Причины сокращения биоразнообразия

Вплив забруднення води на тваринний і рослинний світ

Забруднення дуже небезпечні, але насамперед вони є небезпечними саме для мешканців водойм. Відомо, що спочатку критичні порушення у функціонуванні живих організмів під дією забруднюючих речовин з'являються на рівні біологічних ефектів. Як тільки клітини змінили свій хімічний склад, моментально порушуються процеси дихання, росту і розмноження живих організмів. Як наслідок, виникають мутації й канцерогенез. Далі порушуються рухи й орієнтація в морській воді. На морфологічному рівні відбуваються зміни у вигляді різних патологій внутрішніх органів: зміна розмірів, розвиток виродливих форм. Часто ці явища можна спостерігати, якщо відбувається постійне забруднення водойм.

Усе це позначається на стані окремих популяцій, на їхніх взаєминах. Так починають виявлятися екологічні наслідки забруднення. Істотним показником порушення стану екосистем стає зміна кількості вищих таксонів — риб. Збільшується біомаса мікроорганізмів, фітопланктону, зоопланктону. Це стає характерними ознаками евтрофікації морських водойм, особливо вони значні у внутрішніх морях, морях закритого типу. У Каспійському, Чорному, Балтійському морях за останні 10—20 років біомаса мікроорганізмів зросла майже в 10 разів. У Японському морі великої біди завдають «червоні приливи». Це черговий наслідок евтрофікації, при якій бурхливо дозрівають мікроскопічні водорості, а потім зникає кисень у воді, гинуть водні тварини й утворюється величезна маса гниючих залишків, які отруюють не тільки море, але й атмосферу.

Забруднення Світового океану стає причиною поступового зниження первинної  біологічної продукції. За підрахунками вчених, вона знизилася на сьогодні на 10 %. У зв'язку з цим зменшується  і щорічний приріст інших мешканців  моря.

Зараз невідомо, що ж очікує в майбутньому наш Світовий океан, та й усі найважливіші ріки нашої планети. Учені роблять невтішні прогнози. Вони припускають, що забруднення Світового океану зросте приблизно в 1,5—3 рази. А в результаті погіршуватиметься екологічне становище на планеті. Ми можемо досягнути крайньої межі, якщо постійно підвищуватиметься концентрація токсичних речовин. І наслідком буде деградація природної екосистеми. Учені підрахували, що первинна біологічна продукція океану здатна зменшитися в багатьох великих районах планети приблизно на 20—30 % у порівнянні з нинішньою ситуацією.

У 80-х роках колір води мертвого моря в Ізраїлі з блакитного перетворився на чорний. На поверхню піднялися глибинні води із сірководнем, і все живе загинуло. Це сталося тому, що вода з ріки Іордан була повністю використана на зрошення. Підняття чорного шару води знищує все живе, гине планктон, зменшується кількість різних порід риб, гинуть дельфіни.

Академік М.Г. Виноградов у 1989 р. керував  експедицією на науковому судні «Дмитро Менделєєв» з метою вивчення Чорного моря. Вміст сірководню в морі коливається від кількох десятих міліграма до кількох міліграмів на 1 літр. Шар води (плівка)- пікноклін не дає перемішуватися верхньому шару з нижнім. У 1991 р. вченими гідрофізичного інституту проведено дослідження Чорного моря, які виявили, що сірководень хоч і піднімається, але він не може виходити вище пікнокліна. У 50 рр. у Чорному морі було 2,5 млн. дельфінів, у 1990 р. - 100 тис, а скільки тепер? Хворіють дельфіни від промислових стоків, особливо від забруднених хімічними елементами, міндобривами, гербіцидами, отрутохімікатами. Через забруднення води закриваються пляжі курортних міст, розмножуються кишкові хвороби. З'явився новий водяний звір - гребневик, завезений з Північної Америки (120 видів), він поїдає не лише планктон, а й ікру риб і розмножується по всьому Чорному морю. У 1989р. налічувалось 800 млн.т гребневика—по 1,5 кг на 1 м2. У 1990р. кількість планктону-корму зменшилася в 2-3 рази. Забруд нення води призвело до зменшення кількості риби. Виникла про блема порятунку Чорного моря.

Сьогодні вчені знайшли той  шлях, завдяки якому людство зможе  уникнути екологічної безвиході. Цей  шлях пов'язаний з безвідходними  і маловідходними технологіями, а  також з переробленням відходів на корисні ресурси. Однак для цього потрібен час.

Лекція 2.

Літосфера

Літосфера — це зовнішня тверда оболонка Землі, що охоплює всю земну кору й частину верхньої мантії; вона складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід. 
Літосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує важливі функції: 
– на її поверхні живе більшість рослинних і тваринних організмів, у тому числі й людина; 
– верхня тонка оболонка літосфери на материках — це ґрунти, що забезпечують умови життя для рослин і є основним джерелом отримання продуктів харчування для людей; 
– літосфера — це й «комора» корисних копалин — енергетичної сировини, руд металів, мінеральних добрив, будівельних матеріалів тощо.

У літосфері періодично відбувалися  й відбуваються грізні процеси — виверження вулканів, землетруси, зсуви, селі, обвали, ерозія земної поверхні, які призводять до небезпечних екологічних ситуацій на певних ділянках планети. Іноді ці процеси спричинюють глобальні екологічні катастрофи.

Нижня межа літосфери нечітка й  визначається за різким зменшенням в'язкості порід, збільшенням їхньої щільності та іншими геофізичними характеристиками. Товщина літосфери на континентах і під океанами різна й становить відповідно 25—200 та 5—100 км. Найглибші шахти, пройдені людиною, сягають З— 4 км, а найглибша в світі свердловина (пройдена на Кольському півострові) — трохи більше за 12 км. Про склад і будову глибших зон літосфери нам відомо лише на основі непрямих методів (сейсмо- та електророзвідка, гравіметрія тощо).

Літосфера - верхня тверда оболонка земної кулі. Найважливішими її частинами є: 
• поверхневий родючий шар, або грунт, 
• земні надра (корисні копалини).

Грунт - особливе природне тіло, що утворилось на мате¬ринській породі під виливом природних ґрунтоутворюючих факторів (клімат, рослинність, тваринний світ, рельєф місцевості, геологічний вік території) та діяльності людини.

Ґрунт - це основа виробництва продуктів  харчування та кормів, органічної сировини, накопичувач поживних речовин для  рослин та води з опадів. Він діє  як фільтр, буфер ґрунтових вод, утворює та очищує їх.

Утворення ґрунту - складний і довготривалий  процес. Спочатку гірська порода руйнується під виливом води, повітря, температури  та живих організмів. Між часточками материнської породи поселяються мікроорганізми і лишайники, результатом їх життєдіяльності є утво¬рення органічної речовини. З часом гірська порода руйнується ще більше, а органічна речовина поступово накопичується. Дуже велику роль у ґрунтотворному процесі відіграють зелені рослини, а також мікроор¬ганізми і тварини, які живуть у ґрунті. Вони збагачують грунт на по¬живні речовини, поліпшують його структуру і водопроникність

Грунт формується дуже повільно. За даними дослідників для утворення шару ґрунту товщиною 2.5 см необхідно 25 років, для шару 17.5-25 см — 100 років, а чорноземи потужністю 90 см сягають віку до 16 тис. років.

Грунт має не тільки видатне економічне, а й біогеоцентричне значення. Ґрунтовий покрив поглинає і нейтралізує багато шкідливих речовин, що забруднюють навколишнє середовище.  
Грунт постійно взаємодіє з іншими елементами природи і мас ве¬лике значеним в загальному кругообігу речовин. Через грунт здійснюється зв'язок літосфери з атмосферою. Під впливом води і вітру грунт переміщується у просторі, змінюючи рельєф.

Від хімічного складу ґрунту певною мірою може залежати здо¬ров'я людини. Адже нестача або надлишок у ґрунті елементів, важ¬ливих для обміну речовин в організмі, може призвести до тих чи інших захворювань. Наприклад, захворювання людей на ендемічний зоб може бути наслідком нестачі в місцевих ґрунтах рухомих форм йоду.

 
Охорона ґрунтів.

Ґрунти — органо-мінеральний  продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного  теша й світла. Це природні утворення, які характеризуються родючістю — здатністю забезпечувати рослини речовинами, необхідними для їхньої життєдіяльності. 
Найродючіші й найпотужніші ґрунти — чорноземи — формувалися протягом багатьох тисячоліть у зонах лучних степів, де був сприятливий клімат (тепле літо, кількість опадів — 500— 600 мм/рік), оптимальні умови для розвитку багатої трав'янистої рослинності. Найбільші в світі запаси чорноземів зосереджені на території України. Про їхню цінність свідчить хоча б такий факт: у роки Другої світової війни німецькі окупанти вивозили український чорнозем залізничними ешелонами до Німеччини. Сьогодні, на жаль, запаси та якість цього неоціненного природного ресурсу в нашій державі істотно знизилися, що пояснюється варварською, непродуманою їх експлуатацією, ерозією, засоленням, відчуженням земель під кар'єри та промислові споруди тощо. 
Дуже важливим компонентом ґрунту є гумус (перегній) — органічна речовина, що утворилася з решток відмерлих рослин під впливом діяльності мікроорганізмів, які переробляють їх, розкладають, збагачують вуглекислим газом, водою, сполуками азоту та іншими речовинами. Ґрунтоутворення — важлива частина біологічного кругообігу речовин та енергії. Ґрунт забезпечує рослини калієм і вуглецем, азотом і фосфором тощо. Родючість ґрунту залежить від кількості цих речовин у гумусі, гумусу в ґрунті й товщини шару ґрунту. Найкращі чорноземи містять до 9 % гумусу.

Ґрунти становлять величезну цінність не лише тому, що це основне джерело  отримання продуктів харчування; крім того:

– вони беруть активну участь в  очищенні природних і стічних  вод, які фільтруються крізь них; 
– ґрунтово-рослинний покрив планети — це регулятор водного балансу суші, оскільки він поглинає, втримує й перерозподіляє велику кількість атмосферної вологи; 
– це й універсальний біологічний фактор, і нейтралізатор багатьох видів антропогенних забруднень.

Тому користуватися ґрунтом, землею слід розумно й бережно. В гонитві  за врожаєм ґрунти розорюються дедалі глибше й частіше, в них у неймовірних  кількостях вносяться мінеральні добрива  й пестициди. В результаті на величезних площах степової і посушливої зон ґрунти втратили здатність убирати й пропускати воду, їхня структура деградувала, вони перенасичені шкідливими хімічними сполуками. Повсюдно родючість ґрунтів катастрофічно зменшується.

За останні 35—40 років уміст гумусу в ґрунтах України зменшився на 0,3—0,4 %. За розрахунками Української академії аграрних наук, щорічні втрати гумусу становлять від 0,6 до 1 т/га. Це наслідок використання недосконалих технологічних схем у сільському господарстві та істотного зменшення внесення органічних добрив, що пов'язане із занепадом тваринництва. 
Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родючості ґрунтів — їх нейтралізація, розсолення, збагачення гумусом тощо. Як наголошується в одній з останніх доповідей ООН, подальше існування нашої цивілізації поставлене під загрозу через широкомасштабну загибель родючих земель, що зростає.

Нині охорона й раціональне  використання земельних ресурсів —  одна з найактуальніших проблем.

Займаючи третину території  усіх центральноєвропейських країн, Україна володіє 40 % світової площі чорноземів - найродючіших ґрунтів. Розораність земель тут найбільша у світі - 80 %, а в Тернопільській, Вінницькій, Кіровоградській — перевищує 90 %. Для порівняння: в Англії цей показник становить 29,6; у Франції — 32, Німеччині - 32,3 %. Високий рівень розораності угідь певною мірою зумовлює розвиток несприятливих процесів: ерозії, утворення кислих ґрунтів (збільшились на 1,8 млн. га), солонців та засолених земель (збільшились на 2,9 млн. га).

Якщо узагальнити всі зміни, то 22% території України можна характеризувати як сильно і дуже сильно уражені і непридатні до повного використання. Площа сільськогосподарських угідь в Україні за останні 30 років зменшилась на 2 млн. га, а орних - майже на 1 млн. Після Чорнобильської катастрофи з використання вилучено 3 млн. 700 тис. га.

Види антропогенного впливу на ґрунтовий покрив. Деградація ґрунтів

Сучасний стан ґрунтів такий, що він є не стільки природним  тілом, скільки продуктом людської діяльності.

Шкідливий антропогенний вплив, а також розгул стихій, природних та посилених людиною, завдає ґрунтам величезної, інколи непоправної шкоди. Це, насамперед: 
• водна і вітрова ерозія; 
• погіршення ґрунтової структури; 
• механічне руйнування та ущільнення ґрунту; 
• постійне збіднення на гумус та поживні речовини; 
• забруднення ґрунту мінеральними добривами, отрутохімікатами, мастилами та пальним; 
• перезволоження та засоленість земель.

Причинами зниження продуктивності ґрунтів  та погіршення їх властивостей, у тому числі й в Україні є і  нераціональне використання земель, надмірна їх експлуатація.

Антропогенний вплив людини на ґрунти може бути прямим і непрямим:

1. Прямий вплив виявляється насамперед  у сільськогосподарській діяльності  людини. 
2. Непрямий вплив людини на грунт виявляється у: 
     • вирубуванні лісів; 
     • будівництві штучних водойм; 
     • надмірному випасанні тварин; 
     • будівництві об'єктів видобувної та переробної промисловості, дамб тощо.

Під впливом людської діяльності грунт  руйнується у 100-1000 разів швидше, ніж  у риродних умовах.

Деградація грунтів - зниження родючості ґрунтів або втрата їх властивостей як природного тіла.

Якщо ж агротехнічні заходи проводити  з суворим дотриманням технологічних  вимог, то шкідливі їх наслідки є мінімальними. Найбільший вплив землеробства на навколишнє середовище виявив¬ся у прямому знищенні природної рослинності на величезній площі і заміні її культурними рослинами, тобто зміна біоценозів на агроценози. Природні угруповання - біоценози істотно відрізняються від створених людиною агроценозів.

Особливо небезпечним є забруднення  ґрунтів. Основними джерелами забруднення ґрунту є: 
• Житлові будинки та побутові підприємства: у числі забруднюючих речовин переважає побутове сміття, харчові відходи, фекалії, будівельне сміття, відходи опалювальних систем, сміття громадських закладів (лікарень, їдалень, готелів, магазинів тощо). 
• Промислові підприємства: у твердих і рідких промислових відходах постійно присутні ті речовини, які здатні спричиняти токсичний вплив на живі організми та їх угруповання.

• Теплоенергетика: окрім утворення  значних кількостей шлаків при спалюванні кам'яного вугілля в атмосферу  потрапляє багато сажі, оксидів сірки, які у кінці-кінців надходять  у грунт. 
• Сільське господарство: мінеральні добрива, пестициди, хімічні засоби захисту рослин є джерелами забруднення ґрунту важкими металами (свинець, ртуть, цинк, манган); накопичення важких металів у ґрунті зумовлює зміни його складу і властивостей. 
• Транспорт: при роботі двигунів внутрішнього згорання інтенсивно виділяються оксиди азоту, свинець, вуглеводні та інші речовини, які осідають на поверхні ґрунту або поглинаються рослинами. Крім того, під час руху автомобільного транспорту на трасах залишаються бензин, мастила, бруд із вмістом токсичних речовин, - все це дощовими потоками змивається в навколишні ґрунти.