Каковы основные функции живого вещества биосферы?

Горы юга Сибири. От Алтая до Приамурья вдоль границ России тянется горная страна. Она служит разделом между таежной Сибирью и пустынно-степной Центральной Азией. Общий уровень разнообразия здесь высок – конкретная флора содержит около 800 видов, фауны птиц здесь самые богатые в России – всегда более 200 видов.

Кавказ отличается высоким  биологическим разнообразием как  в силу крайнего разнообразия собственных  условий – здесь и сложная  система вертикальной поясности, и  существенные изменения увлажненности  от влажных субтропиков на западе до полупустыни на востоке, так и в силу своих тесных связей с основным массивом нагорий Кавказского перешейка и примыкающей Гирканской области, лежащих южнее российских границ. Конкретные флоры здесь самые богатые в России – 1000 видов, причем, особенно богаты они в восточной части, где условия более разнообразны и наряду с альпийско-лесным имеется альпийско-степной тип поясности. Сказывается и близость наиболее богатых европейских степей. С животными дело обстоит сложнее. Если, например, для червей Кавказ – зона максимального разнообразия (более 20 видов), то для птиц – нет (около 200). Фауна птиц Кавказа уступает по богатству фауне широколиственных лесов Дальнего Востока и гор юга Сибири.

Биологическое разнообразие водоемов России имеет в общем  сходные с сухопутными местообитаниями особенности. Резким отличием является особое положение озера Байкал, которое считается особой гидробиологической областью в силу обилия эндемичных семейств, родов и видов его гидробионтов.

 

 

Задание 5

Что называют устойчивостью экосистемы? Какова роль принципа Ле Шателье?

 

Способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять  колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности называется устойчивостью экосистемы.

Устойчивая экосистема подчиняется принципу Ле Шателье: при возникновении внешних возмущений, нарушающих состояние окружающей среды, в биоте возникают процессы, компенсирующие это возмущение.

Относительное затухание  колебаний в среде по мере их прохождения  по пищевым цепям служит мерой внутренней устойчивости экосистемы, – ее способности противостоять изменениям. При этом устойчивость экосистемы может быть обусловлена наличием запасов влаги в почве, а в случае достаточно длительной засухи – частичным замещением чувствительных к засухе травянистых растений засухоустойчивыми видами. Это пример «работы» устойчивой экосистемы.

Однако воздействие  человека на природные экосистемы привело  к тому, что они начали терять способность к компенсации этих возмущений. Подсчитано, что биосфера может компенсировать любые возмущения, производимые человечеством, доля потребления которого не превышает 1% продукции биосферы. Результаты новейших исследований показали, что действие принципа Ле Шателье в биоте континентов оказалось нарушенным, как только доля потребления человеком продукции биоты превысила порог допустимого воздействия (около 10%).

 

 

Задание 6

Каковы основные проблемы воздействия человека на биоту Земли?

 

Воздействие человека на биоту огромно. В целом оно  сводится к прямому уничтожению  особей, популяций и видов аборигенной флоры и фауны (т.е. существовавшей в данном месте до вторжения человека) и изменению условий обитания (от создания дискомфорта, до нарушения вещественно-энергетических потоков и прямого уничтожения целых экосистем), приводящем в конечном итоге к угнетению и гибели живых существ. Любое воздействие человека на земные геосферы, затрагивает, естественно и все живые существа, попадающие в зону этого воздействия.

К важнейшим проблемам  здесь относят:

уничтожение лесов;

уничтожение естественных экосистем;

сокращение видового разнообразия;

опутынивание.

Отдельной строкой стоит  выделить проблему, которую некоторые  исследователи называют «самым зловещим индикатором тотальной экологической катастрофы» – эндоэкологическое отравление (ЭЭО) межклеточной среды ядерных организмов (эукариот) тяжелыми металлами, радионуклидами и химическими токсинами. В результате чего происходят непредсказуемые лавинообразные мутации, приводящие к гибели живых организмов. Считают, что методика выведения агентов ЭЭО из тела человека найдена, однако ко всему человечеству и, тем более, к животным применить ее невозможно. Также невозможно быстро остановить и сам процесс ЭЭО. Для этого надо в течение нескольких лет кардинально изменить всю технологию промышленности и сельского хозяйства, что абсолютно нереально.

 

 

Задание 7

Составьте краткую таблицу  по региональным экологическим проблемам.

 

Неблагополучные регионы  России	Основные проблеы	Загрязнители
Мурманская область	Выбросы предприятий цветной металлургии, горно-добывающей промышленности, машиностроения, отходы военных баз, деятельность многочисленных ГЭС на горных реках и Кольской атомной электростанции. Стоки с рудников, свалок, нефтехранилищ, крупных животноводческих ферм просачиваются в грунт, загрязняя подземные воды.	Никель (комбинаты «Североникель» и «Печенганикель» в городах  Мончегорск, Никель и Заполярный) и  фтор (предприятия «Апатит» в Кировске).
Центральная Россия	Естественные ландшафты – только в заповедниках. Слишком большая нагрузка на лесные экосистемы приводит к их разрушению. Города захватывают все больше плодородных земель. В результате промышленных выбросов в атмосферу и применения ядохимикатов почвы сильно загрязнены. Канализационные стоки (часто попадают в водоемы без очистки) наносят огромный ущерб рекам. Промышленные сточные воды очищаются недостаточно.	Авария на Чернобыльской АЭС (1986 г.).
Москва и Московская область	Самая острая экологическая проблема здесь – химическое загрязнение. Почвы особенно сильно загрязнены кадмием: например, на территории музея-усадьбы «Горки Ленинские» его концентрация в 70–100 раз превышает природное значение. Нарушение предприятиями правил обращения с радиоактивными отходами (например, вывоз их на городские свалки) приводит к тому, что ежегодно в столице образуются 60–70 новых источников радиоактивного загрязнения.	На территории области расположено 3,5 тыс. предприятий (из них более 2 тыс. в Москве), 4 аэропорта гражданской авиации, 14 железнодорожных магистралей, многочисленные автодороги.
Центрально-черноземный район России (ЦЧР)	Острая проблема – значительное ухудшение качества воды малых и  средних рек, подземных вод. Основной источник загрязнения – канализационные и промышленные стоки. Также загрязняют реки многочисленные заводы по переработке сахарной свеклы. Опасность представляют и токсичные отходы: в районе нет специальных полигонов для их захоронения и переработки – они в течение многих лет хранятся на предприятиях. В сельской местности скопилось большое количество ядохимикатов, которые пришли в негодность или запрещены.	Лебединский горно-обогатительный и  Старооскольский металлургический комбинаты (Белгородская область), «Воронежсинтезкаучук» (Воронежская область), Михайловский горно-обогатительный комбинат и Курская ТЭЦ (Курская область), Новолипецкий металлургический комбинат (Липецкая область).
Среднее Поволжье и Прикамье	Вредные выбросы в воздух и в  Волгу. В Тольятти и Новокуйбышевске обнаружено загрязнение подземных вод, используемых для снабжения питьевой водой. В Саратовской области хранится большое количество химических отравляющих веществ – более 1 млн тонн иприта, люизита и др. Емкости, в которых они содержатся, постепенно ветшают, устаревает оборудование хранилищ. Яды, когда-то предназначавшиеся для военных целей, могут попасть в окружающую среду.	Заводов и фабрик Самары, Саратова, Волгограда, Сызрани, Тольятти, Новокуйбышевска.
Калмыкия	Сложное положение с питьевой водой: верхние водоносные горизонты подземных вод и озеро Сарпа. Из-за слишком большой распашки степей под угрозой местная популяция сайгаков.	Рисовых полей, животноводческих ферм, свалок, из ветхой канализационной сети, отстойников очистных сооружений.
низовья Волги и Северный Прикаспий	Какое-то количество загрязняющих веществ  разлагается или оседает на дне водохранилищ, но значительная часть попадает в Каспий. Весомый «вклад» в загрязнение низовий Волги вносит Астраханская область: это стоки с полей с остатками минеральных удобрений и пестицидов, бытовые стоки Астрахани. . Через Волгу проложены нефтепроводы. Сброс судами отработанного топлива, промывка нефтеналивных баков, разрывы нефтепроводов приводят к загрязнению дельты Волги и Северного Каспия нефтью и нефтепродуктами. Со строительством Астраханского ГПЗ ухудшилось и состояние атмосферы. Строительство водохранилищ и плотин, загрязнение Волго-Каспийского бассейна привели к гибели нерестилищ белорыбицы и проходной сельди.	Сбросы Астраханского газоперерабатывающего  завода (ГПЗ).
Краснодарский край	Житница России занимает второе место  в стране по объему загрязненных сточных вод, а по количеству сточных вод, сбрасываемых без очистки – первое. Загрязнение воздуха в городах на 90% от выбросов автомобилей. Накопление бытовых и промышленных отходов также большая проблема: в крае трудно выделить место для свалки или захоронения отходов, поскольку земли – плодородные и их гораздо выгоднее использовать в сельском хозяйстве.	Главный источник – рисовые поля, содержащие пестициды. Из промышленных предприятий края наибольший «вклад» в загрязнение атмосферы – от Краснодарской ТЭЦ и Новороссийского цементного завода.
Уральский район	Твердые и жидкие частицы выбросов оседают на почве, загрязняя территории городов, леса, пашни. В окрестностях предприятий добывающей промышленности, черной и цветной металлургии содержание тяжелых металлов в почвах превышает ПДК в 50¸2000 раз. Многолетняя добыча полезных ископаемых, химические и нефтехимические производства, приводят к загрязнению нефтью, фенолами, аммиаком, бензолом, оксидами серы, углерода, азота и т.п. Недостаточно очищенные промышленные и бытовые стоки крупных городов значительно ухудшили качество воды в регионе. Наиболее сильно загрязнены реки Свердловской области. Вокруг многих промышленных центров обнаружено также загрязнение подземных вод, в том числе используемых для питья.	Промышленные центры: Нижний Тагил, Екатеринбург, Челябинск, Магнитогорск, Орск, Пермь, Уфа, Ижевск и др.
Север Западной Сибири	Но освоение месторождений, строительство  в зоне вечной мерзлоты привели к тяжелым последствиям. При нарушении почв и растительности мерзлые грунты протаивают, что приводит к просадкам грунта и оползням, создавая опасность для зданий, дорог, трубопроводов. На нефтяных буровых вышках и на нефтепроводах «черное золото» часто бьет фонтаном или просто вытекает из поврежденного нефтепровода (суммарные разливы нефти порой превышают 3 млн тонн). Сырая нефть попадает в реки, растекается по поверхности земли, образуя небольшие озера в понижениях рельефа.	Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа – главные газо- и нефтедобывающие районы страны, они дают около 90% российского газа и более 50% нефти.
Кузбасс	Высокий уровень загрязнения атмосферы, воды и почвы создал крайне неблагополучную  экологическую обстановку. Промышленные выбросы в атмосферу содержат более 100 вредных веществ. Расположение предприятий в закрытой долине делает загрязнение атмосферы особенно опасным. В безветренные дни воздух застаивается, образуется удушливый смог. Содержание в почве кадмия, цинка, меди, никеля, фтора нередко превышает ПДК в 2-7 раз. С добычей угля в Кузбассе связано радиоактивное радоновое загрязнение. Радон выделяется из горных пород в шахтах и карьерах. Открытые разработки угля ежегодно забирают около 1,5 тыс. га плодородных земель. В городах и поселках Кемеровской области насчитывается 1456 свалок промышленных и бытовых отходов, а предприятий по их переработке в области нет.	Сосредоточены наиболее экологически опасные производства – добыча угля, полиметаллических и железных руд, черная и цветная металлургия, химическая промышленность и нефтехимия.
Норильский промышленный центр	Выбросы в атмосферу составляют 81% всех промышленных выбросов огромного  Красноярского края. В основном в атмосферу поступает диоксид серы. Реагируя с парами воды, он превращается в серную кислоту, и на Норильск и его окрестности выпадают кислотные осадки. Под их воздействием полностью погибли леса на площади в 180 тыс. га. В полосе лесотундры деревья уже не восстанавливаются, что приводит к смещению северной границы леса и продвижению тундры на юг.	ТЭЦ
юг Восточной Сибири	Обширные зоны загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод, атмосферы.	Центры горно-добывающей промышленности, черной и цветной металлургии, энергетики, химии и нефтехимии, целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности (Красноярск, Братск, Ачинск, Канск, Иркутск, Ангарск, Усть-Илимск, Чита, Тайшет, Минусинск и др.).

 

 

Задание 8

Что понимают под рациональным природопользованием? Каковы основные подходы к рациональному использованию  минеральных и биологических  ресурсов?

 

Рациональное  природопользование – это система деятельности, призванная обеспечить экономное использование природных ресурсов и их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося народного хозяйства и сохранения здоровья людей. Эта деятельность требует не только обширных и глубоких знаний закономерностей и механизмов функционирования экологических систем, но и целенаправленного формирования определенного нравственного фундамента общества, осознания людьми своего единства с Природой, необходимости перестройки системы общественного производства и потребления.

К основным подходам рационального  использования минеральных ресурсов относятся:

• максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;
• рекультивация (восстановление) земель после использования месторождений;
• экономное и безотходное использование сырья в производстве;
• глубокая очистка и технологическое использование отходов производства;
• вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;
• использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ;
• использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений;
• разработка и широкое внедрение замкнутых циклов производства;
• применение энергосберегающих технологий – разработка и использование новых эффективных и экологически чистых источников энергии.

Любая эксплуатируемая  популяция характеризуется определенной продуктивностью, производимой в единицу времени новой биомассой. При эксплуатации человек изымает часть биомассы в виде урожая, представляющего собой некоторую долю биопродукции. Наличие внутривидовой или межвидовой конкуренции, воздействие неблагоприятных условий внешней среды, других факторов могут снижать продукцию. И разница между ней и урожаем может заметно сократиться или даже стать отрицательной. В последнем случае изъятие будет превышать естественный прирост биомассы популяции.

Разумный подход к использованию биологических ресурсов состоит:

• в поддержании продуктивности популяции на максимально высоком уровне;
• в сборе урожая, величина которого максимально близка к производимой популяцией продукции.

 

 

Задание 9

Каковы основные экологические  проблемы, связанные с урбанизацией?

 

В России урбанизация  имела неслыханные для всего  мира темпы. Это было вызвано индустриализацией  в период становления Советской  страны. Города возникали там, где  надо было добывать или перерабатывать сырье: Новокузнецк, Магнитогорск и др. И сейчас, когда в стране тяжелая ситуация на Дальнем Востоке, нет работы в городах, у горняков крайне трудные годы, нужно понимать, что это – следствие политики урбанизации. Сегодня стоит задача разобраться, что произошло, почему, и что можно сделать, чтобы улучшить нашу жизнь, поскольку мало кто из горожан собирается немедленно уезжать из города и жить в деревне.

Особенно остро проблемы городов стоят в мегаполисах – городах с населением более 10 млн человек. Современный мегаполис можно представить себе как огромный энергетический реактор, работа которого обусловлена потреблением огромного количества энергии и вещества. С работой этого «реактора» связаны и так называемые «острова тепла» (например, в центре Москвы теплее иногда на 10–12°С, чем на периферии). Большую проблему представляют собой полученные в процессе переработки отходы, которые сложно и опасно хоронить. Кроме того, нужна чистая вода: знаменитый проект буксировки айсбергов в Японии никто не опроверг, он технически возможен и прибылен.

Выделим некоторые основные проблемы города по отношению к человеку и кратко на них остановимся:

городской образ жизни: восприятие времени, риски, визуальная среда, скученность;

транспорт; безработица; рекреация;

загрязнение: химическое, физическое, внутридомовая среда.

Город – это особое место, где время течет иначе, где пространство совершенно иначе организовано, чем в природе. В городах сосредоточены возможности, которых больше нигде нет. В городах люди могут найти работу, поэтому безработные, нищие, беженцы устремляются в города. В городах большие возможности по получению образования; сосредоточена вся современная культурная жизнь – театры, концерты и проч. В городах дешевле всего производить практически любую продукцию (есть рабочая сила, подведены коммуникации, есть инфраструктура т.д.). Города – самые сложные творения человека. Но до сих пор не создано ни одного города, жители которого были бы им довольны, в котором не было бы особых рисков. Поэтому социологи говорят о том, что наше общество является обществом риска.

Город снижает целый  ряд рисков предоставлением медицинской  помощи, той или иной социальной защиты, но с другой стороны, он создает  другие риски. Слово стресс, прочно вошедшее в обиход, говорит нам  еще об одной черте жизни в городе. Городская жизнь предполагает стрессы, то есть нагрузку, на которую весь наш организм отвечает напряжением и перенапряжением. Оказывается, что регуляторная система человека – иммунная система – не может бесконечно компенсировать получаемую нагрузку.

Один из серьезнейших стрессов – информационный.

Скученность. Из биологии известно, что при возникновении скученности живые организмы регулируют рост друг друга: если много головастиков растет в одной луже, они выделяют вещества, препятствующие росту других головастиков; при скученности у мышей (при достатке воды, еды и др., кроме пространства) по мере их размножения начинают появляется гомосексуализм, агрессия, у некоторых мышей идет резорбция (рассасывание) эмбриона и т.д. То есть эффекты, с которыми мы нередко встречаются в жизни, воспроизводится в лабораторных условиях, и являются следствием скученности. Поэтому мы так ценим отдельные квартиры, отдельные кабинеты или дачу, где можно уединиться и отдохнуть ото всех, снять накопившееся напряжение, порождающее серьезный набор нежелательных эффектов. Существуют даже специальные методики снятия кабинетного стресса.

Итак, скученность ведет  к тому, что жители города постоянно  пребывают в напряжении. Для снятия его специалисты рекомендуют физическую нагрузку, спорт (а точнее, физкультуру), который обладает универсальным защитным действием.

 

 

Задание 10

Каковы основные принципы экологической этики?

 

Круг природоохранных  проблем логически смыкается  с задачами экологического образования  и воспитания. Природоохранное мировоззрение должно воспитываться с младенческого возраста как одна из морально-нравственных норм поведения человека. Независимо от профессии и круга личных интересов современный культурный человек должен добровольно придерживаться некоторых принципов экологической этики:

Принцип биологического императива: во всех случаях из возможных  вариантов проектов размещения производства, строительства, преобразования ландшафтов, эксплуатации ресурсов и т.д. следует предпочитать тот, который вносит наименьшие изменения в естественные биологические системы. Этот принцип должен выдерживаться независимо от стоимости предложенных вариантов, поскольку разрушение биологических систем — прямая угроза существованию человечества.

Принцип сохранения биологического разнообразия: во всех случаях использования, преобразования или направленного конструирования экосистем следует добиваться максимального богатства и разнообразия составляющих их видов, помня, что за видовым разнообразием стоит разнокачественность элементов структуры экосистем и популяций отдельных видов. Последняя же представляет основу механизмов поддержания устойчивости биологических систем в условиях сложной и динамичной среды.

Принцип гуманизации  производства: из всех возможных вариантов  организации производства предпочтение безусловно, вне зависимости от затрат, отдается вариантам, обеспечивающим сохранение окружающей среды, создание нормальных условий работы и здоровья людей как на самом производстве, так и в жилых районах в зоне его влияния.