Реферат: Биосфера и человек
Элементарной структурной единицей биосферного уровня организации жизни на Земле является биогеоценоз. Биогеоценоз – это участок земной поверхности (вместе с почвой, водными компонентами среды и прилежащей атмосферой), занимаемый биоценозом, - совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, связанных между собой и образующих «жизненное сообщество». Комплекс живых, косных и биокосных компонентов, образующих биогеоценоз, связан воедино обменом внеществ и энергии и отделен от соседних таких же комплксов какой-либо существенной границей: биоценотической, микроклиматической, гидрологической, почвенной, геоморфологической или геохимической.
Биогеозенозы – элементарные составные части биосферы Земли. Биогеоценоз является энергетически незамкнутой системой. Обмен веществ между соседними биогеоценозами осуществляется в газообразной, твердой и жидкой фазах, а также в форме переноса «живого вещества» (например, миграции животных). Биогеоценозы формируют среду эволюции составляющих их популяций живых организмов , которые воздействуют друг на друга (в том числе посредством изменения живыми организмами абиотических условий, например, выделения веществ – экологических хемомедиаторов).
Нарушение видового разнообразия является, по-видимому, одним из наиболее универсальных немедленных ответов биогеоценоза на всякие существенные повреждающие воздействия. Есть множество примеров резкого сокращения видового многообразия ценозов после химического загрязнения водной среды; есть данные о влиянии загрязнения воздуха на качественный состав бактериальной и грибной микрофлоры поверхности листьев деревьев. Под влиянием тепловых загрязнений исчезают некоторые виды рыб и беспозвоночных. По данным одной из работ, обработка соснового леса гербицидом 2,4-Д привела к сокращению как общего числа птиц на 50%, так и числа видов птиц на данном участке (120 га) также на 50%. Вокруг сельскохозяйственных угодий, где применяются пестициды, исчезают многие виды насекомых, растений, позвоночных. Даже незначительное нефтяное загрязнение приводит к изреживанию мангровых зарослей. Известно из многих наблюдений, что видовой состав фитопланктона изменяется уже при ничтожной концентрации полихлорбифенилов (ПХБ) – всего одна часть на 10 млрд. частей воды.
Не только загрязнение, но и механические воздействия оказываются причиной изменения структуры животных и растительных сообществ. В результате вспашки, например, возрастает численность одних видов почвенных клещей (простигматит и астигматид) и резко сокращаетсячисленность клещей криптостигматит. Влияние перевыпаса и рекреации (вытаптывания) выражается обычно в деградации наземной растительности и обеднении фауны почвенных песпозвоночных. Существуют типы биогеоценозов, которые подвергались особенно сильному воздействию. Уничтожению подвергаются и тропические леса. Эти леса отличаются исключительно высоким видовым разнообразием, они содержат до 40-50 % всего числа видов в биосфере. С исчезновением тропических лесов связана серьезная угроза мировому видовому разнообразию : к 2000г. биосфера может потерять около 20% всех видов. Кроме потери генофонда, реальна и возможность появления, по меньшей мере, локальных климатических изменений (вследствие сдвигов атмосферного теплового баланса, изменения выпадения осадков, общей модификации гидрологии крупнейших рек) ; возможен также дополнительный выброс в атмосферу СО2.
Растительный и животный мир, постоянно самовозобновляясь, обеспечивает активное движение – кругооборот веществ и поток энергии в биосфере Земли. Растения в воде и на суше активно участвуют в фотосинтезе – сложнейшем биохимическом процессе образования органических соединений, которые служат пищей для гетеротрофных живых существ. Велика роль растений и в формированиии некоторых полезных ископаемых и почв. Животные, потребляя органическое вещество, в свою очередь являются основными регуляторами продуктивности биогеоценозов, образующих на определенной территории взаимосвязанное и взаимообусловленное единство компонентов живой и неживой природы.
Биогеоценозы – не случайное сочетание различных организмов и окружающей их неживой природы, а вполне для данных условий среды закономерно сложившаяся в результате длительной эволюции единая согласно функционирующая система, все части которой настолько взаимоприспособлены друг к другу, что система обладает максимальной устойчивостью, делающей её относительно независимой от внешних влияний. В такой системе нет лишних звеньев, и исчезновение любого вида организмов влечет за собой перестройку всего биогеоценоза. Поэтому люди должны заботиться о сохранении не только используемых в хозяйственной практике животных, но и видов, ставших редкими, малочисленными. Сохранение всего многообразия растений и животных – главное условие сохранения целостности и устойчивости окружающей нас среды, к которой мы наиболее приспособлены.
Вместе взятые, биогеоценозы образуют биосферу Земли. В ней (биосфере) люди – одно из звеньев всей системы, поэтому её целостность и устойчивое функционирование – необходимое условие для существования человечества. Не может быть переоценена и непосредственная польза, которую приносят человеку животные и растения. Кроме того, они занимают значительное место в духовной жизни человека – искусстве, науке, общении человека с природой. Поэтому животный и растительный мир должен быть сохранен при всех изменениях облика Земли, в условиях постоянного роста промышленности и увеличения численности населения. Добывая и перерабатывая руды металлов, сжигая горючие ископаемые для получения энергии, выращивая домашних животных и сельскохозяйственные растения для получения продуктов питания, человек существенно изменяет качественные и количественные характеристики планетарного круговорота веществ. Объем веществ и энергии, вовлекаемых в антропогенный или технологический обмен, непрерывно увеличивается, следовательно растет влияние общества на природу.
Перерабатываемые в ходе антропогеного обмена природные ресурсы дают продукцию, используемую человеком, и отходы – в большинстве своем чуждые природе соединения, которые не включаются в естественные циклы, то есть не разлагаются, как, например, изделия из полимерных материалов. Ещё 30….40 лет назад объемы и токсичность техногенных выбросов в целом не превышали способности биосферы к их поглощению и нейтрализации. Сегодня же они достигают предела возможностей биогеоценозов к самоочищению. Например, объем нефти, попадающей в океаны и моря при утечке во время добычи, транспортировке, переработки и использования, во много раз превышает её естественную утечку в гидросферу; почти половина газообразных соединений серы приносится в атмосферу промышленностью. Невелико пока абсолютное количество попадающих в биосферу с отходами производства радиоактивных элементов, ртути, свинца, пестицидов, синтетических моющих средств, фреонов и т.п., но они очень ядовиты, способны аккумулироваться в живых организмах и постепенно накапливаться в окружающей среде.
Истребление многих видов животных и растений, дефляция и эрозия почв, загрязнение воды и воздуха – все это изменения, которые сопровождают вызванные производственной деятельностью людей нарушения сбалансированного круговорота веществ и потока энергии в природе. Поэтому насущными стали конкретные преобразования, направленные на приведение технологического обмена в определенное состояние с естественными биохимическими циклами миграции веществ. Иначе говоря, необходимо научиться применять во всех отраслях материального производства технологию, которая обеспечит оптимальные взаимоотношения природы и общества.
АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ
В современную эпоху деятельность человека оказывает огромное влияние на природные условия всей планеты. Особенно сильно изменены флора и фауна суши. Многие виды животных полностью уничтожены человеком, а еще большее количество видов находится под угрозой их исчезновения.
Растительные покровы на большей части поверхности континентов претерпел огромные изменения. На обширных пространствах дикая растительность уничтожена и заменена сельскохозяйственными полями, сохранившиеся до настоящего времени леса в значительной части являются вторичными, т. е. сильно измененными в результате воздействия человека по сравнению с естественным растительным покровом. Большие изменения произошли также в растительном покрове многих районов степей и саванн из-за интенсивного выпаса домашнего скота.
Воздействие человека на естественный растительный покров оказало заметное влияние на процесс почвообразования в соответствии районах и привело к изменению физических и химических свойств почв. Еще больше изменялись почвы на сельскохозяйственных полях вследствие их систематической обработки, применения удобрений и изъятия значительной части биомассы произрастающих растений. Во многих районах обработка почвы привела к усилению эрозии, в результате которой почвенный покров на больших площадях оказался разрушенным.
Быстро возрастает влияние деятельности человека на гидрологический режим суши. Сток не только малых, но и многих крупных рек существенно изменен в результате создания гидротехнических сооружений. Значительная часть воды речного стока изымается для обеспечения нужд промышленности и городского населения, орошение сельскохозяйственных полей. Создание крупных водохранилищ, площадь которых во многих случаях сравнима с площадью больших естественных озер, резко изменяет режим испарения и стока на обширных территориях.
Все возрастающие масштабы приобретает загрязнение человеком атмосферы, вод континентов и океанов.
Хотя многие из перечисленных выше изменений природы условий оказывают неблагоприятное влияние на жизни и деятельность человека, вопрос о том, можно ли такие изменения считать проявлениями экологического кризиса, далеко не прост.
Экологический кризис для эпохи существования человеческого общества определяется как непоправимое ухудшение окружающей человека среды, т. е. такое ее изменение, которое не может быть установлено человеком в более или менее короткие примеры экологических кризисов прошлого.
Вопрос о том, в какой мере современный неблагоприятные изменения природных условий являются непоправимыми, заслуживает большого внимания. Оставляя пока в стороне антропогенные изменения климата, отметим, что опыт последних десятилетий подтверждает принципиальную возможность, используя современные достижения науки и техники, ликвидировать многие возникшие сейчас неблагоприятные для человека изменения природной среды.
Восстановление лесов и других видов естественного растительного покрова широко осуществляется во многих странах. Иногда эта задача успешно решается простыми средствами, например ограничением выпаса скота. В других случаях требуются более дорогостоящие мероприятия, которые, однако, обычно доступны даже для экономически малоразвитых стран.
РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
Рациональное природопользование - единственный выход из ситуации.
Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под эксплуатацией понимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами хозяйственной деятельности на условия существования биогеоценозов.
Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природными ресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества критериев оптимизации. К ним относятся: получение максимального урожая, сокращение производственных затрат, сохранение природных ландшафтов, поддержание видового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты окружающей среды, сохранение нормального функционирования экосистем и их комплексов.
Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать:
- рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдение агротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знание экологических агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на их границах с природными системами;
- cовершенствование технологии и добычи природных ресурсов;
- максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;
- рекультивацию земель после использования месторождений;
- экономичное и безотходное использование сырья в производстве;
- глубокую очистку и технологии использования отходов производства;
- вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;