Понятие биосферы. Учение Вернадского о биосфере.

Понятие биосферы. Учение Вернадского о биосфере.

Учение Вернадского о биосфере.

Биосфера – часть земли населённая организмами, взаимодействующая с воздухам, водой и земной корой. Включает в себя: живые организмы, тропосферу, гидросферу, литосферу.

1803г – термин «биосфера» ввел Ж.-Б. Ломарк.

Суть учения Вернадского: биосфера качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.

 

 

Биосфера

Нижняя часть биосферы опускается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана.

Верхняя часть ограничена Озоновым слоем.

Этапы Эволюции биосферы.

1. Появление прокариотов с нитями ДНК. (похожих на бактерии). Свойства: 1.подвижность; 2.питание и способность запасать пишу и энергию; 3.раздражительность; 4.способность к росту. Произошло более 3-милиардов лет назад.

2. 2-а миллиарда лет назад – появление эукариотов. (простейшие организмы - радиолярии).

3. 1 миллиард лет назад – появление многоклеточных. (растения, появление фотосинтеза)

Согласно Вернадскому в биосфере 7 – мь составных частей:

1. Живое вещество (живые организмы).

2. Биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов).

3. Косное вещество (горные породы минералы).

4. Биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами).

5. Радиоактивные вещества, полученные в результате распада радиоактивных элементов.

6. Рассеянные атомы – химические элементы, находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.

7. Вещество космического происхождения (метеориты, электроны, протоны, нейтроны).

На земле существует более 2 миллионов видов живых организмов. 500 000 видов растений; 1 500 000 видов животных; 1 000 000 видов насекомые.

Таблица биомассы организмов Земли.

Часть биосферы	Организмы	Массы 10^12 т	%
Суша	Растения	2,4	99,2
Животные	0,02	0,8
Океаны	Растения	0,0002	0,63
Животные	0,003	93,7
Итого	Общая биомасса	2,4232	-

 

Классификация экологических факторов

Для нормального развития живых организмов требуется определенные условия окружающей среды или среды обитания.

Среда обитания – та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует.

Среда обитания – это и физические св-ва пространства(температура, давление, освещение, влажность) и химический состав веществ и живых организмов своего и чужого видов, с которыми данные организмы взаимодействуют(учитывая среду обитания: наземная, водная, почва, тела живых организмов).

 

Кроме понятия среды обитания в экологии сложилось понятие об экологических факторах.

Экологические факторы – элементы среды, оказывающие положительное и отрицательное влияние на существование и географическое распространение живых организмов.

 

Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные.

 

Основные биотические факторы.

Биотические: формы воздействия живых существ друг на друга –

1) Межвидовые отношения(хищник – жертва);

2) Внутривидовые отношения(борьба за один ресурс);

3) Антропогенные факторы(деятельность человека приводит к изменению природы как среды обитания других живых организмов);

Биотические факторы.

Существует 2 типа отношений между живыми существами:

1) Антогонические – хищничество; паразитизм(один организм живет за счет питания тканями и соками других организмов); конкуренция(использование некоторого ресурса одним организмом, что уменьшает доступность этого ресурса другим).

2) Неантогонические – нейтральные(не пересекаются); взаимовыгодные(симбиоз); односторонние отношения(конменсализм).

 

Антогонические отношения между организмами приводят к несовместимости видов(более сильный вид подавляет более слабый – доказано рк\усским ученым Гаузе(1934) опытным путем на двух видах инфузорий – вид с более высокой скоростью побеждает другой).

 

Теорема Гаузе: два вида, обитающие на одной и той же территории не могут иметь одной и той же территории (совершенно одинаковую экологическую нишу).

 

 

Закономерности действия экологических факторов.

По постоянству воздействия экологические факторы классифицируют на:

а) Периодические:

- Первичные периодические(вращение Земли вокруг оси, Солнца, суточная смена освещенности);

- Вторичные периодические факторы являются следствием первичных(влажность, зависимость от температуры, содержание в воздухе газов);

Организмы приспосабливаются к этим факторам.

б) Непериодические – возникают неожиданно и большинство живых организмов к ним приспособится не успевают (человеческие факторы – аварии; природные – ураганы, цунами).

 

Понятие экосистемы

Экосистемы.

Ввели этот термин в 1935г, английский ботаник А. Тенсли.

Экосистема – совокупность совместно обитающих различных живых организмов и условий их существования, находящиеся в тесной связи друг с другом.

Экосистема – основная функциональная единица в экологии.

Типы экосистем.

Наземные экосистемы	Пресноводные экосистемы	Морские
1) Тундра (арктическая и альпийская).	1) Летические воды (стоячие).	1) Пелагические (открытый океан).
2) Хвойные леса:   Листопадный лес умеренные зоны.   Степи умеренные зоны.   Тропические степи и сованы.   Чапараль – районы (дождливая зима, засушливое лето).   Полувечнозеленый тропический лес (с ярко выраженным влажным и сухим сезоном).   Вечнозеленый тропический лес.	2) Лотические воды (текучие).	2) Континентальный шельф (прибрежные воды).
3) Ветланды – заболоченные воды (болота, болотистые леса).	3) Павелинг – район с продуктивным рыболовством.
4) Эстуари – прибрежные бухты и проливы, устья рек.

 

Экологические пирамиды.

Экологические пирамиды – соотношение продуцентами, консументами и редуцентами в природных экосистемах, выраженная в виде (числа) графических моделей (число, масса и энергия). Автор – Ч. Элтон (1927г).

 

1. Пирамида численности.

 

сова

птичка

гусеница

листочки

 

2. Пирамида биомассы – показывает соотношение общей массы организма по отношению к общим пищевым цепям.

 

10 кг лиса

100 кг зайцы

1000 кг растения

 

3. Пирамида энергии – отражает величины потока энергии энергии, проходящего через последовательные трофические уровни (максимум 5).

 

1,3 * 10³ ккал – прибавлено к тканям человека

1,2 * 10⁶ ккал – произведено телятины

1,5 * 10⁷ ккал – произведено люцерна

6,3 * 10⁹ ккал – солнечной энергии

 

Круговорот веществ.

 

1) Большой круговорот (геологический, абиотический) – миллион лет длительность. Горные породы подвергаются разрушению и сбрасываются в мировой океан. Процесс опускания материков.

2) Малый (биотический). Часть большого круговорота происходит на уровне экосистемы. Питательные вещества почвы C, H₂O аккумулируется в веществе растений, расходуется на построение тела и жизненные процессы. Продукты распада вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и опять вовлекаются в круговорот веществ. Круговорот химических веществ из неорганической среды через растения и животных попадает обратно в органическую среду путем химических реакций с использованием солнечной энергии – биохимический цикл.

Большой круговорот ярко выражен циркуляцией воздействия масс и воды, на этот процесс расходуется 30% подающейся на Землю солнечной энергии.

 

Круговорот углерода.

 

Процесс расщепления органических молекул с выделением энергии – клеточное дыхание (процесс обратный фотосинтезу).

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ Þ 6H₂O + 6CO₂ + энергия.

Мировой океан обладает способностью поглощать большое количество CO₂ т.к. CO₂ хорошо растворим в воде. Значительная часть растворенного в воде CO₂ участвует в процессе фотосинтеза, другая часть взаимодействует с H₂O образует H₂CO₃: H₂CO₃ + Ca Þ CaCO₃ß + H₂Ý

Масса углерода на Земле распределена следующим образом:

1. Карбонатные отложения на дне океана 1,3 * 10¹⁶т.
2. Кристаллические породы – 10₁₅.
3. Уголь и нефть 3,4 * 10¹⁵.
4. Жизнь на Земле поддерживается углеродом количество которого 5 * 10⁹ .
5. Соотношение CO₂ и С уравновешено.

 

Круговорот фосфора.

 

Фосфор входит в состав ионов и молекул переносящих энергию, в различных минералах он содержится в виде ионов, фосфаты хорошо растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают из воды фосфат – ионы, включая их в состав органических соединений. По пищевым цепям он переходит от одного организма к другому, на каждом этапе велика вероятность окисления соединения в результате клеточного дыхания (фосфор выводится из организма и вновь вовлекается в круговорот). В отличии от круговорота углерода – отсутствие газовой фазы, поэтому нет произвольного возврата в систему.

Фосфат и другие минеральные биогенные почвы циркулируют в экосистеме в том случае, если содержащие фосфор отходы жизнедеятельности откладываются в местах поглощения фосфора.

 

Круговорот азота.

 

Азот – важнейший биогенный элемент, входящий в состав белков. Азот включает газовою и минеральную фазу. Большинство растений усваивают азот только в минеральной форме.

Воздух состоит из 75% молекулярного азота. Связывать азот способны только циано бактерии и сине-зеленые водоросли.

Бактерии, живущие в клубнях бобовых растений играют особую роль в связывании азота (например NO₂).

Азот так же используется для промышленного производства NH3.

 

 

Потребление азота.

Выращивание бобвых человеком увеличивает азотфиксацию. Часть N2 смывается и попадает в океан, реки. Человек использует N2 на 50% больше, чем есть в природе часть N2 попадает в водные объекты, накапливается и попадает в организм человека: концентрация N2 почти не изменяется

 

Экологическая ниша.

Теорема Гаузе: два вида, обитающие на одной и той же территории не могут иметь одной и той же территории (совершенно одинаковую экологическую нишу).

Экологическая ниша – автор термина Джонсон(1910).

Экологическая ниша в современном понимании – это не только жизненное пространство, занимаемое организмом, но и функциональная роль организма в сообществе и его место относительно градиентов внешних факторов(температура, давление,…).

 

В экологии принято изображать экологические ниши с помощью моделей (Хаттинсон).

Рис.1 Двухмерная модель экологической ниши.

 

Как правило, модели экологических ниш являются многомерными.

Экологическая ниша характеризуется двумя параметрами – ширина и перекрывание ниши соседними.

Наиболее ярким примером экологического разделения сфер питания могут служить 2 родственные рыбоядные птицы – длинноносый и большой баклан.

	Длинноносый баклан	Большой баклан
Песчанки
Сельдевые
Камбалы
Креветки
Губановые
Бычки
Прочие

 

Пища для двух видов различна, они занимают две разные экологические ниши и тем самым они не конкурируют за пищевые ресурсы.

 

Равновесие экосистем.

Равновесие экосистемы.

Гомеостаз - это состояние подвижно-стабильного равновесия экосистемы (гомео - тот же, стазис - состояние).

Равновесие в экосистемах поддерживается процессами с обратнойсвязью.

Рассмотрим простейшую экосистему: заяц-рысь, состоящую из двух трофических уровнях.

	Рост популяции жертвы (заяц).		Рост популяции хищника (рысь).

 

 

Когда численность зайцев невелика, каждый из них может найти достаточно пищи и удобных укрытий для себя и своих детёнышей. Т.е. сопротивление среды невысоко, и численность зайцев увеличивается несмотря на присутствие хищника. Изобилие зайцев облегчает рыси охоту и выкармливание детёнышей. В результате численность хищника также возрастает. В этом проявляется обратная положительная связь. Однако с ростом численности зайцев уменьшается количество корма, убежищ и усиливается хищничество, т.е. усиливается сопротивление среды. В результате численность зайцев -снижается. Охотиться хищникам становится труднее, они испытывают нехватку пищи и их численность падает. В этом проявляется обратная отрицательная связь, которая компенсирует отклонения и возвращает экосистему в исходное

состояние.

Подобные колебания происходят периодически вокруг некого среднего уровня.

Численность

заяц

 

 

рысь

 

 

резкое изменение гибель время

факторов

 

При некоторых условиях обратная связь может быть нарушена. Например, на зайцев стал охотиться другой хищник, или среди зайцев возникла инфекционная болезнь. При этом происходит нарушение сбалансированности системы, которое может быть обратимым или необратимым. Роль помех могут играть и абиотические факторы. Засуха нижает продуктивность растений и ограничивает пищу для зайцев, что немедленно отразиться на хищнике.

При появлении помех в системе «заяц-рысь» станет меньше и зайцев и рысей. Стабильность системы в целом не нарушается, но объём трофических уровней изменится. При этом новый уровень стабильности опять будет обеспечиваться механизмами обратной связи.

Понятно, что давление помех не может быть беспредельным. При массовой гибели зайцев экосистема за счёт обратной отрицательной связи не может компенсировать отклонения. Тогда данная система прекратит своё существование.

гибель

Та область, в пределах которой механизмы отрицательной обратной связи способны сохранить устойчивость системы, хотя и в изменённом виде, называют гомеостатическим плато.

 

 

Экосистемы тем стабильнее во времени и пространстве, чем они сложнее, т.е. чем больше видов организмов и пищевых связей.

Гомеостаз и сукцессия.

Гомеостаз и сукцессия.

Большинство экосистем стабильны во времени и пространстве. Способность систем сохранять равновесие и противостоять изменениям называется – гомеостаз. Гомеостаз поддерживается практически всегда антропогенных экосистемах путем вмешательства человека.

Экологическая сукцессия – закономерная, последовательная смена биоценозов, преимущественно возникающая на одном и том же биото под воздействием антропогенных факторов.

Первичная сукцессия (100 – 1000 лет) начинается на участке, прежде не занято живыми организмами и лишенной почв (скалы и т.д.).

Вторичная сукцессия (30 – 50 лет) возникает там, где развивалось ранее существовавшего и где сохранилась почва и донные отложения.

 

Демографические проблемы.

Демография - глобальные проблемы современного мира.

Демографические показатели:

а) - коэф. Рождаемости;

 

 

б) - коэф. Смертности;

 

в) -коэффициент прироста населения.

 

Год	Численность населения земли
10000 лет назад	5 млн.
1000 лет назад	350 млн.
500 лет назад	450 млн.
	1 млрд.
	1,65 млрд.
	2 млрд.
	3 млрд.
	4 млрд.
	5 млрд.
	6 млрд.

Глобальные проблемы

(загрязнение атмосферного воздуха)

 

- Парниковый эффект

Углекислый газ, метан, фреон, озон, оксиды азота.

Эти газы препятствуют длинно- волновому типу излучения с поверхности Земли. Атмосфера насыщенная этими газами действует как крыша парника.

- Нарушение озонового слоя(из-за хлорфторуглеводородов, хромсодержащ. холоны, оксиды азота)(созданию озонового слоя способствует метан).

- Кислотные дожди(связано с диоксидом серы, диоксидом азота – при взаимодействии с атмосферной влагой образуют кислоты → закисление пресных водоёмов, гибель ценных пород рыб).

Расчет предельно допустимых выбросов (ПДВ)

 

Цель расчета - обеспечить конц. вредных вещ-в в воздухе ниже ПДК(атм.воз.).

 

ПДВ – масса вещ-ва, которую можно выбросить в единицу времени из данного источника так, что с учетом суммации и фоновой концентрации приземная концентрация не превышала ПДК.

 

Для точечных источников (с круглым устьем) в начале определяют фактическую концентрацию вещ-ва на расстояние Хм от источника.

 

См – максимальная приземная концентрация.

А – коэф., определяющий условия перемешивания слоев (для центра России коэф. А=120).

М – мощность выброса (г/с, м/г).

F – коэф. Скорости оседания вредных веществ (для газов и аэрозолей = 1).

n,m – коэф., учитывающие условия выхода смеси из источника (определяют по спец. монограммам).

η – коэф., шероховатости (зависит от рельефа местности)

Н – высота источника

V – объём газо-воздушной смеси (м³/сек). Для данного источника V=4D²ω₀

 

ω₀ – скорость выхода смеси из газового источника

 

 

d – определяемый отдельно для холодной и для нагретой смеси.

Δ T – разность температуры газовой смеси и температуры самого горячего месяца в году.

 

 

 

- мощность выброса.

 

 

Для того, чтобы М не превышало ПДВ нужно

 

 

 

 

(г/сек или т/год)

При расчете ПДВ учитываем эффект суммации.

 

В случае, если предприятие не может выдержать норм ПДВ, тогда для него устанавливаются ВСВ(временно согласованные выбросы) – на определенный срок.

Фильтрующие аппараты

Действие основано на задержке пылевых частиц в порах фильтрового материала.

 

 

 

2 – разделяет на 2 части

3 – препятствует проникнуть новым частицам пыли

 

Широкое применение нашли рукавные фильтры из синтетических материалов, так как промышленные выбросы могут достигать нескольких сот (металлические ткани в качестве фильтра – до 800 , из синтетических - 200-300 ).

Достоинства: получение конечного продукта без дополнительной очистки, отсутствие коррозии, длительный срок службы.

Недостатки: большие габариты, ремонт установки и удаление пыли опасно для персонала, сухая пыль очень гигроскопична (хорошо впитывает влагу).

 

Понятие о гидросфере.

Химическая формула воды H O . Результат полного окисления водорода вода.

Свойства:

Максимальная плотность 1000 кг/м при t = 4С

При замерзании вода расширяется

Удельная теплоемкость воды чрезвычайно велика по сравнению с другими веществами.

Гидросфера- водная оболочка земли, представляющая совокупность океанов, морей, рек, озер, ледников и подземных вод.

96-53% мировой океан

1,69% подземные воды

Остальное воды рек озер и ледников.

2,5 % составляют пресные воды

70% пресных вод сосредоточены в ледниках,

0,3% от общего объема воды составляют воды пресные пригодные для использования.

Мировой запас воды составляет 1,5 *10 км3.

Общий запас пресной воды 90*10 км3.

РФ обладает одним из самых крупных запасов пресных вод. На каждого жителя приходится около 30000 км воды. Среднее потребление 200-300 м . 70% в РФ не могут быть использованы т.к. они загрязнены. Вода используется для с/х, в промышленности для охлаждения, мытья и т.д.

 

Контроль качества воды.

Для контроля вводится .

- нормированный показатель, исключающий неблагоприятное влияние на здоровье человека; ограничение одного из видов водопользования.

Состав и качество воды должно удовлетворять нормам как в устье водопользования так и в расчетном створе водоема.

Расчетный створ проточного водоема – в выше по течению от пункта водопользования. Расчетный створ непроточного водоема – в по обе стороны от пункта водопользования.

Виды водопользования:

4) Хозяйственно – питьевое.

5) Культурно – бытовое.

6) Рыбохозяйственное назначение.

Для разных видов устанавливают разное .

Ограничения по некоторым показателям качества воды:

1. Количество взвешенных веществ.

2. Количество плавающих веществ.

3. Запахи.

4. Температура.

5. Окраска.

6. Концентрация .

7. Уровень кислотности ().

8. Количество болезнетворных бактерий.

Вводятся следующие :

1) Вещества тормозящие процессы самоочищения водоемов, что ведет к ухудшению их общего санитарного состояния. установлен по общесанитарным признакам вредности.

2) Сточные воды могут ухудшить органнолефтические свойства воды (запах, прозрачность). по органнолефтическому признаку вредности.

3) При токсическом действии по токсикологическому признаку вредности.

.

При нормировании качества воды в водоемах устанавливается по лимитирующему признаку вредности.

Работает эффект суммации - сумма отношений веществ, нормируемых по одинаковому лимитирующему признаку вредности и относящиеся к первому и второму классу опасности должна быть .

Кроме экологических, существуют технологические ограничения на сброс сточных вод. Запрещается сбрасывать:

1) Воды, которые с помощью рациональной технологии технологии могут быть использованы в оборотном водном снабжении.

2) Воды, содержащие ценные продукты, подлежащие утилизации на этом предприятии.

3) Воды содержащие сырье, полу продукты, продукты в количествах превышающих технологические нормы.

4) Воды для которых не установлен .

5) Воды которые могут быть использованы в сельском хозяйстве для полива.

(предельно допустимый сброс) – что бы гарантировать качество воды в пункте сбора и в расчетном створе для каждого источника выброса по каждому загрязняющему веществу устанавливается .

- масса вредного вещества в сточных водах, которые можно сбросить в сточные воды так, чтобы с учетом эффекта суммации фоновая концентрация, концентрация веществ в конкретном месте не превышала .

Физико-химические методы.

1)Электро-химичекая очистка.

На аноде(+) ионы отдают электроны – окисляются; на катоде ионы получают электроны – восстанавливаются.

2) Коагуляция – слипание частиц коллоидной системы при столкновении в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле.

В результате коагуляции образуются более крупные вторичные частицы – агрегаты, состоящие из мелких частиц коллоидной массы. (Процесс связан с укрупнением частиц, и уменьшением их общего количества).

Существует 3 вида коагуляции:

1) Термокоагуляция – за счет увеличения температуры, увеличения скорости движения частиц, увеличивается частота столкновений частиц.

2) Электорокоагуляция

3) Реагентная коагуляция

Схема реагентной коагуляции

 

3) Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц к поверхности раздела двух фаз: газ-жидкость. Этот процесс обусловлен избытком свободной энергии поверхностных слоев, а так же поверхностными явлениями смачивания.

С помощью флотации сточные воды очищаются от нефтепродуктов, масел, волокнистых материалов, поверхностно-активных веществ.

Процесс осуществляется следующим образом: образуется комплекс частиц – пузырек, который всплывает на поверхность, образуется пена, которая снимается механическим путем.

Схемы флотации:

1) с механическим добавлением газа;

2) электрофлотация – газ образуется на одном из электродов;

3) химическая флотация – газ образуется в результате химической реакции;

4) биохимическая флотация – газ образуется в результате действия бактерий;

5)

6) ионный обмен – извлечение из сточных вод ионов металлов, фосфора, радиоактивных веществ.

Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия с твердой фазой.

Если иониты поглощают положительные ионы – они называются катиониты, отриц. – аниониты.

Существует еще несколько физико-химических методов: выпаривание, кристаллизация, дистилизация, мембранная технология.

Химические методы.

Основано на основных химических реакциях (окисление, восстановление, нейтрализация).

Данные методы основаны на использовании дорогих химических реагентов.

1) Нейтрализация

Существуют следующие методы нейтрализации:

а) смешивание кислых и щелочных вод;

б) добавление реагентов;

в) фильтрование сточных вод через нейтрализующие материалы;

г) абсорбция кислых газов щелочными сточными водами;

д) абсорбция аммиака кислыми водами;

Выбор зависит от объема, концентрации сточных вод, от режима поступления, наличия и стоимости реагентов

Применяется:

а) когда на близлежащих предприятиях образуются кислые и щелочные сточные воды;

б) при нейтрализации с помощью реагентов для кислых вод используются щелочи, карбонаты (Na₂CO_3, NaOH_, KOH);

в) при щелочных водах используются кислоты или кислый газ. В результате реакции образуется либо остаток, либо газ.

Биологическая очистка воды.

Биохимические методы.

Применяются для очистки от растворенных органических соединений, а также неорганических соединений – серы и азота.

Методы:

-Аэробный – осуществляется при наличии воздуха, осуществляется в естественных условиях (специальные пруды) и в искусственных (биофильтры, биоскруберы).

-Анаэробный – в отсутствии воздуха, применяется для очистки высококонцентрированных сточных вод и осадков.

Если же сточные воды не могут быть очищены этими способами, то их подвергают термической нейтрализации (сжиганию) или закачивают в глубинные скважины.

Понятие о литосфере.

1) Структура литосферы, источники ее загрязнения.

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии.

Составляющие литосферы: почвы, горные породы и их массивы, а также недра земли.

Основная составляющая – почва – сложное природное образование.

Гумус – поверхностный горизонт, состоящий из остатков растений и животных – органическое вещество, наиболее устойчивое к разложению и поэтому сохраняется после того, как основной процесс уже завершен.

Обогащенный гумусом слой – пахотный, под ним – подпахотный.

Почва имеет три фазы:

1) Твердая фаза содержит минеральные образования и гумус, а так же почвенные коллоиды.

2) Жидкая фаза – почвенный раствор, состоящий из воды с растворенными в ней органическими, неорганическими соединениями и газами.

3) Газовая фаза – почвенный воздух – газы заполняющие свободные от воды поры.

Биомасса состоит из микроорганизмов(бактерии, грибы), а так же червей и членистоногих, - определяет изменение физико-химических свойств почвы.

Проблема пестицидов.

Пестициды – химикаты, предназначенные для борьбы с вредителями.

Контроль качества почв.

Монитроинг окружающей среды

Экологический мониторинг.

Чтобы по возможности исключить неблагоприятное влияние человека на природу необходимо:

1) Вести текущий учёт изменений в окружающей среде

2) Научиться прогнозировать развитие этих изменений

Кроме этого, необходимо знать, какая именно среда оптимальна для жизни человека. Исходным здесь является понятие качества среды.

Качество среды - это. совокупность параметров, всецело удовлетворяющих как экологической нише человека, так и научно-техническому развитию общества.

Для того, чтобы иметь информацию об изменениях в окружающей среде, надо иметь точку отсчёта, т.е. такие значения фоновых параметров среды, которые не подвергались антропогенному воздействию.

Кроме того, необходимо найти критические т.е. наиболее чувствительные звенья в экосистемах, которые быстрее и точнее всего характеризуют состояние этих систем, а также определить показатели, соответствующие наиболее сильновоздействующим факторам и указывающие на источник такого воздействия. Все эти мероприятия входят в систему экологического мониторинга.

Мониторинг – это система наблюдений за изменениями в состоянии окружающей среды, вызванными антропогенным воздействием, которые позволяют прогнозировать развитие этих изменений.

Экологический мониторинг состоит из нескольких звеньев

I звено:

Глобальный мониторинг, в пределах всей биосферы Земли на основе международного сотрудничества.

Объектами глобального мониторинга являются:

Атмосфера,

Озоновый экран

Гидросфера

Растительный покров

Почвенный покров

6) Животный мир.

Характеризующие показатели для глобального мониторинга:

Радиационный баланс

Тепловой баланс

Природные экосистемы

Агрономические системы

Лесные экосистемы

Приземный слой воздуха

Радиоактивное излучение

Понятие биосферы. Учение Вернадского о биосфере.

Учение Вернадского о биосфере.

Биосфера – часть земли населённая организмами, взаимодействующая с воздухам, водой и земной корой. Включает в себя: живые организмы, тропосферу, гидросферу, литосферу.

1803г – термин «биосфера» ввел Ж.-Б. Ломарк.

Суть учения Вернадского: биосфера качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.

 

 

Биосфера

Нижняя часть биосферы опускается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана.

Верхняя часть ограничена Озоновым слоем.

Этапы Эволюции биосферы.

1. Появление прокариотов с нитями ДНК. (похожих на бактерии). Свойства: 1.подвижность; 2.питание и способность запасать пишу и энергию; 3.раздражительность; 4.способность к росту. Произошло более 3-милиардов лет назад.

2. 2-а миллиарда лет назад – появление эукариотов. (простейшие организмы - радиолярии).

3. 1 миллиард лет назад – появление многоклеточных. (растения, появление фотосинтеза)

Согласно Вернадскому в биосфере 7 – мь составных частей:

1. Живое вещество (живые организмы).

2. Биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов).

3. Косное вещество (горные породы минералы).

4. Биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами).

5. Радиоактивные вещества, полученные в результате распада радиоактивных элементов.

6. Рассеянные атомы – химические элементы, находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.

7. Вещество космического происхождения (метеориты, электроны, протоны, нейтроны).

На земле существует более 2 миллионов видов живых организмов. 500 000 видов растений; 1 500 000 видов животных; 1 000 000 видов насекомые.

Таблица биомассы организмов Земли.

<

Часть биосферы	Организмы	Массы 10^12 т	%
Суша	Растения	2,4	99,2
Животные	0,02	0,8
Океаны	Растения	0,0002	0,63
Животные	0,003	93,7