Контрольная работа по "Экологии"

        Основная роль биосферы состоит в трансформации солнечной энергии в действенную энергию Земли. Космическая энергия вызывает развитие жизни, которое достигается размножением.

        Правило инерции заключается в распространении жизни по земной поверхности из-за проявления ее геохимической энергии. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные.

        Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел утверждает, что раз вошедший в организм элемент проходит длинный ряд состояний и при этом организм вводит в себя только необходимое количество элементов.

        Пределы жизни определяются физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Например, интервал температуры жизни в 430° (от -250 °С до +180 °С) является предельным тепловым полем.

       Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.

        Биосфера, по В. И. Вернадскому, — это организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью. Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. Биосфера — не просто одна из существующих оболочек Земли, подобно литосфере, гидросфере или атмосфере. Основное отличие биосферы состоит в том, что она — организованная оболочка. Быть живым — значит быть организованным, отмечал В. И. Вернадский, и в этом состоит суть понятия биосферы как организованной оболочки Земли.

        По В. И. Вернадскому, вещество биосферы разнородно по своему физико-химическому составу, а именно:

         живое вещество — совокупность живых организмов;

         биогенное вещество — непрерывный биогенный поток атомов из живого вещества в косвенное вещество биосферы и обратно;

         косное вещество (атмосфера, газы, горные породы и пр.);

         биокосное вещество, например почвы, илы, поверхностные воды, сама биосфера, т. е. сложные закономерные косно-живые структуры;

         радиоактивное вещество;

         рассеянные атомы;

         вещество космического происхождения.

         Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43 • 1012т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и на 0,8% — животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов — 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03 1012, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле. В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов — беспозвоночные и только 4% — позвоночные, из которых десятая часть — млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы. Кроме растений и животных В. И. Вернадский включает в понятие "живое вещество" и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальные живые существа.

        Жизнь на Земле ныне полностью зависит от фотосинтеза. Фиксируя энергию солнечного света в продуктах фотосинтеза, растения выполняют космическую роль энергетического очага на Земле. Под фотосинтезом понимается превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами при участии энергии света и поглощающих свет пигментов (хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, углекислого газа и минеральных элементов) в сложные органические вещества, необходимые для жизнедеятельности всех организмов. Ежегодно растения образуют до 100 млрд т органических веществ и фиксируют 9 • 1020 Дж энергии солнечной радиации. При этом растения усваивают из атмосферы до 170 млрд т углекислого газа и разлагают до 130 млрд т воды, выделяя до 115 млрд т свободного кислорода.

Таким образом, все биотические компоненты экосистемы разделены на три основные группы: продуценты (зеленые растения и организмы, могущие использовать химическую энергию, — хемосинтетики), консументы, или потребители (могут быть нескольких трофических уровней), и редуценты, или разрушители (организмы, преобразующие, минерализующие органику и тем самым замыкающие биологический круговорот). Все живые организмы, так или иначе используя друг друга, образуют гигантский биологический круговорот биосферы. Этот круговорот не полностью замкнут: кроме энергетического входа (солнечная энергия) он имеет и выход — часть отмирающего органического вещества после разложения микроорганизмами-минерализаторами может попадать в водные растворы и откладываться в виде осадочных пород, а другая часть образует отложения таких биогенных пород, как каменный уголь, торф, сапропель и т. п.

         В этом большом биогеохимическом круговороте вещества и энергии выделяется целый ряд более частных круговоротов веществ — воды, углерода, кислорода, азота, серы, фосфора и др., в ходе которых происходит обмен химических элементов между живыми организмами и неорганической средой. Существование этих биогеохимических круговоротов определяет облик современных экосистем, устойчивость и саморегуляцию биосферы в целом. Поэтому как бы сложны и многообразны ни были проявления жизни на Земле, все формы жизни связаны между собой через круговорот вещества и энергии.

Атмосфера и ее состав

           Атмосфера - внешняя оболочка биосферы, ее масса ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли, но роль во всех природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности планеты, защищает ее от вред-ного космического излучения и ультрафиолетового излучения Солнца. Циркуляция в атмосфере влияет на местные клима-тические условия, а через них - на режим рек, почвенно-рас-тительный покров и на процесс рельефообразования.

        Современный газовый состав атмосферы - результат дли-тельного исторического развития природы. Воздух, как из-вестно, состоит из азота (78,09%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%), неона, других газов и паров воды. Кроме того, он содержит различные вещества, выделяемые природными источниками: пыль как раститель-ного, вулканического и космического происхождения, так и возникающую при эрозии почв, капельно-жидкую воду (туман), частицы морской соли, газы, образующиеся во время лесных и степных пожаров, различные продукты раститель-ного, животного или микробиологического происхождения.

        Нижняя, преобладающая по массе, часть атмосферы назы-вается тропосферой.. Она простирается в среднем до высот 8-10 км в полярных широтах, до 10-12 км - в умеренных, до 16-20 - в тропических. Над тропосферой располагается стратосфера, от которой тропосфера отделена сравнительно тонким переходным слоем - тропопаузой. В стратосфере доля азота и кислорода снижается и увеличивается процент-ное содержание водорода, гелия и других газов. Именно между тропосферой и стратосферой находится озоновый слой, который поглощает большую часть ультрафиолетовой солнеч-ной радиации, предохраняя живую природу планеты.

         Выше стратосферы, продолжающейся до высоты 55-95 км, простирается ионосфера (примерно до высоты 1000 км). Этот слой способен отражать радиоволны, что позволяет осущест-влять дальнюю радиосвязь по всему земному шару (это явле-ние обязано наличию здесь положительных и отрицательных ионов, а также свободных электронов). И, наконец, ионосфера переходит в экзосферу - зону утечки легких газов атмосферы в космическое пространство.

         Для жизнедеятельности человека наиболее важной частью воздуха является кислород. Через легкие он поступает в кровь, которая доставляет его вместе с питательными веществами в клетки организма. При повторном соединении кислорода с углеродом выделяется первоначальная энергия, стимулирующая работу мускулов, согревающая организм, обеспечивающая работу нервной системы, деятельность мозга, прохождения метаболических (т. е. обменных) процессов.

        Как известно, двадцатое столетие стало временем научного и технологического прогресса. Те достижения и открытия, которые смог сделать человек в механизации и автоматизации индустриальных процессов, в химической промышленности, покорение космоса, создание станций, способных вырабатывать ядерную энергию, а также пароходы, которые могли ломать даже самый толстый лед – все это поистине удивительно. С наступлением этой индустриальной революции, отрицательное влияние человека на окружающую среду стало увеличиваться в геометрической прогрессии. Этот индустриальный прогресс стал причиной очень серьезной проблемы. На нашей планете все – почва, воздух и вода стали отравленными. Сегодня, практически во всех уголках планеты, за редким исключением, можно найти города с большим количеством машин, заводов и фабрик. Побочные продукты индустриальной деятельности человека затрагивают всех существ, живущих на планете. В последнее время очень много говориться о кислотном дожде, глобальном потеплении, истончении озонового слоя планеты.

         Все эти негативные процессы вызваны тоннами загрязняющих вредных веществ, которые выбрасываются в атмосферный воздух промышленными предприятиями. Вы только представьте себе, каждый год в атмосферный воздух попадает приблизительно тысяча тонн промышленной пыли и других загрязняющих веществ. Большие города страдают от смога, они прямо-таки задыхаются. Ситуация осложняется тем, что в больших городах, как правило, практически нет зелени, деревьев, которые, как известно, являются легкими планеты. Транспорт – это один из главных загрязнителей окружающей природной среды. На сегодняшний день автомобили, с их бензиновыми и дизельными двигателями, стали главными источниками загрязнения атмосферы в промышленных странах. Огромные площади лесов, которые росли в Африке, Южной Америке и Азии, стали уничтожаться, обеспечивая потребности различных отраслей промышленности в Европе и Соединенных штатах Америки. Это очень страшно, потому что уничтожение лесов нарушает кислородный баланс не только в этих странах, но и на всей планете в целом. В результате, практически одноминутно исчезли некоторые разновидности животных, птиц, рыб и растений. Многие из животных, птиц и растений сегодня находятся на гране исчезновения, многие из них внесены в «Красную книгу Природы». Несмотря ни на что, люди до сих пор продолжают убивать животных для того, чтобы некоторые из людей могли носить шубы и меха. Задумайтесь, сегодня мы убиваем животных не ради того, чтобы добить себе пищу и не умереть с голоду, как это делали наши древние предки. Сегодня люди убивают животных ради забавы, ради того, чтобы получить их мех. Некоторые из таких животных, например, лисы, вполне реально подвергаются опасности навсегда исчезнуть с лица нашей планеты. Каждый час несколько видов растений и животных исчезает с лица нашей планеты. Реки и озера высыхают. Одним из самых ярких примеров отрицательного антропогенного влияния человека является Аральское море, которое стало намного меньше из-за отрицательного воздействия человека. Загрязнение атмосферного воздуха и мировых океанов, истощение озонового слоя и другие возникшие проблемы являются следствием небрежного отношения человека к экологии и окружающей нас среде.

          Защита окружающей среды стала той проблемой, над решением которой работают ученые всего мира. Должны быть предпринятые самые активные меры для того, чтобы создать международную систему экологической безопасности. На сегодняшний день уже сделано достаточно много шагов для обеспечения экологической безопасности всей планеты. 159 стран, все члены Организации Объединенных Наций, объединились в управление по охране окружающей природной среды. Было проведено достаточно много конференций, на которых обсуждались проблемы экологии, решение которых ни в коем случае нельзя откладывать. В России и большинстве республик бывшего Союза Советских Социалистических республик существуют некоторые территории, на которых состояние окружающей природной среды находится в прямо-таки бедственном положении. Местами бедствия, практически местами экологической катастрофы являются - Аральское море, озеро Байкал, Кузбасс, Семипалатинск и Чернобыль, и это некоторые из подобных, страшных областей. Основным источником загрязнения на данных территориях является радиация.

          Радиация коварна тем, что её не видно, как, например, пыль, а последствия этого загрязнения поистине чудовищны. Более, чем двадцать лет назад на берегу озера Байкал была построена целлюлозно-бумажная фабрика. В результате практически бесконтрольного загрязнения озера сточными водами, основным поставщиком которых и была целлюлозно-бумажная фабрика, более чем пятьдесят процентов пресной, одной из наиболее чистых вод планеты было потеряно. Из-за загрязнения изменилась в целом вся экологическая система озера. В 1986 году, атомная станция, расположенная в Чернобыле, это недалеко от Киева, взорвалась. Во время взрыва было выброшено очень опасное радиоактивное облако. Ситуация осложнялась не только наличие такого опасного взрыва, но и того, что из-за преобладающих ветров, были затронуты этим радиоактивным облаком многие страны Европы. Это, а также праведное негодование пострадавших от радиации стран, стало отправной точкой к тому, чтобы сократить изготовление таких смертельных промышленных и военных побочных продуктов. После той страшной катастрофы, которая произошла в Чернобыле, жителей близлежащих городов и деревень должны были быть срочно эвакуированы. Достаточно много людей, которые попали под смертоносное воздействие радиации, умерли, а, также, очень много людей осталось инвалидами. Экологические катастрофы наносят очень большой вред природе и окружающий среде, но больший вред экологические катастрофы причиняют человеку. Человечеству нужно принять верное решение – хочет ли оно жить или умереть.

Загрязнение атмосферы.

         Под загрязнением понимается процесс привнесения в воздух или образование в нем физических агентов, химических веществ или организмов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям. В определенном смысле загрязнением можно считать и изъятие из воздуха отдельных газовых ингредиентов (в частности, кислорода) крупными технологическими объектами. И дело не только в том, что попадающие в атмосферу газы, пыль, сера, свинец и другие вещества опасны для человеческого организма - они неблагоприятно влияют на круговороты многих компонентов на земле. Загрязняющие и ядовитые вещества переносятся на большие расстояния, попадают с осадками в почву, поверхностные и подземные воды, в океаны, отравляют окружающую среду, отрицательно сказываются на получении растительной массы.

         Загрязнение атмосферы сказывается и на климате планеты. На этот счет существуют три точки зрения. 1. Наблюдающееся в текущем столетии глобальное потепление климата обусловлено возрастанием концентрации СО2 в атмосфере, а к середине будущего столетия произойдет катастрофическое потепление климата, сопровождающееся сильным возрастанием высоты уровня Мирового океана. 2. Загрязнение атмосферы снижает уровень солнечной радиации, повышает количество ядер конденсации в облаках, в результате поверхность Земли охлаждается, что, в свою очередь, может вызвать новое оледенение в северных и южных широтах (сторонников этой точки зрения немного). 3. Согласно сторонникам третьей точки зрения, оба эти процесса уравновесятся и климат Земли существенно не изменится.