- •Введение
- •1. Экология территорий как составная часть общей экологии. Человек в природной среде на различных территориях.
- •1.1. Строение и история земли
- •1.2. Возникновение жизни на земле
- •1.3. Фундаментальные свойства живых систем
- •1.4. Уровни организации живой материи
- •1.5. Условия и ресурсы среды
- •1.6. Популяции и сообщества
- •2. Понятие экологической системы в контексте экологии территорий. Составные части экосистем.
- •2.1. Экологические системы
- •2.1.1. Понятие экологической системы
- •2.1.2.Живое, косное и биокосное вещество (по в.И.Вернадскому)
- •2.1.3. Законы в.И.Вернадского
- •2.2. Пищевые цепи
- •2.2.1. Понятие простых и сложных пищевых цепей
- •2.2.2. Экологические пирамиды
- •2.3. Циркуляция веществ
- •2.4. Энергетические ресурсы и энергия в экосистемах
- •2.4.1. Понятие энергетических ресурсов
- •2.4.2. Энергия в экологических системах
- •3. Экология территорий и социальная экология.
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Энергия и вещества
- •3.2.1. Энергия
- •3.2.2. Пищевые вещества
- •3.2.3. Минеральные соли и вода
- •3.3. Климатическая адаптация
- •3.3.1. Общие сведения
- •3.3.2. Температурная среда
- •3.3.2. Реакция организма на перегрев
- •3.3.4. Реакция организма на охлаждение
- •3.3.5. Границы зоны комфорта
- •3.4. Болезни
- •4. Глобальные, региональные и территориальные проблемы окружающей среды.
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Окружающая среда и стабильность популяций
- •4.2.1. Общие сведения
- •4.2.2. Процессы, регулирующие численность популяций
- •4.2.3. Экологические показатели
- •4.3. Глобальные и территориальные изменения климата
- •4.3.1. Основные сведения
- •4.3.2. Природные экосистемы суши
- •4.3.3. Лесное и сельское хозяйство
- •4.3.4. Гидрология и водные ресурсы
- •4.3.5. Мировой океан и прибрежные зоны
- •4.3.6. Сезонный снежный покров, лед, вечная мерзлота
- •4.3.7. Энергетика, транспорт и промышленность
- •4.4. Проблемы мегаполисов, как особых территорий.
- •4.4.1. Общие сведения
- •4.4.2. Классификация городов по численности населения
- •4.4.3. Зонирование территории
- •4.4.4. Влияние крупных городов на климат
- •4.4.5. Радиационная экология
- •4.5. Разрушение озонового слоя
- •4.6. Снижение видового разнообразия
- •5. Основы экологического нормирования и экологический мониторинг
- •6. Устойчивое развитие и основы охраны биосферы
- •6.1. Развитие биосферы
- •6.2. Биогеохимические циклы
- •6.2.1. Кругооборот воды
- •6.2.2. Кругооборот углерода
- •6.2.3. Кругооборот азота
- •6.2.4. Кругооборот серы
- •6.2.5. Кругооборот фосфора
- •6.2.6. Ландшафтный и экосистемный подход к изучению изменений биосферы
- •6.3. Основные положения необходимости устойчивого развития
- •6.4. Особенности эволюции биосферы в условиях антропогенного развития
- •6.5. Пути обеспечения экологической безопасности в биосфере
- •7. Правовое регилирование и экологический менеджмент
- •7.1. Правовое регулирование
- •7.2. Международные организации в области экологии
- •7.3. Экологический паспорт промышленного предприятия
- •Литература
- •Контрольные вопросы
6. Устойчивое развитие и основы охраны биосферы
6.1. Развитие биосферы
На планете Земля в связи с наличием на ней Жизни сформировалась особая оболочка, называемая БИОСФЕРОЙ. Эволюция биосферы происходила на протяжении длительного времени, в результате чего сформировались природные системы, включающие в себя растения и животных. Развитие живых организмов в процессе эволюции биосферы представлено на рис.6.1.
Рисунок 6.1. - Распространение некоторых групп живых организмов в процессе эволюции
6.2. Биогеохимические циклы
Биосфера Земли в процессе своего развития достигла устойчивого состояния. Различные вещества участвуют в кругообороте, то есть они не могут где-то накапливаться и выводиться из кругооборота.
Человеческая деятельность не только включила в кругооборот множество новых веществ, включая вредные, но и изменила ландшафт посредством сведения лесов, асфальтирования поверхности городов. Строительства поселков и т.д.
Часть вещества, которая непосредственно участвует в кругообороте, называется подвижным (обменным или доступным фондом).
Часть вещества, не принимающая непосредственного участия в кругообороте, называется резервным или недоступным фондом.
6.2.1. Кругооборот воды
Около одной трети энергии Солнца уходит на кругооборот воды.
Рисунок 6.2. - Кругооборот воды
Циркуляция воды переносит другие вещества, как полезные, так и вредные. В результате вырубки лесов меняется кругооборот воды. Гумус в результате этого в почве окисляется и разрушается. Гумус почвы является источником углерода.(в лесном гумусе углерода в четыре раза больше, чем в атмосфере, а в биомассе лесов его в полтора раза больше).
При окислении гумуса высвобождается диоксид углерода в газообразном виде, снижается количество микроэлементов. Если вода циркулирует глубоко в почве и насыщена диоксидом углерода, то это способствует обогащению ее микроэлементами. В настоящее время вода в глубинные слои почвы поступает в значительно меньшем количестве, чем ранее, что может привести к определенным изменениям в ее кругообороте.
6.2.2. Кругооборот углерода
Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют углерод из диоксида углерода и водород из воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат растения и животные, а продукт дыхания диоксид углерода поступает в атмосферу.
Реакцию фотосинтеза можно представить в следующем виде:
Солнечная энергия
6 СО2 + 12 Н2О = С6Н12О6 + 6 О2 + 6 Н2О
глюкоза
Рисунок 6.3. - Кругооборот углерода
6.2.3. Кругооборот азота
Атмосферный азот включается в кругооборот благодаря деятельности азот фиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями.
Рисунок 6.4. - Кругооборот азота
Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в растения и используются для построения белков. После отмирания живых организмов, гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака.
Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую, а затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из кругооборота. Эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулканическими газами.