Экология как наука

2) различного  рода загрязнения компонентов  биосферы в результате выбросов  в атмосферный воздух, сброса  токсичных веществ, стоков, загрязнение  почвы при добыче полезных  ископаемых, в результате сельскохозяйственной  деятельности, биологическое засорение  почв.

В результате эксплуатации биологических ресурсов человеком  истреблены сотни видов крупных  млекопитающих, птиц. Неумеренная охота  и борьба с вредителями нарушили механизмы воспроизводства популяций  и явились причинами исчезновения с лица земли многих видов.

Истребление лесов  происходило ради получения древесины. Утрачены многие формы растительности.

Рост промышленных предприятий, развитие всех видов транспорта, урбанизация влияют на процессы круговорота  веществ в биосфере.

Наблюдается изменение  исходного естественного газового состава атмосферы - уменьшение кислорода  и существенное увеличение СО2. Результат  процесса возрастания содержания СО2 в атмосфере - «парниковый эффект». Промышленные предприятия выбрасывают  в воздух миллионы тонн пыли, токсичных  газов, золы. Все виды транспорта загрязняют вредными выбросами атмосферный  воздух, водные объекты и почвы. В  результате сельскохозяйственной деятельности человека происходит загрязнение почв и грунтовых вод гербицидами, ядохимикатами, минеральными удобрениями. При использовании пестицидов в  широких масштабах нарушается общая  структура биоценоза (происходит повышение  численности вредителей), происходит накопление токсинов в пищевых продуктах, потребляемых человеком.

Добыча полезных ископаемых сопровождается нарушением ландшафтов, загрязнением буровыми растворами, образованием отвалов пустых пород, скрывающих под собой плодородные  слои почв. Рост промышленности и урбанизация  стали причинами загрязнения  рек, озер и других континентальных  водоемов промышленными и бытовыми стоками. Особую опасность для водных биоценозов представляют токсины, нефтепродукты, ПАВ, соли тяжелых металлов. Обилие органических веществ ведет к  эвтрификации водоемов и гибели ценных видов рыб, ухудшению питьевых качеств  воды. В результате снижения уровня биологической самоочистки вод  часть загрязнений из пресноводных объектов попадает в моря и океаны. Ежегодно в воды Мирового океана попадает, до 10 млн т нефти и нефтепродуктов, нарушая условия существования  планктона и других гидробионтов.

26. Классификация природных  ресурсов; особенности  использования и  охраны исчерпаемых  (возобновимых, относительно  возобновимых и  невозобновимых) и  неисчерпаемых ресурсов

 

Природные ресурсы - важнейшие компоненты окружающей человека среды, используемые для удовлетворения всевозможных материальных и культурных потребностей общества.

По природным  группам природные ресурсы делятся  на минеральные, растительные, животного  мира, климатические, ресурсы энергии  природных процессов.

Солнечная энергия, энергия приливов, текущей воды и  тепло земных недр являются неисчерпаемыми ресурсами, так как использование  их человеком не приводит к видимому истощению как сегодня, так и  в будущем.

Исчерпаемые ресурсы  подразделяются на возобновимые и невозобновимые. К возобновимым природным ресурсам относятся чистый воздух, пресная вода, плодородие почв, растения и животные.

Полезные ископаемые, добываемые человеком, являются невозобновимыми природными ресурсами.

Сроки потребления  их несоизмеримы со сроками самовосстановления (каменный уголь, нефть, природный газ  и т.д.).

Можно разделить природные ресурсы:

1) на заменимые.  Например, использование в качестве  источника энергии вместо полезных  ископаемых энергии ветра и  Солнца;

2) незаменимые  - пресная вода, атмосферный воздух  и др.;

3) реальные - те  природные ископаемые, которые используются  сегодня;

4) потенциальные  - ресурсы, которые на данном  уровне развития производительных  сил нельзя освоить, но их  запасы уже определены человеком.

Чтобы избежать тяжелых экологических последствий  нерационального природопользования, необходимо разумно сочетать экологические  интересы общества с экономическими. Направления рационального использования  и охраны природных ресурсов построены  на следующих правилах:

1) темпы потребления  возобновимых ресурсов не должны  превышать темпов их самовосстановления;

2) темпы потребления  невозобновимых ресурсов не должны  превышать темпов их замены  возобновимыми ресурсами;

3) предельная  интенсивность поступления в  природную среду загрязняющих  веществ с выбросами, сточными  водами и отходами не должна  превышать темпов их переработки  и обезвреживания в природных,  водных и наземных экосистемах.

Охрана и восстановление природных ресурсов невозможны без  локального и глобального экологического мониторинга - измерения и контроля их состояния, расширения и увеличения числа заповедных зон, уникальных природных  комплексов, восстановления лесов, эффективной, максимально глубокой переработки  уже добытых полезных ископаемых, развития безотходного производства.

27. Энергетика биосферы  и природный лимит  хозяйственной деятельности  человека

 

Тепловой, энергетический баланс между биосферой и космическим  пространством, энергетические процессы в экосистемах, антиэнтропийные  процессы в живом веществе и энергетика отдельных живых организмов составляют энергетику биосферы. Любое нарушение  целостности участка биосферы влечет за собой разнообразные процессы, ведущие к частичной деструкции среды.

Мировой энергетический баланс производства первичных энергоресурсов составляют: органическое топливо (уголь, сланцы, торф), жидкое топливо - нефть, природный  и нефтяной газ. На энергию, полученную с использованием нетрадиционных источников (ветра, солнечной энергии, приливов, тепла недр), приходится 1, 01, 5% от всего  мирового объема. Используются первичные  источники энергии в основном на производство электроэнергии, на обеспечение  движения транспорта, для работы промышленных предприятий и для обеспечения  потребностей коммунально-бытового хозяйства  общества людей. Любая энергоустановка  оказывает воздействие на окружающую природную среду. Это выражается через изъятие больших территорий, образование различных отходов, выбросов в атмосферу, нарушение  гидрологического режима водных объектов, загрязнение тепловое, радиационное, шумовое, электромагнитное.

Виды в естественной природе не разрушают среду своего обитания, так как это грозит им вымиранием.

И лишь только человек  на протяжении всего существования  своего вида занимается приспособлением  окружающей среды к удовлетворению своих потребностей. Такому хозяйствованию есть предел. Преобразование природы  ограничено действием законов, правил и принципов экологии и природопользования. При получении из природных систем полезной продукции на ее единицу  в среднем затрачивается все  больше энергии. Рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Здесь уместно вспомнить один из законов Б. Коммонера: «Ничто не дается даром». Согласно Закону пирамиды энергий (Р. Линдемана) с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит  на другой ее уровень в среднем  не более 10% энергии. Говорить о «круговороте энергии» нельзя, поскольку в обратный поток поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (не более 0, 25%).

Человек в своей  хозяйственной деятельности должен учитывать все эти факторы. Потребности  человека в некоторых жизненных  благах могут до определенной степени  заменяться более полным удовлетворением  других потребностей (замещение физических потребностей духовными).

28. Пищевые ресурсы  человечества

 

Состояние здоровья и работоспособность человека зависят  от питания. Восполнение энергетических затрат, рост и обновление клеток, тканей, выработка регуляторов обменных процессов в организме невозможны без питания.

Извлечение и  получение продовольственных ресурсов являются существенным разделом природопользования.

Пищевая ценность, объединяющая биологическую и энергетическую ценность, органолептические и санитарно-гигиенические показатели определяют качество пищевых продуктов.

Человеческим  обществом за многотысячелетнюю  историю накоплены большие знания в различных отраслях сельского  хозяйства, обеспечивающего все  возрастающие потребности в пищевых  ресурсах. Перечислим эти отрасли:

- растениеводство,  включающее в себя полеводство,  плодоводство, овощеводство;

- животноводство, включающее разведение крупного  рогатого скота, овцеводство,  коневодство;

- птицеводство.

Растения служат неиссякаемым источником разнообразных  пищевых продуктов. Растительная пища насыщена необходимыми для человеческого  организма витаминами, углеводами, клетчаткой, растительными жирами. Бобовые растения содержат белок.

Другая сторона  использования пищевых продуктов, получаемых из зерновых, бобовых, плодоовощных культур, - это их загрязненность повышенными  концентрациями токсичных и радиоактивных  веществ, попадающих в растения из почвы, атмосферы и водных объектов. Такому загрязнению способствует применение пестицидов и ядохимикатов при обработке  полей, несоблюдение норм внесения минеральных  удобрений, многократное превышение ПДК  загрязняющих веществ в водоисточниках, используемых для мелиоративных  работ. Трансграничное перемещение  воздушных масс, загрязненных выбросами  промышленных предприятий и транспорта, также является причиной попадания  вредных веществ в продукты питания.

По трофическим  цепям вещества-токсиканты попадают в организмы животных и гидробионтов, мясом которых впоследствии питается человек.

Численность населения  Земли возрастает с каждой секундой. Многие народы стоят перед проблемой  вымирания из-за нехватки пищи и  воды, из-за истощения и опустынивания  земель, вовлечения стран в военные  конфликты, отставания в развитии экономики, отсутствия помощи со стороны развитых стран.

В РФ, наоборот, в связи с переходом общества на рыночные отношения огромные площади  пахотных земель уже много лет  не используются. 

29. Агроэкосистемы, их  основные особенности

 

Биосфера включает в качестве элементарных единиц естественные и искусственные экосистемы. Агроэкосистемы - искусственные экосистемы, многие из которых исторически формировались в результате использования человеком почвенно-земельных, пастбищных и растительных ресурсов. Агроэкосистемы - неустойчивые биологические системы, удовлетворяющие потребности человеческого общества в продуктах питания. Агроэкосистему образуют живые организмы (растения, животные, насекомые, микроорганизмы и др.) и среда обитания. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей. Значительные площади суши занимают сельскохозяйственные угодья.

Агроэкосистемы  обладают малой экологической надежностью  и нуждаются в регулярной поддержке. Они занимают обширные территории в  лесостепных и степных районах  Северного полушария Земли, располагаясь мозаично. Около 10% суши занимают сельскохозяйственные ландшафты. Естественные степные, лесостепные  и лесные биоценозы заменены пастбищами, сенокосными лугами, пашнями, садами, огородами. Структура агроэкосистем  упрощена человеком с целью быстрейшего  получения продукции. Эти экосистемы являются составными частями биосферы и испытывают на себе влияние компонентов  естественных биоценозов - растений, животных, микроорганизмов, факторов неорганической среды. В свою очередь, агроэкосистемы оказывают влияние на компоненты биосферы.

Человеком созданы  науки, исследующие законы и приемы возделывания сельскохозяйственных культур, включающие в себя земледелие, агротехнику, агрохимию, растениеводство, селекцию, защиту растений и мелиорацию. Качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Для сохранения агроэкосистем необходимо соблюдать определенные правила  и приемы возделывания культур, подготавливать посевной и посадочный материал, вводить  севообороты, включающие посевы многолетних  трав, насаживать лесозащитные лесополосы, вносить минеральные и другие удобрения. Для повышения устойчивости искусственных биогеоценозов приходится использовать химические средства защиты растений.

Важным направлением развития агроэкосистем является интенсификация природопользования посредством миниатюризации - получения больших валовых урожаев  с полей меньшего размера - и выполнения комплекса мер по сохранению общего плодородия земли. Плодородие почвы - совокупность естественного и искусственного плодородия почвы, она зависит от естественного почвенного плодородия и от условий земледелия, уровня развития науки и техники.