Предмет, объект и задачи экологии. Ее связь с безопасностью жизнедеятельности

Круговорот углерода. Углерод в биосфере часто представлен  наиболее подвижной формой - углекислым газом. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры.

Миграция углекислого  газа в биосфере Земли протекает  двумя путями. Первый путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и в последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород. Так, в далекие геологические эпохи сотни миллионов лет назад значительная часть фотосинтезируемого органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в породах миллионы лет, этот детрит под действием высоких температур и давления (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный газ и уголь, во что именно - зависело от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах. Теперь мы в огромных количествах добываем это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определенном смысле завершаем круговорот углерода. Если бы ни этот процесс в истории планеты, вероятно, человечество имело бы сейчас совсем другие источники энергии, а может быть и совсем другое направление развития цивилизации.

По второму  пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы  в различных водоемах, где CO2 переходит  в H2CO3, HCO31-, CO32-. Затем с помощью  растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным и абиогенным путями. Возникают мощные толщи известняков. Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане.

В пределах суши, где имеется растительность, углекислый газ атмосферы поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO2. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания углекислого газа в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта.

Круговорот кислорода. Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода среды с живыми организмами или их остатками после гибели.

В составе земной атмосферы кислород занимает второе место после азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров.

Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием кислорода и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода.  

15й  вопрос. Сукцессия  экосистемы. 

Последовательная  смена биоценозов, преемственно возникающая  на одной и той же территории под воздействием природных факторов или воздействия человека, называется сукцессией (сукцессио - преемственность, лат.). Например, после лесного пожара горельник в течение многих лет заселяется сначала травами, потом кустарником, затем лиственными деревьями и в конечном итоге хвойным лесом. При этом последовательные сообщества, сменяющие друг друга, называются сериями или стадиями. Конечным результатом сукцессии будет состояние стабилизированнной экосистемы - климакс (климакс - лестница, "зрелая ступень", гр.). Сукцессия, начинающаяся на участке, прежде не занятом, называется первичной. К таковым относятся поселения лишайников на камнях, которые впоследствие заменят мхи, травы и кустарники. Если сообщество развивается на месте уже существовавшего (например, после пожара или раскорчевки, устройства пруда или водохранилища), то говорят о вторичной сукцессии. Конечно, скорость сукцессий будет различной. Для первичных сукцессий могут потребоваться сотни или тысячи лет, а вторичные протекают быстрее. 
 

16й  вопрос. Законы сукцессионного замещения и замедления. 

Сукцессии протекают  по определенным законам. Каждая их фаза изменяет среду настолько, что как  бы вытесняет сама себя. На ее место  приходит другая экосистема, тоже исчерпывающий

экологические возможности среды и сменяемая последующей.

Одновременно  меняются биотоп и сопутствующий  ему биоценоз. И

процесс идет до тех пор, пока ряд экосистем не достигает

равновесия со средой - климакса. Дальнейшие изменения  возможны

лишь в рамках циклических смен. Таким образом на

жизнепригодном  субстрате биоценозы формируют  закономерный ряд

экосистем, ведущий  к наиболее устойчшюп в данных природных

условиях климаксовой  фазе, а при природно-антропогенном  режиме

узловой экосистеме или параклимаксу. В этом смысл  принципа

сукцессионного замещения. Чем глубже антропогенная

нарушенность  среды какою-то пространства, тем  на более ранних

фазах сукцессии  заканчивается развитие. Это правило  степени

завершенности сукцессии.

В старом глухом лесу мало

видов - трав, кустарников, немного и животных, часто почти нет

грибов. В таком  лесу все биогеохимические процессы замедляются

(закон сукцессионного  замедления), при этом все больше

энергии, поступающей  в экосистему, идет на ее поддержание,

биомасса достигает  возможного максимума, а биологическая

продуктивность  снижается до какого-то минимального уровня. Это

свойство зрелых экосистем обобщенно называют принципом, или

правилом "нулевого максимума". Параллельно упомянутым

процессам биохимические  циклы с ходом сукцессии делается все

более замкнутыми. 
 

17й  вопрос. Гомеостаз  экосистемы. 

В экосистемах  формируются сложнейшие цепи и сети причинно-следственных связей, основанные на механизме обратной связи, которые  часто образуют замкнутые кольца, именуемые контуром обратной связи. Простейшим примером такого контура служит модель "хищник-жертва" (волки - северные олени). Изобразим графически динамику их численностей (N) в зависимости от времени (t) . На отрезке времени А увеличение численности оленей (NО) вследствие благоприятных условий, прежде всего кормовых, приведет к увеличению численности волков (NВ). Вследствие этого поголовье оленей станет меньше (отрезок В), что ведет к уменьшению популяции хищника (отрезок С). Таким образом, численности "хищника" и "жертвы" взаимозависимы и образуют контур обратной связи:  В этом контуре (NВ) находится в положительной обратной связи от (NО) (отрезки А и С), а (NО) имеет отрицательную обратную связь от (NВ) (отрезок В). В целом контур обратной связи имеет отрицательный знак и средние численности оленей и волков будут постоянными. Это определяет гомеостаз (гомос - одинаковый, стасис - одинаковый, гр.) системы "хищник-жертва". Гомеостазом называется способность организмов или экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды.

Подчеркнем, что экологические системы включают контуры отрицательных обратных связей для саморегуляции и поддержания своего гомеостаза. 
 

18й  вопрос. Экологические  проблемы, их особенности. 

На сегодняшний  день в мире существует много экологических  проблем, начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных, заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. На данный момент в мире существует много теорий, в которых большое внимание уделяется нахождению наиболее рациональных путей их решения. Но к сожалению, на бумаге все оказывается значительно проще, чем в жизни. 

Также во многих странах проблема экологии стоит  на первом месте, но увы в не нашей  стране, по крайней мере раньше, но сейчас ей начинают уделять все больше внимания, принимаются новые экстренные меры : 

- усилить внимание  к вопросам охраны природы  и обеспечения рационального  использования природных ресурсов ; 

- установить  систематический контроль за  использованием предприятиями и  организациями земель, вод, лесов,  недр и других природных богатств ; 

- усилить внимание  к вопросам по предотвращению  загрязнений и засоления почв, поверхностных и подземных вод  ; 

- уделять большое  внимание сохранению водоохранных  и защитных функций лесов, сохранению  и восроизводству растительного  и животного мира, предотвращению загрязнения атмосферного воздуха ; 

- усилить борьбу  с производственным и бытовым  шумом. 

Все те меры, которые  приведены выше, рассматриваются  в общих чертах, а теперь мы рассмотрим их более детально. 

1. Зеленые насаждения : 

Для улучшения  охраны зеленых зон и лесапарковых территорий необходимо определить их четкие границы. Должны быть установлены и благоустроены в них места длительного и кратковременного отдыха населения. Организована охрана и своевременная очистка данных территорий. Значительную роль играет проведение работ по расширению в горадах и пригородных зонах площади зеленых насаждений, создание новых парков, садов, скверов. Также строго ограничивать отвод земельных участков в лесах зеленых зон городов, лесных защитных полосах и других лесах первой группы, для целей , не связанных с развитием лесного хозяйства. Надо сказать, что в данное время в этой области очень много нарушений, что связано с плохо развитой законодательной системой. 

2. Полезные ископаемые : 

В целях уменьшения потерь полезных ископаемых при их добыче и переработке, а также предупреждения загрязнения окружающей среды отходами производства. Внедреие более эффективных способов и систем разработки месторождений полезных ископаемых и технологических схем переработки минерального сырья, обеспечивающих наиболее полное , комплексное и экономически целесообразное извлечение из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, а также использование содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение. 

Строительство или реконструкция цехов, фабрик, установок по комплексной переработке  сырья, отвалов и шлаков, выделение  капитальных вложений на эти цели, определение сроков завершения перехода указанных предприятий на работу, обеспечивающую комплексное использование полезных ископаемых. 

Надо сказать, что кроме этого принимаются  такие меры, как : 

- обеспечение  организации производства нового, более совершенного оборудования  и аппаратуры для очистки промышленных  выбросов в атмосферу от вредных  газов, пыли, сажи и других веществ ; 

- проведение  соответствующих научных исследований  и опытно-конструкторской работ  по созданию более совершенной  аппаратуры и оборудования для  защиты атмосферного воздуха  от загрязнения промышленными  выбросами ; 

- осуществление на предприятиях, в организациях и учреждениях шефмонтажа и наладки газоочистного и пылеулавливающего оборудования и аппаратуры ; 

- осуществление  государственного контроля за  работой газоочистных и пылеулавливающих  установок на промышленных предприятиях. 

  3. Охрана  земель : 

Землепользователи обязаны проводить эффективные  меры по повышению плодородия почв, осуществлять комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных  и гидротехнических мероприятий  по предотвращению ветровой и водной эррозии почв, не допускать засоления, заболачивания, загрязнения земель, заростания их сорняками, а также других процессов, ухудшающих состояние почв. 

Мероприятия по мелиорации и охране земель, полезащитному  лесоразведению, по борьбе с эррозией почв и другие меры, направленные на коренное улучшение земель, предусматриваются в государственных планах развития народного хозяйства и осуществляются соответсвующими министерствами, ведомствами и землепользователями;