеперераспределение выбросов происходит при помощи строительства высоких дымовых труб,позволяющих рассеять выброс в возможно большем объеме воздуха и, таким образом,снизить концентрации; временное перераспределение — при помощи регламентации работыагрегатов, являющихся источниками загрязнения, с учетом метеорологических ситуаций,что должно предусматриваться планами мероприятий при НМУ. Например, котельные иТЭЦ могут работать на газовом топливе, когда ветер направлен в сторону жилых районов,и на мазуте или угле в иных ситуациях.
Ослабление последствийзагрязнения атмосферы выбросами от автотранспорта можно достичь путем рациональнойорганизации транспортных потоков. Для этого прокладываются объездные дороги, направляющиетранзитный транспорт в объезд населенных пунктов, создаются транспортные развязки.