Антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ  ВПО ВГУ)

 

Факультет географии, геоэкологии и туризма

 

 

 

 

                                                                                                УТВЕРЖДАЮ

                                            Зав. кафедрой

                                                                        __________________С. А. Куролап

                                                                   «______»__________________2013 г.

 

 

 

Курсовая работа

 

по «Геоэкологии»

на тему: Антропогенные  факторы возникновения неустойчивости в биосфере

 

 

Автор курсовой работы______________Новиков С.В.

 

Кафедра геоэкологии и                               Специальность «геоэкология»

мониторинга окружающей                    Группа 02207

среды

 

 

Руководитель  работы____________к.г.н., преп. Никольская А. Н.

Работа сдана  «_____»_____________2013 г.

Оценка____________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВОРОНЕЖ 2013

 

Оглавление

 

 

2.2 Деградация лесов 12

 

2.3 Загрязнение атмосферы 15

 

2.5 Загрязнение гидросферы 19

 

Заключение 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Биосфера, весьма динамичная планетарная  экосистема, постоянно изменялась под  воздействием различных природных  процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения на Земле  влиял на биосферу. В течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Однако технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. В связи с увеличением народонаселения, темпов и масштабов производственной деятельности, многие биохимические циклы веществ были нарушены, а возможности самовосстановления экосистем оказались исчерпанными. Перед человечеством возник целый ряд глобальных экологических проблем, которые угрожают не только биосфере, но и ставят под угрозу само существование человека.

Цель данной курсовой работы – изучить антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере путём последовательного решения следующих задач:

- рассмотреть значение биосферы  как специфической оболочки Земли

- охарактеризовать негативные последствия антропогенной деятельности

 

 

 

 

 

1 Значение биосферы как специфической оболочки Земли

 

 

1.1 Понятие и структура  биосферы

 

 

Биосфера – «область жизни», пространство на поверхности земного шара, в  котором распространены живые существа. Термин был введен в 1875  г.  австрийским геологом Эдуардом Зюссом [12].

Развернутое  учение  о  биосфере создано и разработано акад. В.И. Вернадским. опубликовавшим в 1926  г. свой классический труд «Биосфера». С одной стороны, он рассматривает биосферу как оболочку Земли, в которой существует жизнь. В этом плане В.И. Вернадский различает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара как составляющие биосферы, области распространения жизни. С другой стороны, В.И. Вернадский подчеркивал, что биосфера — не просто пространство, в котором обитают живые организмы: ее состав определяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат их совокупной химической активности в настоящем и в прошлом [3].

Всю совокупность живых организмов он обозначил  термином живое вещество, противопоставляя его косному веществу, к которому относил все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими. Третья категория вещества в биосфере, по В.И. Вернадскому, это биокосное вещество. Сюда он причислял комплекс взаимодействующих живого и косного веществ (океанические воды, нефть и т. п.; важнейшее значение как бискосное вещество имеет почва). Наконец, существует биогенное вещество — геологические породы, созданные деятельностью живого вещества (известняки, каменный уголь и т. п.) [7].

Таким образом, биосфера, по В.И. Вернадскому, представляет собой «одну из геологических  оболочек земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические  и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов — живого вещества» [3].

Следует подчеркнуть, что именно биота, то есть  совокупность  живых  организмов  мира, создала  биосферу  в том виде, как она есть (или, точнее, какой она была до начала активной  деятельности  человека). Биота играет особую роль в стабилизации биосферы, выполняя  значительную,  если  не  определяющую роль во всех глобальных биогеохимических циклах (см. рисунок 1), а также обеспечивая гомеостаз экосферы,  то есть способность системы поддерживать ее основные параметры, несмотря  на  внешние воздействия,  как естественные,  так и антропогенные [4]. 

Многообразие форм жизни и их многофункциональность создают  основу устойчивого круговорота  веществ и канализированных потоков энергии.  В этом специфика и залог устойчивости биосферы как уникальной оболочки земного шара [6].

Рис.1. Биохимический круговорот

 

К жизненным (биогенным) функциям биосферы относится комплекс природных реакций, вызываемых взаимодействием живого вещества с другими компонентами природной среды, в результате чего возникает и существует жизнь на Земле, ее самоорганизация, саморазвитие и саморегулирование. Важнейшими процессами функционирования биосферы являются разрушение и новообразование биогенного и биокосного вещества, биогенная миграция, обмен веществ, биогеохимические циклы (круговорот) элементов, фотосинтез и т. д., связанные с геохимической деятельностью организмов. Благодаря этому взаимодействию одни компоненты биосферы разрушаются, другие создаются, осуществляется обмен и круговорот веществ (химических элементов и их соединений), происходит мобилизация органических и неорганических веществ и энергии для новых процессов функционирования биосферы, поддерживается экологическое и биохимическое равновесие в форме геохимического постоянства состава атмосферы, педосферы, образования минеральных и биогенных продуктов и т. д [12].

Под воздействием хозяйственной деятельности человека современная биосфера характеризуется  крупными биологическими и биогеохимическими изменениями в естественных ландшафтах и экосистемах, почвенном покрове, растительном и животном мире, составе биогеоценозов, в структуре и эффективности пищевых (трофических) цепей, в эффективности фотосинтеза, ассимиляции и др. Главными факторами и причинами этих изменений являются расширение урбанизированных и сельскохозяйственных систем за счет сокращения естественных ландшафтов, увеличение энергетического влияния на природную среду, использование флоры и фауны суши и водоемов и питательных веществ, загрязненных токсичными веществами и др. В отдельных регионах это вызывает кризисное состояние биосферы, выражающееся в резком снижении биотических ресурсов, катастрофическом сокращении и исчезновении многих видов организмов, возникновении геоэкологических ситуаций, опасных для жизни людей [].

 

 

 

1.2 Основные этапы изменения биосферы человеком

 

В истории взаимодействия человека и природы можно выделить ряд  периодов. Биогенный период охватывает эпоху палеолита. Основные виды деятельности первобытного человека – собирательство, охота на крупных животных. Человек в это время вписывался в биогеохимические циклы, поклонялся природе и был ее органической частью. К концу палеолита человек становится видом-монополистом и исчерпывает ресурсы своей среды обитания: истребляет основу своего пищевого рациона – крупных млекопитающих (мамонтов и крупных копытных). Это приводит к первому экологическому и экономическому кризису: человечество утрачивает свое монопольное положение, его численность резко сокращается. Единственное, что могло спасти человечество от полного исчезновения, – это изменение экологической ниши, то есть образа жизни [3].

С эпохи неолита во взаимодействии человечества с природой начинается новый период – аграрный. Эволюция человека не прервалась лишь потому, что он стал создавать искусственные биогеохимические циклы – изобрел земледелие и животноводство, тем самым качественно изменил свою экологическую нишу. Необходимо отметить, что, преодолев экологический кризис путем неолитической революции, человек выделился из остальной природы. Если в палеолите он вписывался в естественный круговорот веществ, то, освоив земледелие и животноводство, полезные ископаемые, он стал активно вмешиваться в этот круговорот, вовлекать в него вещества, накопленные ранее. Именно с аграрного периода в истории начинается техногенная эпоха. Человек активно преобразует биосферу, использует закономерности природы для достижения своих целей. В неолите численность человечества возросла от миллионов к десяткам миллионов. Одновременно возросла численность домашних животных  и синантропных видов (домашние мыши, черная и серая крысы, собаки, кошки). Расширяя земледельческие угодья, наши предки сжигали леса. Сокращение лесных площадей приводило к снижению уровня рек и грунтовых вод. Все это влекло за собой изменения в жизни целых сообществ и их разрушение: леса сменялись саваннами, саванны и степи – пустынями. Так, экологическим результатом неолитического животноводства явилось возникновение пустыни Сахары. Исследования археологов показали, что еще 10 тыс. лет назад на территории Сахары была саванна, где жили бегемоты, жирафы, африканские слоны, страусы. Вследствие перевыпаса крупного рогатого скота и овец человек превратил саванну в пустыню. Важно подчеркнуть, что опустынивание огромных территорий в эпоху неолита явилось причиной второго экологического кризиса. Из него человечество выходило двумя путями: - продвижением по мере таяния ледников на север, где освобождались новые территории; - переходом к поливному земледелию в долинах великих южных рек – Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Хуанхе. Аграрный период завершился эпохой Великих географических открытий. Открытие Нового света, островов Тихого океана, проникновение европейцев в Африку, Индию, Китай, Центральную Азию неузнаваемо изменили мир, привели к новому наступлению человечества на дикую природу [13].

Следующий – индустриальный –  период охватил время с XVII в. до середины XX в. Численность человечества к  концу этого периода сильно возросла, достигнув 5 млрд. Если в начале периода природные экосистемы могли справляться с антропогенными воздействиями, то к середине XX в. сложилась ситуация, при которой дальнейшее развитие производства стало невозможным из-за истощения невосполнимых природных ресурсов (запасов руд, горючих ископаемых), а экологические кризисы приобрели планетарные масштабы. Перед человечеством возник целый ряд глобальных экологических проблем: резкие изменения природной среды, разрушение мест обитания привели к угрозе вымирания 2/3 существующих видов; стремительно сокращается площадь «легких планеты» - уникальных влажных тропических лесов и сибирской тайги; из-за засоления и эрозии теряется плодородие почв; в атмосферу и гидросферу поступает огромное количество отходов производства, накопление которых угрожает жизни большинства видов, в том числе и человека [3].

Однако в настоящее время  наметился переход от индустриального  к информационно-экологическому, или  постиндустриальному периоду во взаимодействии общества и природы, который характеризуется экологическим  мышлением, осознанием ограниченности ресурсов и возможностей биосферы в восстановлении экосистем. Стало очевидным, что экологически грамотное и рациональное природопользование – единственно возможный путь выживания человечества [11].

 

 

1.3 Классификация антропогенных воздействий на биосферу

 

 

Воздействие на биосферу современного человека происходит по следующим основным направлениям:

- изменение структуры земной поверхности (распашка земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и водотоков и т. п.);

- изменение химического состава природной среды, круговорота и баланса веществ (изъятие и переработка полезных ископаемых, размещение отходов производства в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных объектах);

- изменение энергетического (в частности, теплового) баланса в пределах как отдельных регионов земного шара, так и на планетарном уровне;

- изменения в составе биоты (совокупности живых организмов) в результате истребления одних видов животных и растений, создания других видов (пород), перемещения их на новые места обитания (интродукция) [8].

По состоянию на конец XX в. среди  существующих источников воздействия  выделяют:

• главные источники антропогенного загрязнения воздуха: энергетику, транспорт, черную и цветную металлургию, химию и нефтехимию;

• основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и легкой промышленности. В последнее время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих в водоемы от индустриального сельского хозяйства;

• основная масса промышленных твердых и жидких отходов образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки, энергетики, металлургической и химической отраслей промышленности. Твердые отходы, поступающие в окружающую среду, подразделяют на сельскохозяйственные, промышленные и бытовые [9].

Антропогенные факторы загрязнения  и разрушения природных ландшафтов можно объединить в следующие группы:

– атмосферные – загрязнение атмосферы химическое, механическое, тепловое;

– водные: а) воды суши – истощение, загрязнение поверхностных и подземных вод; б) воды Мирового океана – загрязнение прибрежных вод и поверхностных вод открытого океана;

– почвенные – эрозия, дефляция, дегумификация, загрязнение, засоление, заболачивание, иссушение;

– геолого-геоморфологические – интенсификация неблагоприятных экзогенных процессов оврагообразования, селевых, оползневых, мерзлотных, абразии и аккумуляции в береговой зоне и т. п.;