Elävän aineen rooli biosfäärissä V. I. Vernadsky keskittyi biosfääriteoriassaan elävän aineen rooliin. Tiedemies kirjoitti: "Elävät organismit ovat biosfäärin funktio ja ovat kiinteästi yhteydessä siihen aineellisesti ja energeettisesti, ne ovat valtava geologinen voima, joka määrää sen." Koska elävät organismit kykenevät kasvamaan, lisääntymään ja asettumaan aineenvaihdunnan ja energian muuntamisen seurauksena, ne osallistuvat kemiallisten alkuaineiden kulkeutumiseen biosfäärissä.

V. I. Vernadsky vertasi eläinten, kuten heinäsirkkaparvien, massavaelluksia kemiallisten alkuaineiden siirtymisen laajuuden suhteen kokonaisen vuorijonon liikkumiseen. Villieläimistä on löydetty noin 90 kemiallista alkuainetta, eli useimmat tunnetaan nykyään. Ei ole olemassa erityisiä vain eläville organismeille tyypillisiä alkuaineita, joten koko biosfäärin olemassaolon historian aikana useimpien sen koostumuksen muodostavien alkuaineiden atomit ovat toistuvasti kulkeneet elävien organismien ruumiiden läpi.

Planeetalla on erottamaton yhteys orgaanisen ja epäorgaanisen aineen välillä, aineet kiertävät jatkuvasti ja energia muuttuu. Koko maapallon biologisen historian ajan eliöiden toiminta määritti ilmakehän koostumuksen (fotosynteesi, hengitys), maaperän koostumuksen ja rakenteen (hajottajien toiminta) sekä erilaisten aineiden pitoisuuden vesiympäristössä. Joidenkin organismien aineenvaihduntatuotteet, jotka joutuivat ympäristöön, käytettiin ja prosessoitiin muiden organismien toimesta. Hajottajien ansiosta kasvi- ja eläinjäännökset sisällytettiin ainekiertoon.

Monet organismit pystyvät selektiivisesti absorboimaan ja keräämään erilaisia ​​kemiallisia alkuaineita orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden muodossa. Esimerkiksi korte kerää piitä ympäristöstä, sienistä ja joistakin levistä - jodia. Erilaisten bakteerien toiminnan seurauksena on muodostunut monia rikki-, rauta- ja mangaanimalmiesiintymiä.

Fossiilisten kasvien ja planktonisten organismien ruumiista muodostui hiili- ja öljyvarantojen esiintymiä. Pienten planktonlevien luurangot ja meren alkueläinten kuoret muodostuivat jättimäisiksi kalkkikivikerroksiksi.

Mikro-organismeilla on erityinen rooli biosfäärissä. Ilman niitä aineen ja energian kierto ei onnistuisi ja planeetan pinta peittyisi paksulla kerroksella kasvien jäänteitä ja eläinten ruumiita.

Jäkälät, sienet ja bakteerit osallistuvat aktiivisesti kivien tuhoamiseen. Heidän työssään tukevat kasvit, joiden juuristo kasvaa pienimpiin halkeamiin. Tämä prosessi saadaan päätökseen veden ja tuulen vaikutuksesta.

Elävien organismien toiminnan lisäksi planeettamme tilaan vaikuttavat myös muut prosessit. Tulivuorenpurkausten aikana ilmakehään sinkoutuu valtava määrä erilaisia ​​kaasuja, vulkaanisen tuhkan hiukkasia ja sulan magmaisen kiven virtoja. Tektonisten prosessien seurauksena muodostuu uusia saaria, vuoristoalueet muuttavat ulkonäköään, valtameri etenee maalla.

pitkä (geologinen) miljoonia vuosia, on se, että kivet tuhoutuvat ja sään aiheuttamat tuotteet (mukaan lukien vesiliukoiset ravinteet) kulkeutuvat vesivirtojen mukana Maailman valtamereen, jossa ne muodostavat merikerrostumia ja palaavat vain osittain maalle sateen mukana. Geotektoniset muutokset, maanosien vajoamisprosessit ja merenpohjan nousu, merien ja valtamerten liikkuminen pitkään johtavat siihen, että nämä kerrokset palaavat maahan ja prosessi alkaa alusta. pieni (bioottinen) (osa suuresta), esiintyy ekosysteemitasolla ja koostuu siitä, että ravinteet, vesi ja hiili kertyvät kasvien aineisiin, kuluvat kehon rakentamiseen ja molempien kasvien elinprosesseihin. itse ja muut organismit (yleensä eläimet), jotka syövät näitä kasveja (kuluttajat). Hajottajien ja mikro-organismien (bakteerit, sienet, madot) vaikutuksesta orgaanisen aineen hajoamistuotteet hajoavat jälleen mineraalikomponenteiksi, jotka ovat kasvien saatavilla ja joita ne osallistuvat ainevirtoihin.

Veden kiertokulku. Veden kiertokulku on erityisen tärkeä biosfäärin olemassaolon kannalta. Valtamerten pinnalta haihtuu valtava vesimassa, jota tuulet kantavat osittain höyrynä ja putoavat sateena maan päälle. Vesi palaa valtamereen jokien ja pohjaveden kautta. Tärkein osallistuja veden kierrossa on kuitenkin elävä aine.

Kasvit imevät elämänsä aikana valtavia määriä vettä maaperästä ja haihtuvat ilmakehään. Näin ollen peltopalsta, joka tuottaa 2 tonnia satoa kauden aikana, kuluttaa noin 200 tonnia vettä. Maapallon päiväntasaajan alueilla metsät, pidättämällä ja haihduttamalla vettä, pehmentävät ilmastoa merkittävästi. Näiden metsien pinta-alan pieneneminen voi johtaa ilmastonmuutokseen ja kuivuuteen lähialueilla.

HAPEKIERTO Ilmakehän happi on biogeenistä alkuperää ja sen kierto biosfäärissä tapahtuu täydentämällä ilmakehän varoja kasvien fotosynteesin ja organismien hengityksen ja polttoaineen polton aikana tapahtuvan imeytymisen seurauksena. Lisäksi yläilmakehään muodostuu tietty määrä happea veden hajoamisen ja otsonin tuhoutumisen aikana ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta; osa hapesta kuluu hapettumisprosesseihin maankuoressa, tulivuorenpurkauksissa jne.

Fotosynteesiprosessissa olevat tuottajat vapauttavat happea ilmakehään. Hengitysprosessissa käytetään ilmakehän happea. Osa siitä muuttuu hiilidioksidiksi ja loput kulkeutuvat ravintoketjuja pitkin. Eliöiden kuoleman jälkeen hajottajat hajottavat orgaanista ainesta vedeksi ja hiilidioksidiksi happea käyttäen. Osa ilmakehän hapesta kuluu epäorgaanisten aineiden hapetukseen. Luonnollinen kiertokulku on valmis. Myös happi muuttuu otsoniksi ja takaisin auringonvalon vaikutuksesta. Pieni osa hapesta poistuu kierrosta mineraalien muodossa (hiili, öljy, kaasu jne.). Ihminen tekee huomattavia muutoksia happikierrossa. Fossiilisten polttoaineiden (hiili, öljy, kaasu) polttaminen vähentää ilmakehän hapen saantia. Kloorifluorihiilivetyjen käyttö ohenee otsonikerrosta, joka suojaa kaikkea maapallon elämää haitallisilta ultraviolettisäteiltä.

Hiilen kiertokulku. Hiili on osa kaikkia orgaanisia aineita, joten sen kierto on täysin riippuvainen organismien elintärkeästä toiminnasta. Fotosynteesiprosessissa kasvit absorboivat hiilidioksidia (C 02) ja sisällyttävät hiiltä syntetisoitujen orgaanisten yhdisteiden koostumukseen. Hengitysprosessissa eläimet, kasvit ja mikro-organismit vapauttavat hiilidioksidia, ja hiili, joka oli aiemmin osa orgaanista ainetta, palautetaan jälleen ilmakehään.

Meriin ja valtameriin hiilihapon (H 2 C 03) ja sen ionien muodossa liuennutta hiiltä eliöt käyttävät kalsiumkarbonaateista koostuvan rungon muodostamiseen (sienet, nilviäiset, suolen ontelot). Lisäksi valtamerten pohjalle kertyy joka vuosi valtava määrä hiiltä karbonaattien muodossa.

Maalla noin 1 % hiilestä poistuu kierrosta ja laskeutuu turpeen muodossa. Hiiltä pääsee ilmakehään myös ihmisen toiminnan seurauksena. Tällä hetkellä fossiilisten polttoaineiden (kaasu, öljy, kivihiili) poltettaessa ilmaan pääsee vuosittain noin 5 miljardia tonnia hiiltä ja puunkäsittelystä 1–2 miljardia tonnia. Joka vuosi ilmakehän hiilen määrä kasvaa noin 3 miljardilla tonnilla, mikä voi johtaa biosfäärin kestävän tilan rikkomiseen.

Sedimenttikivissä on valtava määrä hiiltä. Sen paluu kiertokulkuun riippuu tulivuoren aktiivisuudesta ja geokemiallisista prosesseista.

TYPPIPYÖRI Typpi on välttämätön komponentti tärkeimmissä orgaanisissa yhdisteissä: proteiineissa, nukleiinihapoissa, ATP:ssä jne. Sen päävarat ovat keskittyneet ilmakehään molekyylitypen muodossa, johon kasvit eivät pääse käsiksi, koska ne pystyvät hyödyntämään niitä. se vain epäorgaanisten yhdisteiden muodossa. Typpi pääsee maaperään ja vesiympäristöön eri tavoin. Joten ukkosmyrskyjen aikana ilmakehään muodostuu pieni määrä typpiyhdisteitä. Yhdessä sadeveden kanssa ne pääsevät vesi- tai maaperään. Pieni osa typpiyhdisteistä on peräisin tulivuorenpurkauksista.

Vain jotkut prokaryoottiset organismit pystyvät sitomaan suoraan ilmakehän molekyylityppeä: bakteerit ja syanobakteerit. Aktiivisimmat typen kiinnittäjät ovat kyhmybakteerit, jotka asettuvat palkokasvien juurien soluihin. Ne muuttavat molekyylitypen yhdisteiksi, jotka kasvit assimiloivat. Kasvien kuoleman ja kyhmyjen hajoamisen jälkeen maaperä rikastuu typen orgaanisilla ja mineraalimuodoilla. Syanobakteerilla on merkittävä rooli vesiympäristön rikastamisessa typpiyhdisteillä. Kuolleiden kasvien ja eläinten typpeä sisältävät orgaaniset aineet sekä eläinten ja sienten erittämä urea ja virtsahappo hajoavat putrefaktiivisten (ammonioivat) bakteerien toimesta ammoniakiksi. Suurin osa syntyvästä ammoniakista hapetetaan nitrifioivien bakteerien toimesta nitriiteiksi ja nitraateiksi, minkä jälkeen kasvit käyttävät sitä uudelleen. Osa ammoniakista menee ilmakehään ja yhdessä hiilidioksidin ja muiden kaasumaisten aineiden kanssa suorittaa planeetan lämmön säilyttämistä.

RIKIKIERTO Luonnon rikkikiertoa ylläpitävät mikro-organismit. Heidän osallistumisensa avulla sulfidit hapetetaan sulfaatiksi, elävät organismit absorboivat sulfaatteja, joissa rikki pelkistyy ja on osa proteiineja. Kuolleiden organismien hajoamisen myötä rikki palaa kiertoon. Rikkikierto kattaa veden, maaperän ja ilmakehän. Tärkeimmät rikkivarat löytyvät maaperästä ja sedimenteistä sekä alkuperäisessä tilassa että sulfidi- ja sulfaattimineraalien kerrostumien muodossa. Avainlinkki syklissä on prosessit, joissa sulfidi hapetetaan aerobisesti sulfaatiksi ja sulfaatti anaerobisesti pelkistetään sulfidiksi. Vedestä vapautuva rikkivety hapettuu ilmakehän hapen vaikutuksesta sulfaatti-ioneiksi. Sulfaatti-ioni on tärkein autotrofien käytettävissä oleva rikin muoto. Rikin kiertokulkuun vaikuttaa voimakkaasti ihmisen toiminta, pääasiassa fossiilisten polttoaineiden polton kautta. Orgaaniset energian kantajat sisältävät aina yhden tai toisen määrän rikkiä, joka vapautuu dioksidina, joka typen oksidien tavoin on myrkyllistä eläville organismeille. Rikkidioksidi voi imeytyä intensiivisesti kasvien maanpäälliseen assimilaatiolaitteeseen ja tukahduttaa voimakkaasti fotosynteesin prosessia nekroosiin ja lehtien täydelliseen kuolemaan asti. Rikkidioksidi voi reagoida ilmakehän vesihöyryn kanssa muodostaen rikkitrioksidia ja sitten rikkihappoa.

Luonnossa rikkikierto tapahtuu vähitellen, kuten typen tai hiilen kierto. Kasvit kuluttavat rikkiä, koska sen atomit ovat osa proteiinia. Erityisen tärkeitä rikin kierrossa ovat ilmeisesti tionibakteerit, jotka ovat laajalle levinneitä erilaisissa vesistöissä, maaperässä ja sortuvissa kivissä.

FOSFORIKIERTO Fosfori on yksi tärkeimmistä kemiallisista alkuaineista, jotka osallistuvat elävien organismien kehitykseen. Se on osa protoplasmaa ja useimpia eläin- ja kasviproteiineja. Fosfori on elintärkeää elinten ja kudosten täydelliselle kehitykselle sekä aivojen normaalin toiminnan varmistamiseksi. Fosforin kierto biosfäärissä koostuu useista päälinkkeistä: kivistä, maaperästä, kasveista ja eläinorganismeista. Useimpien fosforia sisältävien yhdisteiden lähde luonnossa on mineraali-apatiitti, joka sisältää 5-36 % fosforioksidia. Apatiittikiteitä löytyy magmakivistä ja paikoista, joissa ne ovat kosketuksissa sedimenttikiviin. Tämän mineraalin merkittäviä varoja löydettiin Brasiliasta ja Norjasta, ja suurin esiintymä sijaitsee Hiipinällä (Kuolan niemimaalla). Ilmakehän olosuhteiden vaikutuksesta tapahtuvassa säässä maaperän hapot, elävät organismit, apatiitit tuhoutuvat ja osallistuvat fosforin biokemialliseen kiertokulkuun, joka kattaa bio-, vesi- ja litosfäärin.

Kaikissa eläinorganismeissa tapahtuu jatkuvasti fysiologisia prosesseja, jotka liittyvät fosforipitoisten yhdisteiden hajoamiseen, synteesiin ja muihin kemiallisiin muutoksiin. Nisäkkäillä tätä alkuainetta löytyy veren, maidon, hermoston, luu- ja aivokudosten proteiineista. Sitä esiintyy myös nukleiinihappojen koostumuksessa - yhdisteissä, jotka osallistuvat perinnöllisen tiedon välittämiseen. Eläinorganismien kuoleman jälkeen fosforikierto sulkeutuu, elementti palaa litosfääriin putoamalla pois biokemiallisesta kierrosta. Tietyissä olosuhteissa (esimerkiksi ilmasto-olosuhteiden jyrkän muutoksen yhteydessä, suolaisuuden, lämpötilan, veden happamuuden jne. vaihteluilla) tapahtuu massakuolemaa eliöistä ja niiden jäänteiden kerääntymisestä merenpohjaan. Tämän seurauksena muodostuu uusia sedimenttialkuperää olevia fosforipitoisia kiviä (esim. fosforiitteja). Ajan myötä bioliittisista organogeenisista kivistä tulee uusi tämän alkuaineen lähde biogeenisessä kierrossa.

ENERGIAN MUUTOS BIOSFERISSA Suurin osa Maahan tulevasta energiasta absorboituu ilmakehään; Tämä on pääasiassa spektrin ultraviolettiosa, joka on erittäin vaarallinen eläville organismeille. Näin ollen 30 % maapallolla tapahtuvasta energiasta menetetään. Noin 50 % tulevasta energiasta muuttuu lämmöksi ja säteilee takaisin ulkoavaruuteen infrapunalämpösäteilynä, ja 20 % kuluu veden haihduttamiseen ja pilvien muodostumiseen. Lopuksi vain 0,02 % tulevasta energiasta absorboituu biosfääriin. Biosfäärin absorboima energia käytetään elävien organismien suorittamaan biologiseen työhön, jonka tarkoituksena on ylläpitää elämää.

Kasvit imevät aurinkoenergiaa kloroplastien avulla, jotka sisältävät klorofyllin pigmenttiä, jota löytyy lehdistä ja joka määrittää kasvien vihreän värin. Lehdillä on suuri pinta-ala auringonvalon imemistä varten ja aukot (stomata) hapen ja hiilidioksidin vaihtamiseksi ympäristön kanssa. Otettuaan auringon sähkömagneettisen energian, fotosynteesiprosessissa olevat kasvit varastoivat sen sokereiden muodossa, jotka ovat tärkein kemiallinen energianlähde. Fotosynteesiin tarvittava vesi sen sisältämien suolojen kanssa toimitetaan juurista ksyleemi-nimisen putkijärjestelmän kautta, ja tuloksena oleva sokeri (ravinteet) jaetaan kaikkiin kasvin osiin käyttämällä toista johtavaa järjestelmää nimeltä floem. Ksyleemi ja floeemi muodostavat kasvin verenkiertojärjestelmän, joka jakaa ravinteita ja energiaa kasveille.

Eläinten energian imeytyminen, muuntaminen ja käyttö Eläimet eivät voi suoraan käyttää auringonsäteilyn energiaa elintoimintoihinsa. Koska heillä ei ole fotosynteesijärjestelmää, he saavat energiaa syömällä joko kasveja (kasvinsyöjät) tai muita kasveja syöviä eläimiä (lihansyöjät). Eläinkehossa se hajoaa monimutkaisten elintarvikekomponenttien sulamisprosessissa yksinkertaisempiin aineisiin, jotka imeytyvät suolistossa, pääsevät verenkiertoon ja kulkeutuvat kaikkialle kehoon. Tämä vapauttaa ruokaan varastoitunutta energiaa. Osa tästä vapautuneesta energiasta vapautuu lämpönä, kun taas loput varastoituu elimistöön kemiallisena energiana, jota sitten käytetään työntekoon, kuten sydämeen veren pumppaamiseen, suolistoon ravinteiden imemiseen, lihaksiin, liikuttaa siipiä, jalkoja ja häntää, jalkoja ja käsiä. jne. Luodakseen järjestelmiä, joissa on korkea geneettinen ja hermostollinen organisaatio (järjestetyt järjestelmät), on myös tarpeen käyttää energiaa. Toimiakseen tehokkaasti organismilla tulee olla ohjelma, joka sisältää ohjeet sen kaikkien elementtien toimintaan, ja tämä ohjelma tarvitsee tietoa organismin sisäisestä tilasta ja ulkoisesta ympäristöstä. Tässä tapauksessa tehtävä työ koostuu signaalien kehittämisestä, jonka avulla säädellään energiaprosesseja, organisoidaan biorakenteita, kontrolloidaan energian kulutusta, joka tarvitaan kehon nopeaan reaktioon ulkoisiin ärsykkeisiin, tai muiden signaalien ilmaantumista. on stimuloitu.

Noosfääri. Elävien organismien yhteinen toiminta monien vuosien ajan loi ja myöhemmin ylläpiti tietyt elämän olemassaololle välttämättömät olosuhteet, eli varmisti biosfäärin homeostaasin. V. I. Vernadsky kirjoitti: "Maan pinnalla ei ole kemiallista voimaa, joka vaikuttaisi jatkuvasti ja siten seurauksiltaan voimakkaammin kuin elävät organismit kokonaisuutena tarkasteltuna."

Viime aikoina uusi tekijä, ihmisperäinen, on kuitenkin vähitellen noussut yhä tärkeämmäksi biosfäärin kehityksessä. Vuonna 1927 ranskalaiset tiedemiehet Edouard Leroy ja Pierre Teilhard de Chardin esittelivät "noosfäärin" käsitteen. Noosfääri on biosfäärin uusi tila, jossa ihmisen rationaalisesta toiminnasta tulee ratkaiseva tekijä sen kehityksessä. Myöhemmin V. I. Vernadsky kehitti käsitteen noosfääri mielen sfäärinä.

Kysymys 1. Mikä on elävien organismien vaikutus biosfääriin?
Elävät olennot osallistuvat aineiden siirtymiseen ja kiertoon luonnossa. Fotosynteettisten aineiden toiminnan ansiosta hiilidioksidin määrä ilmakehässä väheni, happea ilmaantui ja suojaava otsonikerros muodostui. Elävien organismien toiminta määrittää maaperän koostumuksen ja rakenteen (hajottajien orgaanisten jäämien käsittely), suojaa sitä eroosiolta. Eläimet ja kasvit määräävät suurelta osin myös erilaisten aineiden pitoisuuden hydrosfäärissä (erityisesti pienissä vesistöissä). Jotkut organismit pystyvät selektiivisesti absorboimaan ja keräämään tiettyjä kemiallisia alkuaineita - piitä, kalsiumia, jodia, rikkiä jne. Elävien olentojen toiminnan tulos on kalkkikiven, rauta- ja mangaanimalmiesiintymät, öljy-, kivi- ja kaasuvarat.

Kysymys 2. Kerro meille veden kiertokulkusta luonnossa.
Aurinkoenergian vaikutuksesta vesi haihtuu altaiden pinnalta ja kulkeutuu ilmavirtojen mukana pitkiä matkoja. Pudotessaan maan pinnalle sateen muodossa se edistää kivien tuhoutumista ja antaa niiden sisältämät mineraalit kasvien, mikro-organismien ja eläinten saataville. Se syövyttää maaperän ylempää kerrosta ja kulkeutuu siihen liuenneiden kemiallisten yhdisteiden ja suspendoituneiden orgaanisten ja epäorgaanisten hiukkasten kanssa meriin ja valtameriin. Veden kierto valtameren ja maan välillä on tärkein linkki elämän ylläpitämisessä maapallolla.
Kasvit osallistuvat veden kiertoon kahdella tavalla: ne poistavat sen maaperästä ja haihduttavat sen ilmakehään; Osa kasvisolujen vedestä hajoaa fotosynteesin aikana. Tässä tapauksessa vety kiinnittyy orgaanisten yhdisteiden muodossa ja happi pääsee ilmakehään.
Eläimet kuluttavat vettä ylläpitääkseen osmoottista ja suolatasapainoa kehossa ja vapauttaakseen sen ulkoiseen ympäristöön aineenvaihduntatuotteiden mukana.

Kysymys 3. Mitkä organismit imevät hiilidioksidia ilmakehästä?
Ilmakehän hiilidioksidi imeytyy fotosynteettisiin eliöihin, jotka omaksuvat sen ja varastoivat sen orgaanisten yhdisteiden (ensisijaisesti glukoosin) muodossa. Ilmakehän hiilidioksidi imeytyy fotosynteettisiin eliöihin, jotka omaksuvat sen ja varastoivat sen orgaanisten yhdisteiden (ensisijaisesti glukoosin) muodossa. Lisäksi osa ilmakehän hiilidioksidista liukenee merien ja valtamerien veteen, ja sitten hiilihappo-ionien muodossa eläimet - nilviäiset, korallit, sienet, jotka käyttävät karbonaatteja kuorien ja luurangojen rakentamiseen, voivat sen vangita. . Niiden toiminnan seurauksena voi olla sedimenttikivien (kalkkikivi, liitu jne.) muodostumista.

Kysymys 4. Kuvaile tapaa, jolla kiinteä hiili palautuu ilmakehään.
Hiili pääsee biosfääriin kiinnittyessään fotosynteesiprosessissa. Kasvien sitoman hiilen määräksi vuosittain arvioidaan 46 miljardia tonnia. Osa siitä pääsee eläinten elimistöön ja vapautuu hengityksen seurauksena muodossa CO 2:sta, joka pääsee taas ilmakehään. Lisäksi ilmakehän hiilivarastoja täydennetään vulkaanisen toiminnan ja ihmisten polttaman fossiilisten polttoaineiden avulla. Vaikka suurin osa ilmakehään tulevasta hiilidioksidista imeytyy valtamereen ja laskeutuu karbonaatteina, ilmassa oleva CO 2 lisääntyy hitaasti mutta tasaisesti.

Kysymys 5. Mitkä tekijät elävien organismien toiminnan lisäksi vaikuttavat planeettamme tilaan?
Elävien organismien toiminnan lisäksi planeettamme tilaan vaikuttavat abioottiset tekijät: litosfäärilevyjen liikkeet, tulivuoren toiminta, joet ja merisurffaus, ilmasto-ilmiöt, kuivuus, tulvat ja muut luonnonprosessit. Jotkut heistä toimivat hyvin hitaasti; toiset pystyvät lähes välittömästi muuttamaan useiden ekosysteemien tilaa (laajuinen tulivuorenpurkaus; voimakas maanjäristys, johon liittyy tsunami; metsäpalot; suuren meteoriitin putoaminen).

Kysymys 6. Kuka toi ensimmäisenä termin "noosfääri" tieteeseen?
Noosfääri (kreikan sanasta noos - mieli) on käsite, joka tarkoittaa luonnon ja ihmisen välistä vuorovaikutusta; tämä on biosfäärin evoluution uusi tila, jossa ihmisen rationaalinen toiminta tulee ratkaisevaksi tekijäksi sen kehityksessä. Ranskalaiset tiedemiehet Edouard Leroy (1870-1954) ja Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955) esittelivät termin "noosfääri" ensimmäisen kerran tieteeseen vuonna 1927.

Tiivistelmä aiheesta:

Johdanto

Biologinen kierto on jatkuvan luonteinen ilmiö, syklinen, säännöllinen, mutta ei yhtenäinen ajassa ja tilassa, aineiden, energian ja tiedon uudelleenjakautuminen eri hierarkkisten organisaatiotasojen ekologisissa järjestelmissä - biogeosenoosista biosfääriin. Aineiden kiertoa koko biosfäärin mittakaavassa kutsutaan suureksi ympyräksi ja tietyssä biogeocenoosissa pieneksi bioottisen vaihdon ympyräksi.

Akateemikko V.I. Vernadsky esitti ensimmäisenä väitöskirjan elävien organismien tärkeimmästä roolista Maan kuorien fysikaalisten ja kemiallisten perusominaisuuksien muodostumisessa ja ylläpitämisessä. Hänen käsityksessään biosfääriä ei pidetä vain elämän miehittämänä tilana, vaan yhtenäisenä toiminnallisena järjestelmänä, jonka tasolla geologisten ja biologisten prosessien erottamaton yhteys toteutuu. Tärkeimmät elämän ominaisuudet, jotka varmistavat tämän yhteyden, ovat elävien organismien korkea kemiallinen aktiivisuus, niiden liikkuvuus ja kyky lisääntyä ja kehittyä itsestään. Elämän ylläpitämisessä planetaarisena ilmiönä sen muotojen monimuotoisuus, joka eroaa kulutettujen aineiden ja ympäristöön vapautuvien jätetuotteiden joukosta, on ensiarvoisen tärkeää. Biologinen monimuotoisuus on perusta stabiilien biogeokemiallisten aine- ja energiakiertojen muodostumiselle maapallon biosfäärissä.

Sellaiset tutkijat, opettajat kuin Nikolaikin N.I., Shilov I.A., Melekhova O.P., pohdiskelivat kysymyksiä elävien organismien roolista pienessä verenkierrossa. jne.

1. Elävien organismien rooli biologisessa kierrossa

Erityinen elämän ominaisuus on aineiden vaihto ympäristön kanssa. Jokaisen organismin on saatava tiettyjä aineita ulkoisesta ympäristöstä energianlähteinä ja materiaalina oman kehonsa rakentamiseen. Esiin tuodaan aineenvaihduntatuotteita, jotka eivät enää sovellu jatkokäyttöön. Siten jokainen organismi tai joukko identtisiä organismeja elämänsä aikana huonontaa elinympäristönsä olosuhteita. Käänteisen prosessin mahdollisuus - elinolojen ylläpitäminen tai jopa parantaminen - määräytyy sen perusteella, että biosfäärissä asuu erilaisia ​​organismeja, joilla on erilainen aineenvaihdunta.

Yksinkertaisimmassa muodossaan joukkoa laadullisia elämänmuotoja edustavat tuottajat, kuluttajat ja hajottajat, joiden yhteinen toiminta varmistaa tiettyjen aineiden erottamisen ympäristöstä, niiden muuntamisen troofisten ketjujen eri tasoilla ja orgaanisen aineksen mineralisoitumisen saatavilla oleviksi komponenteiksi. seuraavaa sisällyttämistä varten kiertoon (peruselementit, jotka kulkeutuvat biologisen syklin ketjuja pitkin - hiili, vety, happi, kalium, fosfori, rikki jne.).

Tuottajat ovat eläviä organismeja, jotka pystyvät syntetisoimaan orgaanista ainetta epäorgaanisista komponenteista käyttämällä ulkoisia energialähteitä. (Huomaa, että energian saaminen ulkopuolelta on yleinen edellytys kaikkien organismien elämälle; energian suhteen kaikki biologiset järjestelmät ovat avoimia) niitä kutsutaan myös autotrofeiksi, koska ne itse toimittavat itselleen orgaanista ainetta. Luonnollisissa yhteisöissä tuottajat toimivat näiden organismien kudoksiin kertyneen orgaanisen aineksen tuottajina. Orgaaninen aines toimii myös elämänprosessien energialähteenä; ulkoista energiaa käytetään vain primäärisynteesiin.

Kaikki tuottajat orgaanisten aineiden synteesin energialähteen luonteen mukaan jaetaan fotoautotrofeihin ja kemoautotrofeihin. Ensimmäiset käyttävät synteesiin auringon säteilyn energiaa spektrin osassa, jonka aallonpituus on 380-710 nm. Tämä on pääasiassa vihreitä kasveja, mutta myös joidenkin muiden orgaanisen maailman valtakuntien edustajat kykenevät fotosynteesiin. Niiden joukossa sinilevät (sinivihreät "levät"), jotka ilmeisesti olivat ensimmäiset fotosynteettiset aineet elämän kehityksessä maapallolla, ovat erityisen tärkeitä. Monet bakteerit kykenevät myös fotosynteesiin, jotka kuitenkin käyttävät erityistä pigmenttiä - bakteriokloriinia - eivätkä päästä happea fotosynteesin aikana. Tärkeimmät fotosynteesin lähtöaineet ovat hiilidioksidi ja vesi (hiilihydraattien synteesin perusta) sekä typpi, fosfori, kalium ja muut mineraaliravinteen alkuaineet.

Luomalla fotosynteesiin perustuvia orgaanisia aineita fotoautotrofit sitovat käytettyä aurinkoenergiaa ikään kuin varastoisivat sitä. Myöhempi kemiallisten sidosten tuhoutuminen johtaa tällaisen "varastoidun" energian vapautumiseen. Tämä ei koske vain fossiilisten polttoaineiden käyttöä; Kasvikudoksiin "varastunut" energia siirtyy ravinnon muodossa trofisia ketjuja pitkin ja toimii perustana energiavirroille, jotka seuraavat aineiden biogeenistä kiertoa.

Kemoautotrofit käyttävät kemiallisten sidosten energiaa orgaanisen aineen synteesiprosesseissa. Tähän ryhmään kuuluvat vain prokaryootit: bakteerit, arkkibakteerit ja osittain sinivihreät. Kemiallista energiaa vapautuu mineraaliaineiden hapetusprosesseissa. Eksotermisiä oksidatiivisia prosesseja käyttävät nitrifioivat bakteerit (hapettavat ammoniakin nitriiteiksi ja sitten nitraateiksi), rautabakteerit (rautametallin hapettuminen oksidiksi), rikkibakteerit (rikkivety sulfaatiksi). Metaania, CO:ta ja joitain muita aineita käytetään myös hapetuksen substraattina.

Kaikilla autotrofisten tuottajien erityismuodoilla, niiden yleinen biosfääritoiminto on yksi ja koostuu elottomien luonnon elementtien ottamisesta mukaan organismin kudosten koostumukseen ja siten yleiseen biologiseen kiertokulkuun. Autotrofisten tuottajien kokonaismassa on yli 95% biosfäärin kaikkien elävien organismien massasta.

Kuluttajat. Elävät olennot, jotka eivät pysty rakentamaan kehoaan epäorgaanisten aineiden käytön perusteella, jotka edellyttävät orgaanisen aineen saamista ulkopuolelta, osana ruokaa, kuuluvat heterotrofisten organismien ryhmään, jotka elävät valon syntetisoimista tuotteista. tai kemosynteettiset aineet. Heterotrofit käyttävät tavalla tai toisella ulkoisesta ympäristöstä uutettua ruokaa oman kehonsa rakentamiseen ja energialähteenä eri elämänmuodoille. Siten heterotrofit käyttävät autotrofien varastoimaa energiaa niiden syntetisoimien orgaanisten aineiden kemiallisten sidosten muodossa. Ainevirrassa kierron aikana ne miehittävät kuluttajien tason, jotka liittyvät pakollisesti autotrofisiin organismeihin (ensimmäisen asteen kuluttajat) tai muihin heterotrofeihin, joita he ruokkivat (2. luokan kuluttajat).

Kuluttajien yleinen merkitys aineiden kierrossa on erikoinen ja moniselitteinen. Ne eivät ole välttämättömiä suorassa kiertoprosessissa: keinotekoiset suljetut mallijärjestelmät, jotka koostuvat vihreistä kasveista ja maaperän mikro-organismeista, kosteuden ja mineraalisuolojen läsnä ollessa, voivat olla olemassa loputtomiin fotosynteesin, kasvitähteiden tuhoutumisen ja vapautuneiden alkuaineiden osallistumisen vuoksi uuteen. sykli. Mutta tämä on mahdollista vain vakaissa laboratorio-olosuhteissa. Luonnollisessa ympäristössä tällaisten yksinkertaisten järjestelmien kuoleman todennäköisyys monista syistä kasvaa. Syklin vakauden "takaajia" ovat ennen kaikkea kuluttajat.

Heterotrofit hajottavat omassa aineenvaihdunnassaan ruoan koostumuksessa saatuja orgaanisia aineita ja rakentavat tämän perusteella oman kehonsa aineita. Pääasiassa autotrofien tuottamien aineiden muuttuminen kuluttajaorganismeissa johtaa elävän aineen monimuotoisuuden lisääntymiseen. Monimuotoisuus on välttämätön edellytys minkä tahansa kyberneettisen järjestelmän vakaudelle ulkoisten ja sisäisten häiriöiden taustalla. Elävät järjestelmät - eliöstä biosfääriin kokonaisuutena - toimivat kyberneettisen palautteen periaatteen mukaisesti.

Eläimille, jotka muodostavat suurimman osan kuluttajaorganismeista, on ominaista liikkuvuus, kyky liikkua aktiivisesti avaruudessa. Tällä tavoin ne osallistuvat tehokkaasti elävän aineen vaeltamiseen, sen leviämiseen planeetan pinnalle, mikä toisaalta stimuloi elämän tilallista asettumista ja toisaalta toimii eräänlaisena "takeena". Mekanismi”, jos elämä tuhoutuu missä tahansa eri syistä johtuen.

Esimerkki tällaisesta "tilatakuusta" on tunnettu katastrofi noin. Krakatoa: vuonna 1883 tapahtuneen tulivuorenpurkauksen seurauksena saaren elämä tuhoutui täysin, mutta se toipui vain 50 vuodessa - noin 1200 lajia kirjattiin. Asuttaminen eteni pääasiassa Jaavan, Sumatran ja naapurisaarten kustannuksella, joihin purkaus ei vaikuttanut, joista kasvit ja eläimet asuttivat eri tavoin tuhkan ja jäätyneiden laavavirtojen peittämän saaren. Samaan aikaan sinilevien kalvot ilmestyivät ensin (3 vuoden kuluttua) vulkaaniseen tuffiin ja tuhkaan. Kestävien yhteisöjen perustaminen saarelle jatkuu; metsäskenoosit ovat vielä peräkkäisyyden alkuvaiheessa ja ovat rakenteeltaan huomattavasti yksinkertaistettuja.

Lopuksi kuluttajien, ennen kaikkea eläinten, rooli on äärimmäisen tärkeä aine- ja energiavirtojen intensiteetin säätelijöinä trofisia ketjuja pitkin. Biomassan aktiivisen itsesäätelyn ja sen muutosnopeuden kyky ekosysteemien ja yksittäisten lajien populaatioiden tasolla toteutuu viime kädessä säilyttämällä vastaavuus orgaanisen aineen muodostumis- ja tuhoutumisnopeuksien välillä globaaleissa kiertokulkujärjestelmissä. Kuluttajat eivät osallistu tällaiseen sääntelyjärjestelmään, vaan viimeksi mainitut (etenkin eläimet) eroavat aktiivisimmasta ja nopeimmasta reaktiosta viereisten troofisten tasojen biomassatasapainon häiriöihin.

Periaatteessa biogeenisen kierron aineen virtauksen säätelyjärjestelmä, joka perustuu tämän järjestelmän muodostavien elävien organismien ekologisten luokkien täydentävyyteen, toimii jätteetttömän tuotannon periaatteella. Ihannetapauksessa tätä periaatetta ei kuitenkaan voida noudattaa vuorovaikutteisten prosessien ja niihin vaikuttavien tekijöiden suuren monimutkaisuuden vuoksi. Syklin täydellisyyden rikkomisen seurauksena oli öljyn, hiilen, turpeen ja sapropelien esiintymät. Kaikki nämä aineet kuljettavat fotosynteesin aikana alun perin varastoitunutta energiaa. Niiden käyttö ihmisen toimesta on ikään kuin "ajassa viivästyneen" biologisen syklin syklien loppuunsaattamista.

Supistimet. Tähän ekologiseen luokkaan kuuluvat heterotrofiset organismit, jotka hajottavat sen epäorgaanisiksi ainesosiksi aineenvaihduntaprosessissa käyttämällä ravintoaineena kuollutta orgaanista ainetta (ruumiita, ulosteita, kasvien kuivikkeita jne.).

Orgaanisten aineiden osittainen mineralisaatio tapahtuu kaikissa elävissä organismeissa. Joten hengitysprosessissa CO2 vapautuu, vesi, mineraalisuolat, ammoniakki jne. erittyvät kehosta. Todelliset hajottajat, jotka suorittavat orgaanisten aineiden tuhoutumiskierron, tulisi siksi katsoa vain sellaisiksi, jotka vapauttavat ulkoiseen ympäristöön vain epäorgaanisia aineita, jotka ovat valmiita osallistumaan uuteen kiertokulkuun.

Hajottajien luokkaan kuuluu monenlaisia ​​bakteereja ja sieniä. Aineenvaihduntansa luonteen vuoksi ne ovat pelkistäviä organismeja. Siten lasinpoistobakteerit pelkistävät typen sen alkuainetilaan, kun taas sulfaattia pelkistävät bakteerit pelkistävät rikin rikkivetyksi. Orgaanisten aineiden hajoamisen lopputuotteita ovat hiilidioksidi, vesi, ammoniakki, mineraalisuolat. Anaerobisissa olosuhteissa hajoaminen menee pidemmälle - vedyksi; muodostuu myös hiilivetyjä.

Orgaanisen aineksen vähentämisen koko sykli on monimutkaisempi ja siihen liittyy suurempi määrä osallistujia. Se koostuu sarjasta peräkkäisiä sidoksia, joiden sarjassa erilaiset tuhoavat organismit muuttavat orgaanisia aineita asteittain ensin yksinkertaisempiin muotoihin ja vasta sen jälkeen epäorgaanisiksi komponenteiksi bakteerien ja sienten vaikutuksesta.

Elävän aineen organisoitumistasot. Tuottajien, kuluttajien ja hajottajien yhteinen toiminta määrää aineiden globaalin biologisen kierron jatkuvan ylläpidon maapallon biosfäärissä. Tätä prosessia tukevat biosfäärin muodostavien tila-funktionaalisten osien luonnolliset suhteet, ja sen tarjoaa erityinen yhteysjärjestelmä, joka toimii biosfäärin homeostaasin mekanismina - ylläpitäen sen vakaata toimintaa muuttuvien ulkoisten ja sisäiset tekijät. Siksi biosfääriä voidaan pitää globaalina ekologisena järjestelmänä, joka varmistaa elämän kestävän ylläpidon sen planetaarisessa ilmenemismuodossa.

Jokaiselle biologiselle (mukaan lukien ekologiselle) järjestelmälle on ominaista tietty toiminto, järjestelmän muodostavien osien (alijärjestelmien) järjestetyt suhteet ja näihin vuorovaikutuksiin perustuvat säätelymekanismit, jotka määrittävät järjestelmän eheyden ja vakauden vaihtelevien ulkoisten tekijöiden taustalla. ehdot. Edellä esitetystä on selvää, että biosfääri rakenteeltaan ja toiminnaltaan vastaa käsitettä biologisesta (ekologisesta) järjestelmästä.

Koko biosfäärin tasolla toteutetaan elävän aineen universaali toiminnallinen yhteys elottomaan luontoon. Sen rakenteelliset ja toiminnalliset komponentit (alajärjestelmät), joiden tasolla tietyt biologisen kierron syklit suoritetaan, ovat biogeosenoosit (ekosysteemit).

2. Pieni aineiden kierto biosfäärissä

Biologinen (biogeokemiallinen) kierto (pieni aineiden kierto biosfäärissä) - aineiden kierto, jonka liikkeellepaneva voima on elävien organismien toiminta. Aineiden biogeokemiallinen kierto tapahtuu biosfäärissä. Kierroksen pääenergialähde on auringon säteily, joka synnyttää fotosynteesiä. Ekosysteemissä orgaanisia aineita syntetisoivat autotrofit epäorgaanisista aineista. Sitten heterotrofit kuluttavat sitä. Elintoiminnan aikana tai organismien kuoleman jälkeen tapahtuvan erittymisen seurauksena orgaaniset aineet mineralisoituvat, ts. muuttuminen epäorgaanisiksi aineiksi. Näitä epäorgaanisia aineita voidaan käyttää uudelleen orgaanisten aineiden synteesiin autotrofien avulla.

Biogeokemiallisissa sykleissä tulisi erottaa kaksi osaa:

1. vararahasto on osa ainetta, joka ei liity eläviin organismeihin;

2. vaihtorahasto - paljon pienempi osa ainetta, joka on yhdistetty organismien ja niiden välittömän ympäristön välisellä suoralla vaihdolla.

Vararahaston sijainnista riippuen biogeokemialliset syklit voidaan jakaa kahteen tyyppiin:

1. kaasutyyppiset kierrot, joissa on reservi aineita ilmakehässä ja hydrosfäärissä (hiilen, hapen, typen kierrot);

2. sedimenttikierrot, joissa on vararahasto maankuoressa (fosforin, kalsiumin, raudan kiertokulku jne.).

Kaasutyyppiset syklit ovat täydellisiä, koska on suuri vaihtorahasto, ja siksi tapoja nopeaan itsesääntelyyn. Sedimenttisyklit ovat vähemmän täydellisiä, ne ovat inerttejä, koska suurin osa aineesta sisältyy maankuoren vararahastoon muodossa, joka ei ole "pääsemätön" eläville organismeille. Sellaiset syklit häiriintyvät helposti erilaisilla vaikutuksilla, ja osa vaihdetusta materiaalista poistuu kierrosta. Se voi palata takaisin kiertoon vain geologisten prosessien seurauksena tai uuttamalla elävällä aineella. Eläville organismeille välttämättömiä aineita on kuitenkin paljon vaikeampi erottaa maankuoresta kuin ilmakehästä.

Biologisen kierron intensiteetti määräytyy ensisijaisesti ympäristön lämpötilan ja veden määrän mukaan. Joten esimerkiksi biologinen kiertokulku etenee intensiivisemmin kosteissa trooppisissa metsissä kuin tundrassa. Lisäksi tundran biologiset prosessit tapahtuvat vain lämpimänä vuodenaikana.

Ekosysteemin tuottajat, kuluttajat, detritofagit ja hajottajat, jotka imevät ja vapauttavat erilaisia ​​aineita, ovat vuorovaikutuksessa keskenään selkeästi ja koordinoidusti. Fotosynteettisten kasvien tuottama orgaaninen aines ja happi ovat tärkeimpiä elintarvikkeita kuluttajien ruoan ja hengityksen kannalta. Samalla kuluttajien päästöt lannan ja virtsan hiilidioksidi ja mineraaliaineet ovat biogeenejä, kipeästi kaivattuja tuottajia. Siksi ekosysteemeissä olevat aineet tekevät lähes täydellisen kierron, joutuvat ensin eläviin organismeihin, sitten abioottiseen ympäristöön ja palaavat jälleen eläviin. Tässä on yksi ekosysteemien toiminnan perusperiaatteista: resurssien vastaanottaminen ja jätteiden käsittely tapahtuu kaikkien elementtien kiertoprosessissa.

Harkitse elävien organismien tärkeimpien aineiden ja alkuaineiden kiertoja. Biogeenisten alkuaineiden pieni biogeokemiallinen kierto sisältää: hiilen, typen, fosforin, rikin jne.

2.1 Hiilen kiertokulku

Hiiltä esiintyy luonnossa monissa muodoissa, myös orgaanisissa yhdisteissä. Tämän alkuaineen biogeenisen kierron taustalla oleva epäorgaaninen aine on hiilidioksidi (CO2). Luonnossa CO2 on osa ilmakehää, ja se on myös liuennut hydrosfääriin. Hiilen sisällyttäminen orgaanisten aineiden koostumukseen tapahtuu fotosynteesiprosessissa, jonka seurauksena sokereita muodostuu CO2:n ja H2O:n perusteella. Myöhemmin muut biosynteettiset prosessit muuttavat nämä hiilet monimutkaisemmiksi, samoin kuin proteiineiksi, lipideiksi. Kaikki nämä yhdisteet eivät vain muodosta fotosynteettisten organismien kudoksia, vaan toimivat myös orgaanisen aineen lähteenä eläimille ja muille kuin vihreille kasveille.

Hengitysprosessissa kaikki organismit hapettavat monimutkaisia ​​orgaanisia aineita; tämän prosessin lopputuote, CO2, vapautuu ympäristöön, jossa se voi jälleen osallistua fotosynteesiprosessiin.

Tietyissä olosuhteissa maaperässä kerääntyneiden kuolleiden jäännösten hajoaminen etenee hitaasti - saprofagien aiheuttaman humuksen muodostumisen kautta, jonka mineralisoituminen sienten ja bakteerien vaikutuksesta voi edetä eri nopeuksilla, mukaan lukien alhainen. Joissakin tapauksissa orgaanisen aineen hajoamisketju on epätäydellinen. Erityisesti hapenpuute tai lisääntynyt happamuus voi estää saprofagien toimintaa. Tässä tapauksessa orgaaniset jäämät kerääntyvät turpeen muodossa; hiili ei vapaudu ja kierto pysähtyy. Samanlaisia ​​tilanteita esiintyi menneinä geologisina aikakausina, mistä ovat osoituksena hiili- ja öljyesiintymät.

Hydrosfäärissä hiilikierron suspensio liittyy CO2:n liittymiseen CaCO3:een kalkkikiven, liidun ja korallien muodossa. Tässä tapauksessa hiili suljetaan pois kierrosta kokonaisten geologisten aikakausien ajan. Ainoastaan ​​organogeenisten kivien nousu merenpinnan yläpuolelle johtaa kierron uusiutumiseen ilmasateiden aiheuttaman kalkkikiven huuhtoutumisen kautta. Ja myös biogeenisellä tavalla - jäkälien, kasvien juurien vaikutuksesta.

Metsät ovat pääasiallinen biologisesti sitoutuneen hiilen varasto; ne sisältävät tätä alkuainetta jopa 500 miljardia tonnia, mikä on 2/3 sen varannosta ilmakehässä. Ihmisen puuttuminen hiilen kiertokulkuun johtaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntymiseen ja kasvihuoneilmiön kehittymiseen.

CO2-kiertonopeus, ts. aika, joka kuluu kaiken ilmakehän hiilidioksidin kulkemiseen elävän aineen läpi, on noin 300 vuotta.

2.2 Typen kierto

Orgaanisten yhdisteiden pääasiallinen typen lähde on ilmakehän koostumuksessa oleva molekyylityppi. Sen siirtyminen elävien organismien saatavilla oleviin yhdisteisiin voidaan suorittaa eri tavoin. Näin ollen ukkosmyrskyjen sähköpurkaukset syntetisoidaan ilman typestä ja hapesta, typpioksidista, joka sadeveden mukana päätyy maaperään nitraatin tai typpihapon muodossa. On myös fotokemiallinen typen kiinnitys.

Tärkeämpi typen assimilaation muoto on typpeä sitovien mikro-organismien toiminta, jotka syntetisoivat monimutkaisia ​​proteiineja. Kun ne kuolevat, ne rikastavat maaperää orgaanisella typellä, joka mineralisoituu nopeasti. Näin maaperään pääsee vuosittain noin 25 kg typpeä hehtaaria kohden.

Tehokkaimman typen sitomisen suorittavat bakteerit, jotka muodostavat symbioottisia sidoksia palkokasvien kanssa. Niiden muodostama orgaaninen typpi diffundoituu ritsosfääriin ja sisältyy myös isäntäkasvin maaelimiin. Näin maaperään ja maanalaisiin kasvinelimiin kertyy vuodessa 150-400 kg typpeä hehtaaria kohden.

On typpeä sitovia mikro-organismeja, jotka muodostavat symbioosin muiden kasvien kanssa. Vesiympäristössä ja erittäin kosteassa maaperässä syanobakteerit sitovat suoraan ilmakehän typpeä. Kaikissa näissä tapauksissa typpi pääsee kasveihin nitraattien muodossa. Nämä yhdisteet kuljetetaan juurien ja reittien kautta lehtiin, joissa niitä käytetään proteiinisynteesiin; jälkimmäiset toimivat eläinten typpiravinnon perustana.

Ulosteet ja kuolleet organismit muodostavat perustan saprofaagiorganismien ravintoketjuille, jotka hajottavat orgaanisia yhdisteitä orgaanisten typpeä sisältävien aineiden asteittaisen muuttuessa epäorgaanisiksi. Viimeinen lenkki tässä pelkistysketjussa on ammoniakkia muodostavat organismit, jotka voivat sitten päästä nitrifikaatiokiertoon. Tällä tavalla typen kiertoa voidaan jatkaa.

Samaan aikaan ilmakehään palaa jatkuvasti typpeä denitrifioivien bakteerien vaikutuksesta, jotka hajottavat nitraatit N2:ksi. Nämä bakteerit ovat aktiivisia maaperässä, jossa on runsaasti typpeä ja hiiltä. Heidän toimintansa ansiosta 1 ha maaperästä haihtuu vuosittain jopa 50-60 kg typpeä.

Typpi voidaan sulkea pois kierrosta kerääntymällä syvän valtameren sedimentteihin. Tietyssä määrin tätä kompensoi molekyylisen N2:n vapautuminen vulkaanisten kaasujen koostumuksessa.

2.3 Fosforin kierto

Kaikista makroravinteista (kaikkeen elämään suuria määriä tarvittavia alkuaineita) fosfori on yksi harvinaisimmista saatavilla olevista varastoista maan pinnalla. Luonnossa fosforia löytyy suuria määriä useissa kivissä. Näiden kivien tuhoutumisprosessissa se joutuu maan ekosysteemeihin tai huuhtoutuu sateen vaikutuksesta ja päätyy lopulta hydrosfääriin. Molemmissa tapauksissa tämä elementti tulee ravintoketjuun. Useimmissa tapauksissa hajottavat organismit mineralisoivat fosforia sisältävät orgaaniset aineet epäorgaanisiksi fosfaateiksi, joita kasvit voivat taas käyttää ja jotka ovat siten jälleen mukana kiertokulkussa.

Meressä osa fosfaateista, joissa on kuolleita orgaanisia jäämiä, joutuu syviin sedimentteihin ja kerääntyy sinne jääden pois kierrosta. Fosforin luonnollista kiertokulkua nykyaikaisissa olosuhteissa tehostaa fosfaattilannoitteiden käyttö maataloudessa, jonka lähteenä ovat mineraalifosfaattiesiintymät. Tämä saattaa olla huolestuttavaa, sillä fosforisuolat huuhtoutuvat nopeasti tällaisesta käytöstä ja mineraalivarojen hyödyntämisen laajuus kasvaa koko ajan. Tällä hetkellä noin 2 miljoonaa tonnia vuodessa.

2.4 Rikkikierto

Rikin päävarasto on sedimentissä ja maaperässä, mutta toisin kuin fosforilla, ilmakehässä on vararahasto. Päärooli rikin osallistumisessa biogeokemialliseen kiertoon kuuluu mikro-organismeille. Jotkut niistä ovat pelkistäviä aineita, toiset ovat hapettavia aineita.

Rikki esiintyy kivissä sulfidien muodossa, liuoksissa - ionin muodossa, kaasufaasissa rikkivedyn tai rikkidioksidin muodossa. Joissakin organismeissa rikki kerääntyy puhtaassa muodossaan (S), ja niiden kuollessa merien pohjalle muodostuu alkuperäisen rikin kerrostumia.

Maan ekosysteemeissä rikki pääsee kasveihin maaperästä pääasiassa sulfaattien muodossa. Elävissä organismeissa rikkiä löytyy proteiineista, ionien muodossa jne. Elävien organismien kuoleman jälkeen osa rikistä pelkistyy maaperässä mikro-organismien toimesta HS:ksi, toinen osa hapettuu sulfaatiksi ja sisällytetään jälleen kiertoon. Syntynyt rikkivety karkaa ilmakehään, hapettuu siellä ja palaa maaperään sateen mukana.

Ihmisen fossiilisten polttoaineiden polttaminen sekä kemianteollisuuden päästöt johtavat rikkidioksidin (SO) kertymiseen ilmakehään, joka vesihöyryn kanssa reagoidessaan putoaa maahan happosateen muodossa.

Ihmiset vaikuttavat suurelta osin biogeokemiallisiin sykleihin. Taloudellinen toiminta rikkoo heidän eristyneisyyttään, heistä tulee asyklisiä.

Johtopäätös

Maapallon pitkän historian aikana on muodostunut monimutkaisia ​​suhteita, jotka tukevat vakaata aineiden kiertoa ja sen mukana elämän olemassaoloa planeettamme globaalina ilmiönä.

Erilaisten elävien organismien yhteistoiminta määrää yksittäisten alkuaineiden ja kemiallisten yhdisteiden luonnollisen kierron, mukaan lukien niiden kulkeutumisen elävien solujen koostumukseen, kemikaalien muuttumisen aineenvaihduntaprosesseissa, vapautumisen ympäristöön ja orgaanisten aineiden tuhoutumisen. jonka seurauksena vapautuu mineraaliaineita, jotka taas sisältyvät biologisiin kiertokulkuihin.

Kiertoprosessit siis tapahtuvat tietyissä ekosysteemeissä, mutta biogeokemialliset syklit toteutuvat täysimääräisesti vain koko biosfäärin tasolla. Ja korkealaatuisten elämänmuotojen yhteinen toiminta varmistaa tiettyjen aineiden erottamisen ulkoisesta ympäristöstä, niiden muuntumisen troofisten ketjujen eri tasoilla ja orgaanisen aineen mineralisoitumisen komponenteiksi, jotka ovat saatavilla seuraavaa kiertokulkua varten (pääelementit siirtyvät Biologisen kierron ketjuissa ovat hiili, vety, typpi, kalium, kalsium jne.).

Bibliografia

1. Kolesnikov S.I. Ekologia. - Rostov-on-Don: "Phoenix", 2003.

2. Petrov K.M. Yleinen ekologia: Yhteiskunnan ja luonnon välinen vuorovaikutus: Uchebn. korvaus. 2. painos - Pietari; Kemia, 1998.

3. Nikolaikin N.I. Ekologia.: Proc. yliopistoille / Nikolaykin N.N., Nikolaykina N.E., Melekhina O.P. - 2. painos, tarkistettu. ja lisä - M .: Bustard, 2003.

4. Khotuntsev Yu.L. Ekologia ja ympäristöturvallisuus: Proc. opintotuki opiskelijoille. korkeampi ped. oppikirja laitokset. - M .: Kustannuskeskus "Akatemia", 2002.

5. Shilov I.A. Ekologia: Proc. biol. ja hunajaa. asiantuntija. yliopistot I.A. Shilov. - 4. painos, Rev. - M .: Higher School, 2003.

Kysymys 1. Mikä on elävien organismien vaikutus biosfääriin?

Elävät olennot osallistuvat aineiden siirtymiseen ja kiertoon luonnossa. Fotosynteettisten aineiden toiminnan ansiosta hiilidioksidin määrä ilmakehässä väheni, happea ilmaantui ja suojaava otsonikerros muodostui. Elävien organismien toiminta määrittää maaperän koostumuksen ja rakenteen (hajottajien orgaanisten jäämien käsittely), suojaa sitä eroosiolta. Eläimet ja kasvit määräävät suurelta osin myös erilaisten aineiden pitoisuuden hydrosfäärissä (erityisesti pienissä vesistöissä). Jotkut organismit pystyvät valikoivasti absorboimaan ja keräämään tiettyjä kemiallisia alkuaineita - piitä, kalsiumia, jodia, rikkiä jne. Elävien olentojen toiminnan tuloksena ovat kalkkikiven, rauta- ja mangaanimalmien, öljyn, hiilen ja kaasuvarat.

Kysymys 2. Kerro meille veden kiertokulkusta luonnossa.

Veden kiertokulku on erittäin tärkeä biosfäärin olemassaolon kannalta. Vesi haihtuu pääasiassa valtamerten pinnalta. Lisäksi tuulet kantavat sitä osittain vesihöyrynä ja putoaa sateena maan päälle. Vesi palaa valtamereen jokien ja pohjaveden kautta.

Myös elävät olennot osallistuvat veden kiertokulkuun. Kasvit imevät suuria määriä vettä maaperästä ja haihduttavat sitä lehtiensä pinnalta. Päiväntasaajan metsissä tällainen kosteuden haihtuminen pehmentää ilmastoa merkittävästi. Pohjoisissa metsissä vettä haihduttamattomat havupuut (erityisesti kuusi) ja niiden alla kasvavat sammalet voivat edistää vesistöä ja maaperän kastumista.

Kysymys 3. Mitkä organismit imevät hiilidioksidia ilmakehästä?

Ilmakehän hiilidioksidi imeytyy fotosynteettisiin eliöihin, jotka omaksuvat sen ja varastoivat sen orgaanisten yhdisteiden (ensisijaisesti glukoosin) muodossa. Lisäksi osa ilmakehän hiilidioksidista liukenee merien ja valtamerten veteen, ja sitten eläimet - nilviäiset, korallit, sienet, jotka käyttävät karbonaatteja kuorien ja luurangojen rakentamiseen, voivat ne hiilihappoionien muodossa vangita. Niiden toiminnan seurauksena voi olla sedimenttikivien (kalkkikivi, liitu jne.) muodostumista.

Kysymys 4. Kuvaile tapaa, jolla kiinteä hiili palautuu ilmakehään.

Hengitysprosessissa eläimet, kasvit ja mikro-organismit hapettavat orgaanista ainetta hiilidioksidiksi ja vapauttavat sen ilmakehään. Lisäksi ihmisen toiminta edistää hiilen palautumista ilmakehään. Joka vuosi noin 5 miljardia tonnia hiiltä pääsee ilmaan fossiilisten polttoaineiden polttamisen seurauksena ja jopa 2 miljardia tonnia puunkäsittelystä. Hiilen palautuminen ilmakehään sedimenttikivistä riippuu tulivuoren aktiivisuudesta ja geokemiallisista prosesseista.

Kysymys 5. Mitkä tekijät elävien organismien toiminnan lisäksi vaikuttavat planeettamme tilaan?

Elävien organismien toiminnan lisäksi planeettamme tilaan vaikuttavat abioottiset tekijät: litosfäärilevyjen liikkeet, tulivuoren toiminta, joet ja merisurffaus, ilmasto-ilmiöt, kuivuus, tulvat ja muut luonnonprosessit. Jotkut heistä toimivat hyvin hitaasti; toiset pystyvät lähes välittömästi muuttamaan useiden ekosysteemien tilaa (laajuinen tulivuorenpurkaus; voimakas maanjäristys, johon liittyy tsunami; metsäpalot; suuren meteoriitin putoaminen).

Kysymys 6. Kuka toi ensimmäisenä termin "noosfääri" tieteeseen?

Noosfääri (kreikan sanasta noos - mieli) on käsite, joka tarkoittaa luonnon ja ihmisen välistä vuorovaikutusta; tämä on biosfäärin evoluution uusi tila, jossa ihmisen rationaalinen toiminta tulee ratkaisevaksi tekijäksi sen kehityksessä. Ranskalaiset tiedemiehet Edouard Lepya (1870-1954) ja Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955) esittelivät termin "noosfääri" ensimmäisen kerran tieteeseen vuonna 1927.

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Lähetetty http:// www. kaikkea hyvää. fi/

• VYATKA VALTION MAATALOUSAKATEMIA
• Agronomian tiedekunta
• TESTATA
• Sisältö

1. Elävien organismien ominaisuudet. Elävien organismien rooli biosfäärin muodostumisessa

1.1 Biokemialliset periaatteet

1.2 Elävän aineen elintärkeän toiminnan heijastus biosfäärin toimintaan

1.3 Elävän aineen toiminnot biosfäärissä

2. Ympäristön saastuminen, sen tyypit, esineet ja mittakaavat. Tärkeimmät ympäristön saastumisen lähteet

2.1 Ympäristön saastumisen tyypit

2.2 Ympäristön saastumisen laajuus

2.3 Ympäristön saastumisen lähteet

3. Kasviresurssit, määrälliset ja laadulliset ominaisuudet. Harvinaisten kasvilajien suojelu. Metsien ja luonnonrehumaiden suojelu

3.1 Kasviresurssit, määrälliset ja laadulliset ominaisuudet

3.2 Harvinaisten kasvilajien suojelu

3.3 Metsien ja luonnollisten niittyjen suojelu

Kirjallisuus

1. Elävien organismien ominaisuudet. Elävien organismien rooli biosfäärin muodostumisessa

Maan pinta ei sisällä voimakkaampaa, jatkuvasti vaikuttavaa dynaamista voimaa kuin elävät organismit. Elävän aineen opin mukaan tälle kuorelle on osoitettu kosminen tehtävä, joka toimii linkkinä maan ja ulkoavaruuden välillä. Osallistumalla fotosynteesiin, luonnollisten aineiden vaihtoon ja muuntamiseen, elävä aine suorittaa käsittämätöntä kemiallista työtä.

Elävän aineen käsitteen kehitti kuuluisa tiedemies V. I. Vernadsky, joka tarkasteli erikseen biologista massaa muun tyyppisten orgaanisten aineiden joukossa, jotka muodostavat maapallon biosfäärin. Tutkijan mukaan elävät organismit muodostavat merkityksettömän osan biosfääristä. Kuitenkin heidän elintärkeä toimintansa vaikuttaa konkreettisimmin ympäröivän maailman muodostumiseen.

Tiedemiehen käsityksen mukaan biosfäärin elävä aines koostuu molemmista orgaaniset ja epäorgaaniset aineet. Elävän aineen tärkein erityispiirre on valtavan energiapotentiaalin läsnäolo. Mitä tulee vapaan energian vapautumiseen planeetan epäorgaanisessa ympäristössä, vain vulkaanisia laavavirtoja voidaan verrata elävään aineeseen. Suurin ero elottoman ja elävän aineen välillä on kemiallisten reaktioiden nopeus, joka jälkimmäisessä tapauksessa tapahtuu miljoonia kertoja nopeammin. Professori Vernadskyn opetusten perusteella elävän aineen läsnäolo maapallon biosfäärissä voi ilmetä useissa muodoissa:

biokemiallinen (osallistuminen kemikaalien vaihtoon, geologisten kuorien muodostuminen);

· mekaaninen (biomassan suora vaikutus aineellisen maailman muutokseen).

Biokemiallinen muoto Planeetan biomassan "aktiivisuus" ilmenee jatkuvassa aineiden vaihdossa ympäristön ja organismien välillä ruoansulatuksen aikana, elimistön rakentamisessa.

Mekaaninen vaikutus Elävän aineen vaikutus ympäröivään maailmaan on aineiden syklisessä liikkeessä organismien elämän aikana.

1.1 Biokemialliset periaatteet

Saadaksesi täydellisen kuvan elävän aineen "työmäärästä" elämänprosessissa, useat tieteelliset säännökset, jotka tunnetaan nimellä biokemialliset periaatteet, mahdollistavat:

· kemiallisten aineiden atomien liikkeellä biogeenisen kulkeutumisen aikana on aina taipumus saavuttaa mahdollisimman suuria ilmentymiä;

· lajien evoluutiomuutos on menossa suuntaan, joka tehostaa alkuaineatomien vaeltamista;

· biomassan olemassaolo johtuu aurinkoenergian läsnäolosta;

· planeetan elävä aines on suljettu jatkuvaan kemiallisten aineiden vaihtokierrokseen avaruusympäristön kanssa.

1.2 Elävän aineen elintärkeän toiminnan heijastus biosfäärin toimintaan

Elämä syntyi biosfäärin muodossa orgaanisen massan kyvystä lisääntyä, kasvaa ja kehittää muotoja. Aluksi planeetan elävä kuori oli orgaanisten aineiden kompleksi, joka muodostaa alkuaineiden kierron. Elävien organismien kehityksen ja muuntumisen aikana elävä aine sai kyvyn toimia paitsi jatkuvana energiavirtauksena, myös kehittyä monimutkaisena järjestelmänä. Maapallon orgaanisen kuoren uudet tyypit eivät vain löydä juuriaan aiemmista muodoista. Niiden esiintyminen johtuu tiettyjen biogeenisten prosessien kulusta luonnollisessa ympäristössä, mikä puolestaan ​​​​vaikuttaa kaikkeen elävään aineeseen, elävien organismien soluihin. Jokaiselle biosfäärin evoluution vaiheelle on ominaista havaittavissa olevat muutokset sen materiaali- ja energiarakenteessa. Siten syntyy uusia planeetan inertin ja elävän aineen järjestelmiä. Biomassan vaikutuksen kasvu planeetan inerttien järjestelmien muutokseen on havaittavissa poikkeuksetta kaikkien aikakausien tutkimuksessa. Tämä johtuu ensinnäkin aurinkoenergian kertymisen lisääntymisestä sekä elementtien biologisen kierron intensiteetin ja kapasiteetin lisääntymisestä. Muutos ympäristössä määrää aina uusien monimutkaisten elämänmuotojen syntymisen.

1.3 Elävän aineen toiminnot biosfäärissä

Sama Vernadsky pohti biomassan toimintoja ensimmäistä kertaa kirjoittaessaan kuuluisaa "Biosfääri" -teosta. Tässä tiedemies tunnistaa yhdeksän elävän aineen tehtävää: happi, kalsium, kaasu, hapettava, pelkistävä, tuhoava, keskittyvä, pelkistävä, metabolinen, hengitystie.

Nykyaikaisten käsitysten kehittyminen biosfäärin elävästä aineesta on johtanut elävän aineen toimintojen määrän merkittävään vähenemiseen ja niiden yhdistymiseen uusiin ryhmiin.

Elävän aineen energiatoiminnot. Jos puhumme elävän aineen energiatoiminnoista, ne laitetaan ensinnäkin kasveille, joilla on kyky fotosynteesiin ja muuntaa aurinkoenergiaa erilaisiksi orgaanisiksi yhdisteiksi. Auringosta lähtevät energiavirrat ovat todellinen sähkömagneettisen luonnon lahja kasveille. Yli 90 % planeetan biosfääriin tulevasta energiasta imeytyy litosfääriin, ilmakehään ja hydrosfääriin, ja se on myös suoraan osallisena kemiallisten prosessien kulussa. Vihreiden kasvien energian muuntamiseen tähtäävät elävän aineen toiminnot ovat elävän aineen päämekanismi. Ilman aurinkoenergian siirtymis- ja kerääntymisprosesseja elämän kehittyminen planeetalla olisi kyseenalainen.

Elävien organismien tuhoisat toiminnot. Kyky mineralisoida orgaanisia yhdisteitä, kivien kemiallinen hajoaminen, kuollut orgaaninen aines, mineraalien osallistuminen biomassan kiertoon - kaikki nämä ovat elävän aineen tuhoavia toimintoja biosfäärissä. Biosfäärin tuhoavien toimintojen tärkein liikkeellepaneva voima ovat bakteerit, sienet ja muut mikro-organismit. Kuolleet orgaaniset yhdisteet hajoavat epäorgaanisten aineiden tilaan (vesi, ammoniakki, hiilidioksidi, metaani, rikkivety) ja palaavat alkuperäiseen ainekiertoon. Eliöiden tuhoava vaikutus kiviin ansaitsee erityistä huomiota. Aineiden kierron ansiosta maankuori täydentyy litosfääristä vapautuvilla mineraalikomponenteilla. Osallistumalla mineraalien hajoamiseen elävät organismit sisällyttävät siten koko joukon tärkeimpiä kemiallisia alkuaineita biosfäärin kiertokulkuun.

keskittymistoiminnot. Aineiden valikoiva kertyminen luontoon, niiden jakautuminen, elävän aineen kierto - kaikki tämä muodostaa biosfäärin keskittymistoiminnot. Mikro-organismeilla on erityinen rooli kemiallisten alkuaineiden aktiivisimpien keskittäjien joukossa. Eläinmaailman yksittäisten edustajien luurangojen rakentaminen johtuu hajallaan olevien mineraalien käytöstä. Eläviä esimerkkejä tiivistettyjen luonnon alkuaineiden käytöstä ovat nilviäiset, piilevät ja kalkkilevät, korallit, radiolaarit, piikivisienet.

Kaasutoiminnot. Elävän aineen kaasuominaisuuden perusta on kaasumaisten aineiden jakautuminen elävien organismien toimesta. Muunnettavien kaasujen tyypin perusteella erotetaan useita yksittäisiä kaasutoimintoja:

happea muodostava - planeetan happisaannin palauttaminen vapaassa muodossa;

Dioksidi - biogeenisten hiilihappojen muodostuminen eläinmaailman edustajien hengityksen seurauksena;

· otsoni - otsonin muodostuminen, joka edistää biomassan suojaamista auringon säteilyn tuhoisilta vaikutuksilta;

Typpi - vapaan typen muodostuminen orgaanista alkuperää olevien aineiden hajoamisen aikana.

Ympäristöä muodostavat toiminnot. Biomassalla on kyky muuttaa ympäristön fysikaalisia ja kemiallisia parametreja luomaan olosuhteet, jotka vastaavat elävien organismien tarpeita. Esimerkkinä voidaan nostaa esiin kasviympäristö, jonka elintärkeä toiminta edistää ilman kosteuden nousua, pintavirtauksen säätelyä ja ilmakehän happirikastumista. Tietyssä määrin ympäristöä muodostavat toiminnot ovat seurausta kaikista edellä mainituista elävän aineen ominaisuuksista.

Ihmisen rooli biosfäärin muodostumisessa. Ihmisen syntyminen erillisenä lajina heijastui vallankumouksellisen tekijän ilmaantumisena biologisen massan kehityksessä - ympäröivän maailman tietoisessa muutoksessa. Teknologinen ja tieteellinen kehitys ei ole vain ihmisen sosiaalisen elämän ilmiö, vaan se viittaa jollain tavalla kaiken eläimen luonnollisiin kehitysprosesseihin. Ihminen on muinaisista ajoista lähtien muuntanut biosfäärin elävää ainetta, mikä on näkynyt kemiallisen ympäristön atomien vaeltamisen lisääntymisenä, yksittäisten geosfäärien muuttumisena, energiavirtojen kertymisenä biosfääriin ja muutos maan ulkonäössä. Tällä hetkellä ihmistä ei pidetä vain lajina, vaan myös voimana, joka pystyy muuttamaan planeetan kuoria, mikä puolestaan ​​on erityinen tekijä evoluutiossa. Luonnollinen halu lisätä lajin kantaa on johtanut ihmislajin biosfäärin uusiutuvien ja uusiutumattomien luonnonvarojen, energialähteiden, planeetan kuoriin hautautuneiden aineiden aktiiviseen käyttöön. Eläinmaailman yksittäisten edustajien siirtyminen luonnollisista elinympäristöistään, lajien tuhoaminen kuluttajatarkoituksiin, ympäristöparametrien teknogeeninen muutos - kaikki tämä merkitsee biosfäärin tärkeimpien elementtien katoamista.

2. Ympäristön saastuminen, sen tyypit, esineet ja mittakaavat. Tärkeimmät ympäristön saastumisen lähteet

Alla saastuminen ympäristöllä tarkoitetaan mitä tahansa elävien tai ei-elävien komponenttien, jotka eivät ole sille ominaisia, tuomista tähän tai tuohon ekologiseen järjestelmään, fysikaalisia tai rakenteellisia muutoksia, jotka keskeyttävät tai häiritsevät kierto- ja aineenvaihduntaprosesseja, energiavirtoja tuottavuuden laskulla. tai tämän ekosysteemin tuhoaminen.

Tämän käsitteen yksityiskohtaisen määritelmän on antanut kuuluisa ranskalainen tiedemies F. Ramad (1981): "Saastuminen on ympäristön epäsuotuisa muutos, joka on kokonaan tai osittain seurausta ihmisen toiminnasta ja muuttaa suoraan tai välillisesti tulevan energian jakautumista, säteilytasoja, ympäristön fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia sekä elävien olentojen olemassaoloa. . Nämä muutokset voivat vaikuttaa ihmiseen suoraan tai maataloustuotteiden, veden tai muiden biologisten tuotteiden (aineiden) kautta.".

Erottele luonnollisten, usein katastrofaalisten syiden, kuten tulivuorenpurkauksen, aiheuttama luonnollinen saaste ja ihmisen toiminnasta johtuva saastuminen.

Ihmisten aiheuttamat epäpuhtaudet jaetaan aineisiin (pöly, kaasut, tuhka, kuona jne.) ja fysikaalisiin tai energiaan (lämpöenergia, sähkö- ja sähkömagneettiset kentät, melu, tärinä jne.).

Aineelliset epäpuhtaudet jaetaan mekaanisiin, kemiallisiin ja biologisiin. Mekaanisia saasteita ovat ilmakehän ilman pöly ja aerosolit, vedessä ja maaperässä olevat kiinteät hiukkaset.

Kemialliset (ainesosat) epäpuhtaudet ovat erilaisia ​​kaasumaisia, nestemäisiä ja kiinteitä kemiallisia yhdisteitä ja alkuaineita, jotka pääsevät ilmakehään, hydrosfääriin ja ovat vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa - hapot, emäkset, rikkidioksidi, emulsiot ja muut.

2.1 Ympäristön saastumisen tyypit

Ympäristön saastuminen luokitellaan useiden ominaisuuksien mukaan.

Ympäristön saastumisen luokitus on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1. Ympäristön saastumisen päätyypit (N. F. Reimersin, 1990 mukaan)

luonnon saastuminen syntyvät luonnollisten, katastrofaalisten prosessien seurauksena (esimerkiksi voimakas tulivuorenpurkaus, maanjäristys, mutavirta jne.) ilman ihmisen vaikutusta näihin prosesseihin, vaikka ihmisen antropogeeninen toiminta joskus edesauttaa näiden prosessien syntymistä.

Bioottinen(biogeeninen) (biogeenit eli useiden mikroskooppisten sienten (jota kutsutaan yleisesti homeiksi) jätetuotteet ovat mykotoksiineja. Näillä tekijöillä voi olla vakava haitallinen vaikutus ihmisten ja eläinten terveyteen) saastuminen liittyy tiettyjen, yleensä ei-toivottuja ihmisten näön kannalta, biogeenisiä aineita (eritteitä, ruumiita jne.) alueella (tai vesialueella), jolla niitä ei ole aiemmin havaittu.

Mikrobiologinen(mikrobinen) saastuminen johtuu siitä, että ympäristöön ilmaantuu epätavallisen suuri määrä mikro-organismeja, jotka liittyvät niiden joukkolisääntymiseen ympäristöissä, jotka ovat muuttuneet ihmisen toiminnan seurauksena (esimerkiksi vaaralliset tartuntataudit, kuten aasialainen kolera ja vatsan lavantauti, punatauti ja virushepatiitti).

Ihmisten aiheuttama saastuminen ovat seurausta ihmisen toiminnasta. Ihmisperäisen saastumisen voimakkuus liittyy suoraan maailman väestön kasvuun ja ennen kaikkea suurten teollisuuskeskusten kehitykseen.

teollisuuden saastuminen yksittäisen yrityksen tai niiden yhdistelmän aiheuttamia sekä kuljetusten aiheuttamia.

maatalouden saastuminen jotka aiheutuvat torjunta-aineiden, lehtienpoistoaineiden ja muiden aineiden käytöstä, lannoitteiden levityksestä sellaisissa määrissä, joita viljelykasvit eivät imeydy, eläinjätteen upottamisesta ja muista maataloustuotantoon liittyvistä toimista.

sotilaallinen saastuminen syntyvät sotilasteollisuuden yritysten toiminnan, sotilasmateriaalien ja -varusteiden kuljetuksen, aseiden testauksen, sotilaslaitosten käytön ja koko sotilasvälinekompleksin seurauksena vihamielisyyksien sattuessa. Ydinasekokeiden negatiiviset vaikutukset ovat edelleen olemassa, ja näiden aseiden massiivinen käyttö voi johtaa "ydintalveen".

Vaikutusmekanismin mukaan saastuminen jaetaan:

- mekaaninen;

– fyysinen (lämpö, ​​valo, akustinen, sähkömagneettinen);

- kemiallinen;

– säteily;

- biologinen (bioottinen, mikrobiologinen).

Kaikki maapallon kuoret ovat alttiina saasteille.

Ilmansaaste- elinympäristöön haitallisesti vaikuttavien tai aineellisia arvoja vahingoittavien fysikaalisten tekijöiden joutuminen ilmaan tai muodostuminen siihen kemiallisten aineiden tai eliöiden avulla sekä ihmisen toiminnasta aiheutuvien fyysisten kenttien muodostuminen.

Hydrosfäärin saastuminen- pilaavien aineiden pääsy veteen sellaisina määrinä ja pitoisuuksina, jotka voivat häiritä normaaleja ympäristöolosuhteita suurissa vesistöissä.

Maaperän saastuminen- uusien, yleensä epätyypillisten fysikaalisten, kemiallisten tai biologisten tekijöiden joutuminen ja ilmaantuminen maaperään, jotka muuttavat maanmuodostusprosessin kulkua (hidastavat sitä), vähentävät jyrkästi tuottavuutta, aiheuttavat saasteiden kerääntymistä kasveihin (esim. raskasmetallit), joista nämä saasteet pääsevät suoraan tai epäsuorasti (kasvi- tai eläinravinnon kautta) ihmiskehoon.

Tällä hetkellä on avaruuden saastuminen- Maan lähialueen ja ulkoavaruuden yleinen saastuminen avaruusesineillä. Vaarallisin on radioaktiivinen saastuminen, joka johtuu kiertoradalle laskemisesta ja ydinreaktorien tuhoutumisesta "avaruusjätteen" lisäksi, joka häiritsee radiotekniikan ja tähtitieteellisten instrumenttien normaalia toimintaa.

2.2 Ympäristön saastumisen laajuus

Saastumisasteen mukaan jaetaan:

· Paikallinen saastuminen kattaa pieniä alueita, yleensä yrityksen, asutuksen jne.

· Alueellinen saastuminen löytyy suurilta alueilta.

· globaali saastuminen löytyy kaikkialta maailmasta ja kaukana niiden lähteestä, ne kattavat suuria tiloja ja uhkaavat suuren määrän ihmisiä ja organismeja.

2.3 Ympäristön saastumisen lähteet

Nykyään on yleisesti hyväksytty, että teollisuustuotanto saastuttaa ilmaa eniten. Saastumisen lähteet:

- lämpövoimalat, jotka yhdessä savun kanssa vapauttavat rikkidioksidia ja hiilidioksidia ilmaan;

- metallurgiset yritykset, erityisesti ei-rautametallien metallurgia, jotka päästävät ilmaan typen oksideja, rikkivetyä, klooria, fluoria, ammoniakkia, fosforiyhdisteitä, hiukkasia ja elohopean ja arseenin yhdisteitä; kemian- ja sementtitehtaita.

Haitallisia kaasuja pääsee ilmaan teollisuuden tarpeisiin käytettävän polttoaineen palamisen, kodin lämmityksen, kuljetuksen, polton ja kotitalous- ja teollisuusjätteiden käsittelyn seurauksena.

Maatalouden osuus ympäristön saastumisesta kasvaa. Tämä johtuu kahdesta syystä. Ensimmäinen on suurten kotieläinkompleksien rakentamisen lisääminen ilman syntyvien jätteiden käsittelyä ja niiden hävittämistä, ja toinen on kivennäislannoitteiden ja torjunta-aineiden käytön lisääminen, mikä yhdessä sadevirtojen ja pohjaveden kanssa jokiin ja järviin aiheuttaen vakavia vahinkoja suurille vesistöille, niiden kalakannoille ja kasvillisuudelle. biosfääri vegetatiivinen rehumaa

Joka vuosi yhden maan asukkaan päälle putoaa yli 20 tonnia jätettä. Pääasialliset saastekohteet ovat ilmakehän ilma, vesistöt, mukaan lukien Maailman valtameri, maaperä. Joka päivä ilmakehään pääsee tuhansia ja tuhansia tonneja hiilimonoksidia, typen oksideja, rikkiä ja muita haitallisia aineita. Ja vain 10 % tästä määrästä imeytyy kasveihin. Rikkioksidi (rikkikaasu) on tärkein saaste, jonka lähde on lämpövoimalaitokset, kattilarakennukset ja metallurgiset laitokset.

Rikkidioksidin pitoisuus typen oksideissa aiheuttaa happosadetta, joka tuhoaa satoa, kasvillisuutta ja vaikuttaa haitallisesti kalakantojen tilaan. Rikkidioksidin ohella palamisen seurauksena muodostuva hiilidioksidi vaikuttaa negatiivisesti ilmakehän tilaan. Sen lähteitä ovat lämpövoimalaitokset, metallurgiset laitokset, liikenne. Kaikkien aikaisempien vuosien aikana hiilidioksidin osuus ilmakehästä on kasvanut 20 % ja jatkaa kasvuaan 0,2 % vuodessa. Jos tällaiset kasvuvauhdit säilyvät, vuoteen 2000 mennessä hiilidioksidin osuus ilmakehässä kasvaa 30-40 %.

Kaikissa maailman taloudellisesti kehittyneissä maissa maantieliikenne on liikenteen volyymilla mitattuna johtavassa asemassa, useimmissa maissa myös kuljetustöissä. Maailman pysäköintialue kasvaa jatkuvasti ja on ylittänyt 400 miljoonaa yksikköä. Kuitenkin, kun motorisaation laajuus ja vauhti kasvavat näin merkittävästi, tähän prosessiin liittyy useita vakavia ongelmia, jotka liittyvät haitallisiin ympäristöllisiin ja sosiaalisiin seurauksiin.

Tieliikenteen ympäristövaikutuksiin liittyy luonnonvarojen kulutuksen lisäksi myös ympäristön saastuminen. Ekologisesta näkökulmasta ympäristön saastuminen on ekologisiin järjestelmiin liittyvien häiriöiden kompleksi. Jos häiriön taso ylittää organismin kyvyn sopeutua, tämä johtaa sen kuolemaan tai sortoon. Häiriöiden esiintyminen ekologisissa järjestelmissä voi liittyä erilaisten jätteiden tuomiseen (ainesosien saastuminen), tuottamattomiin energiahäviöihin (parametrinen saastuminen), peruuttamattomiin muutoksiin luonnollisissa ekologisissa järjestelmissä (ympäristön saastuminen).

Ainesosasaasteen kohteita ovat ilmakehä, hydrosfääri ja litosfääri eli tärkeimmät ihmisen ympäristön muodostavat komponentit. Ihminen avasi aineiden kiertokulkua luonnossa ja loi keinotekoisia lineaarisia tapahtumaketjuja.

Yksi näistä ketjuista on helposti jäljitettävissä esimerkin avulla polttoaineen käytöstä tieliikenteessä. Öljy uutetaan maan suolistosta, jalostetaan polttoaineeksi, joka poltetaan moottorin sylintereissä. Tämä tuottaa jätettä (pakokaasuja), jotka saastuttavat ilmaa, vettä ja maaperää. Tällaisia ​​piirejä on monia autojen toiminnassa. Saasteen ainesosien joukossa on satoja aineita ja kemiallisia yhdisteitä, jotka ovat usein erittäin vaarallisia eläville organismeille, kiinteässä, nestemäisessä ja kaasumaisessa tilassa. Massiivisimpia niistä ovat pakokaasujen myrkylliset ja myrkyttömät komponentit (EG), öljytuotteet, orgaanisia ja epäorgaanisia aineita sisältävä pöly, kloridit, ajoneuvojen tuotannosta ja käytöstä syntyvä jäte. Samaan aikaan haitallinen vaikutus lisääntyy liikenteen lisääntyessä, haitallisia komponentteja kerääntyy jatkuvasti ympäristöön.

Polttoaineen palamisen aikana moottorin sylintereissä vain osa kemiallisesta energiasta muuttuu hyödylliseksi mekaaniseksi työksi. Loput energiasta menee hukkaan. Parhailla automoottoreilla nämä häviöt ovat yli 55 %. Osa moottorista vetopyörille siirtyvästä energiasta kuluu vaihteiston häviöiden ja liikevastuksen voittamiseksi. Suurin osa käyttämättömästä energiasta muunnetaan lämmöksi, loput muun tyyppiseksi parametriseksi saasteeksi.

Motorisaation kehittyminen johtaa luonnollisten ekologisten järjestelmien merkittävään muutokseen. Autojen yleistyessä yhä useammat ihmiset pääsevät heiltä aiemmin suljettuihin luonnonkokonaisuuksiin, joiden kuormitus ylittää usein heidän virkistyskykynsä. Seurauksena ekologisissa järjestelmissä tavanomaiset yhteydet katkeavat, eläinten asutukseen soveltuvien paikkojen määrä vähenee ja järjestelmän tuottavuus heikkenee. Tieliikenteen vaarallisuus ja ympäristövaikutusten aste vaihtelevat kaupungeissa ja esikaupunkialueilla.

AT kaupungit Tämä vaikutus on selvimmin seuraavassa:

– autojen lisääntynyt polttoaineenkulutus;

- kaupunkialueiden merkittävien alueiden tarve;

– myrkyllisten pakokaasukomponenttien aiheuttama ilman saastuminen;

– kaupunkien vesistöjen saastuminen; kaikenlainen parametrinen saaste.

Esikaupunkialueilla Tämä:

- suurten alueiden tarve teiden ja muiden rakenteiden rakentamiseen;

– maaperän pintakerrosten saastuminen; altaiden ja pohjaveden saastuminen;

- ekologisen tasapainon rikkominen teiden rakentamisen ja käytön alalla.

Sekä kaupunki- että esikaupunkioloissa yhteiskunta kärsii vaurioista, jotka liittyvät kehittyneen motorisaation negatiivisiin sosioekonomisiin seurauksiin.

Yleisesti ottaen nykyaikaisille kaupungeille on ominaista tieliikenteen suurempi vaikutus ympäristöön ja vastaavasti suurempi vaara väestölle.

Epäsuotuisaa tilannetta pahentaa myös se, että tieliikenteen aiheuttamaa ympäristön saastumista on lähes mahdoton paikallistaa ja kaupungin väestö altistuu sille jopa asuinalueella.

Taulukko 1 - Tärkeimmät ympäristön epäpuhtaudet

Saastuttavien aineiden tyypit	Pääasialliset saastelähteet	Mahdollinen vaikutusilmakehän tilastaekosysteemeihin, eliöihin
rikkioksidi (IV),rikkidioksidi,SO2	Polttoaineen poltto, metallurgia	Ilmastonmuutos, "happosaostumisen" muodostuminen, ihmisten hengityselinsairauksien paheneminen, kasvien vaurioituminen, rakennusmateriaalien ja joidenkin kankaiden korroosio, metallirakenteiden lisääntynyt korroosio
painotettuhiukkanen,sisältävätraskasmetallit	Kaivostoiminta, kyntö, metallurgia	Ilmastonmuutos, otsonikerroksen olosuhteet, lisääntyneet raskasmetallipitoisuudet ravintoketjuissa
Otsoni,O3	Valokemialliset reaktiot ilmakehässä	Ilmastonmuutos, kielteinen vaikutus ihmisten terveyteen
typpioksidit,NOx	Polttoaineen poltto, kuljetus, typpipitoiset mineraalilannoitteet, lentoliikenne	Ilmastonmuutos, otsonikerroksen tila, "happosaostumisen" muodostuminen. Nitraattien (nitriittien) pitoisuuden lisääminen ravintoketjuissa, lisääntynyt korroosio, savusumu jne.
Dioksidihiili (IV),hiilidioksidi,CO2	Polttoaineen poltto, kuljetus	Ilmastonmuutos, "kasvihuoneilmiö"
Merkurius,hg	Elohopeaa sisältävien malmien kehittäminen, kloorin, soodan, useiden torjunta-aineiden tuotanto, kaatopaikat
Johtaa,Pb	Kuljetus, metallurgia	Kertyminen organismeihin ravintoketjujen varrella
kadmium,CD; sinkki,Zn;kupari,Cuja muut raskasmetallit	Kemianteollisuus, metallurgia	Vesistöjen asukkaiden kuolema ravintoketjuihin kertymisen vuoksi jne.
Hiilimonoksidi (II), hiilimonoksidi,NIIN	Polttoaineen poltto, kuljetus	Ilmastonmuutos, yläilmakehän lämpötasapainon rikkominen
Asbesti	Rakennusmateriaalit	Vaikutus ihmisten terveyteen
Öljy	petrokemian teollisuus	Hydrosfäärin ja ilmakehän välisen lämmönvaihdon rikkominen, vesieliöiden kuolema
Polysykliset hiilivedyt(bentsopyreeni)	Kemianteollisuus, polttoaineiden poltto, kuljetus, tupakointi	Ilmastonmuutos, otsonikerroksen olosuhteet, kielteiset vaikutukset ihmisten terveyteen
Fosfaatit	Kemianteollisuus, fosfaattilannoitteiden valmistus	Jokien, järvien ekologinen tila
Torjunta-aineet	Kemianteollisuus, torjunta-aineiden tuotanto	Kertyminen organismeihin ravintoketjujen varrella
Hiilivetyjen fluorikloorijohdannaiset (freonit)	Kylmäteollisuus, aerosolipakkausteollisuus	Maapallon otsonikerroksen tuhoutuminen, ilmastonmuutos
Säteily	Luonnolliset (lähinnä radonkerros) ja keinotekoiset lähteet (sairaanhoito, ydinaseiden testaus, ydinvoimalat)	Pahanlaatuiset kasvaimet ja geneettiset muutokset (mutaatiot)
Dioksiinit -hypertoksinenliitännät	Polttoaineen poltto, jätteenpoltto, muhveliuunien käyttö, metallien sulatus, autojen moottoreiden käyttö lyijypitoisella bensiinillä; metallurgian, öljynjalostuksen ja kemianteollisuuden yritysten fenolipitoiset jätevedet, fenoleja tai niiden esiasteita sisältävän veden desinfiointi kloorilla - luonnonvesissä esiintyvät ligniinit, humus- ja fulvohapot; tuulen puhaltamaa pölyä hylätyiltä myrkyllisiltä kaatopaikoilta.	Fysiologinen vaikutusalue on erittäin laaja: ne vähentävät immuunijärjestelmän tehokkuutta; aiheuttavat pahanlaatuisia muodostumia (yhdiste 2, 3, 7, 8-TCDD:lle annettiin korkein karsinogeenisen vaaran luokka - ryhmä I), vaikuttavat umpieritysrauhasiin, estävät kilpirauhasen toimintaa ja lisäävät diabeteksen riskiä; aiheuttaa ihosairauksia, kuten hyperpigmentaatiota, hypertrikoosia (liiallista karvankasvua); aiheuttaa synnynnäisiä epämuodostumia, neurologisia patologioita, häiritsee kehon aineenvaihduntaa, lisää sydän- ja verisuonisairauksien riskiä. Dioksiineja ei käytännössä erity elimistöstä, vaan ne kerääntyvät rasvakudokseen. Ilmeisesti ainoa turvallinen dioksiinien taso ympäristössä on niiden puuttuminen.

3. Kasviresurssit, määrälliset ja laadulliset ominaisuudet. Harvinaisten kasvilajien suojelu. Metsien ja luonnonrehumaiden suojelu

3.1 Kasviresurssit, määrälliset ja laadulliset ominaisuudet

kasviresurssit- nämä ovat kaikki kasviorganismeja (korkeammat kasvit, sienet, sammalet, jäkälät, levät), jotka kasvavat alueilla ja vesialueilla ja joita käytetään tai voidaan käyttää yhteiskunnan erilaisiin tarpeisiin. Niistä metsävarat ovat erityisen taloudellisesti tärkeitä.

Metsät peittävät noin kolmanneksen maailman pinta-alasta. Metsän kokonaispinta-ala oli 2 438 miljoonaa hehtaaria, josta trooppisia metsiä oli 1 233 miljoonaa hehtaaria (50,5 %) ja lauhkean vyöhykkeen metsiä 1 205 miljoonaa hehtaaria (49,5 %). Maailman puuvarannoiksi arvioitiin 5412,5 miljoonaa tonnia.Euroopan maista "metsäisin" on Suomi, jonka pinta-alasta 70 % on metsiä. Iso-Britannia on köyhä metsissä – niitä on alle 6 % maan pinta-alasta. Venäjän federaation metsärahaston kokonaispinta-ala vuonna 1991 oli 1182,6 miljoonaa hehtaaria, metsämaata - 771,1 miljoonaa hehtaaria, kokonaispuuvarasto metsissä - 81,6 miljardia m3. Puu on universaali raaka-aine, josta voidaan valmistaa yli 15-20 tuhatta erilaista tuotetta.

Metsävarat ovat puuta, teknisiä, lääkkeitä ja muita metsätuotteita, joita käytetään väestön ja tuotannon tarpeisiin ja joita tuotetaan metsien luonnonkompleksien muodostumisprosessissa. Metsävaroihin kuuluvat myös metsien hyödylliset ominaisuudet (kyky vähentää luonnonilmiöiden kielteisiä vaikutuksia, suojata maaperää eroosiolta, estää ympäristön saastumista ja puhdistaa sitä, auttaa säätelemään veden virtausta, parantaa väestön terveyttä ja sen esteettistä koulutusta jne. .), joita käytetään julkisten tarpeiden tyydyttämiseen.

Metsävarat ovat joukko metsän aineellisia hyötyjä, joita voidaan käyttää ympäristöä vahingoittamatta suurimmalla taloudellisella tehokkuudella. Kaikki metsävarat, niiden tarkoituksesta ja käyttöominaisuuksista riippuen, yhdistetään seuraaviin ryhmiin:

- puuperäiset raaka-aineet - puu, puunvihreät, kuori;

- ei-puuperäiset luonnonvarat - sienet, marjat, hedelmät, pähkinät, lääkevarat, rehu ja ei-puukasvillisuuden tekniset resurssit jne.;

- eläinperäiset resurssit - hyödyllinen ja haitallinen metsäeläimistö, munat, hunaja, luonnonvaraisten sorkka- ja kavioeläinten sarvet jne.;

- metsän monenväliset hyödylliset toiminnot ja sen myönteinen vaikutus luonnonympäristöön.

Metsävarat eivät vain suorita erilaisia ​​taloudellisia tehtäviä yhteiskunnassa. Ruohokasvien resurssit ovat yhtä tärkeässä roolissa. Sen mukaan, mikä on niiden merkitys ihmisille, ne jaetaan seuraaviin ryhmiin:

- arvokkaat rehukasvit;

- lääkekasvit;

- tekniset laitokset;

- loput - koriste- ja muut kasvit

On huomattava, että minkään luonnonvyöhykkeen kasvillisuus ei ole altistunut niin katastrofaalisille ihmisvaikutuksille kuin arojen kasvillisuus, etenkään viimeisten 150-200 vuoden aikana, jolloin tämän maisemavyöhykkeen ulkonäkö on muuttunut radikaalisti. Ihmisen taloudellisen toiminnan vaikutuksen pääsuunnat arokasveihin liittyvät sellaisiin tekijöihin kuin laiduntaminen, neitseellisen kasvillisuuden täydellinen tuhoutuminen kynnyksen aikana, heinänteko, kaupunkien rakentaminen, teollisuuslaitokset, moottoritiet jne. kerros.

3.2 Harvinaisten kasvilajien suojelu

Venäjän alueella on monia kasveja, joilla on erilaisia ​​hyödyllisiä ominaisuuksia. Niiden käyttö käytännön tarkoituksiin on vielä kaukana täydellisestä. Riittää, kun sanotaan, että maailman 300 tuhannesta korkeampien kasvien lajista vain noin 2500 lajia käyttää järjestelmällisesti taloudellisessa toiminnassa ja ajoittain jopa 20 tuhatta lajia. Venäjällä noin 250 lajia käytetään taloudellisiin tarkoituksiin. Monilla kasveilla on arvokkaita ominaisuuksia, ja niitä käytetään lääketieteessä, tekniikassa, ruoanlaitossa, kukkaviljelyssä ja viherrakentamisessa.

Lääkekasvien maailmaa ei ole tutkittu riittävästi. Sitä tutkitaan parhaillaan intensiivisesti. Farmakologien, kemistien, kasvitieteilijöiden ja kasvinviljelijöiden suorittamat kattavat tutkimukset ovat mahdollistaneet uusien lääketieteellisesti arvokkaiden kasvien tunnistamisen, joita voidaan käyttää lääketieteellisessä käytännössä paitsi valmisteiden, myös yksittäisten aineiden muodossa. Myös kasvien ravitsemuksellisia ominaisuuksia on tutkittu vähän. 1900-luvun lopulla aloitettiin intensiivinen uusien kasvien etsiminen, jotka voisivat tuottaa enemmän proteiinia kuin kasvinviljelyssä jo tunnetuista. Tällainen esimerkki on chlorella, joka houkuttelee tutkijoita parhaalla fotosynteesikyvyllään. Se käyttää jopa 20% aurinkoenergiasta keinotekoisissa olosuhteissa (kukkivat kasvit - 2%), ja sen tuotto on 25 kertaa suurempi kuin vehnällä. Monien maan pinnalta katoavien kasvien tutkiminen auttaa paljastamaan uusia sivuja historiassa, ymmärtämään paremmin kasvimaailman muodostumisen lakeja. Meidän aikamme asti on säilynyt muinaisia ​​kasvien muotoja, joiden merkitystä tieteelle tuskin voi yliarvioida. Venäjällä on Eldar-mäntyä ja muita tertiaarikauden kasviston kasveja. Ne ovat harvinaisia ​​ja osittain uhanalaisia ​​suojelun kohteena olevia lajeja, esimerkiksi Ussuri-joen valuma-alueella - magnoliaköynnös, Amurin lila jne.

Jotkut kasvit muuttuvat harvinaisiksi ja uhanalaisiksi hävittämisensä vuoksi. Esimerkki tästä on ginseng eli "elämän juuri", joka on melkein kadonnut Kaukoidän metsistä. Harvinaisten kasvien suojelusta on tulossa tärkeä valtion tehtävä. Venäjän federaation punaiseen kirjaan on lueteltu 533 suojeltavaa kasvilajia. Niistä mainittakoon: ginseng, mantereen aralia, lootus, vesikastanja, viehe, naisten tohveli jne.

Harvinaisten ja uhanalaisten lajien suojelu voidaan tehdä eri tavoilla:

- ensimmäinen tapa on kieltää kaikki toimet: niitto, katkaisu, vahingoittaminen;

- toinen tapa - harvinaisten lajien suojelu luonnonsuojelualueilla, kansallispuistoissa, villieläinten suojelualueilla, julistamalla luonnonmuistomerkeiksi;

- kolmas tapa - keräyspaikkojen ja reservien luominen kasvitieteellisten puutarhojen ja muiden tieteellisten laitosten verkostoon.

Keräyspalstoille siirrettyjä kasveja voidaan ylläpitää viljelyssä loputtoman pitkään ja ne voivat olla välttämätön reservi eri tarkoituksiin. Harvinaisten ja uhanalaisten kasvilajien ohella myös luonnossa kasvavat taloudellisesti arvokkaat kasvit ovat suojelun kohteena. Tässä tapauksessa tärkeintä on niiden järkevä käyttö ja torjunta järjestäytymättömän keräyksen salametsästysmuotoja vastaan.

3.3 Metsien ja luonnollisten niittyjen suojelu

Kasvilajeja ei ole olemassa erillään. Ne liittyvät monilla säikeillä muihin kasvi-, eläin- ja luonnonkompleksien abioottisiin tekijöihin. Siksi kasvillisuuden suojelu on monimutkainen tehtävä, se tulisi toteuttaa suojelemalla koko luonnonympäristöä, mukaan lukien kasviyhteisöt, joihin nämä kasvilajit kuuluvat. Kaikki kasvisto ja sen ryhmät - fytosenoosit ovat suojelun kohteena.

Metsien suojelun päätavoitteet ovat järjetön käyttö ja ennallistaminen. Harvametsäisten alueiden metsien suojelutoimenpiteet ovat yhä tärkeämpiä niiden vesiensuojelun, maaperän suojelun sekä saniteetti- ja terveyttä parantavan roolin yhteydessä. Vuoristometsien suojeluun tulee kiinnittää erityistä huomiota, sillä niillä on tärkeitä vettä sääteleviä maaperänsuojelutehtäviä. Asianmukaisella metsänhoidolla uusintahakkuut tietyllä alueella tulisi tehdä aikaisintaan 80-100 vuoden kuluttua, kun täysi kypsyys on saavutettu. 60-80 luvulla. 20. vuosisata useilla Venäjän eurooppalaisen osan alueilla toistuvat hakkuut palasivat paljon aikaisemmin, mikä johti niiden ilmastoa muodostavan ja vettä säätelevän merkityksen menettämiseen ja pienilehtisten metsien määrä lisääntyi. Tärkeä toimenpide metsien järkevän käytön kannalta on puun hävikkien torjunta. Usein puun korjuun aikana tapahtuu merkittäviä häviöitä. Hakkuualueille jää oksia ja neuloja, jotka ovat arvokasta materiaalia havupuujauhojen valmistuksessa - vitamiinirehua karjalle. Hakkuujätteet ovat lupaavia eteeristen öljyjen saamiseksi.

Metsien oikea-aikainen istuttaminen on metsävarojen säilymisen tärkein edellytys. Venäjällä noin kolmannes vuosittain kaadettavista metsistä kunnostetaan luonnollisesti, loput vaativat erityistoimenpiteitä uudistamiseksi. 50 %:lla pinta-alasta vain luonnonmukaista uudistumista edistävät toimenpiteet riittävät, kun taas muualla tarvitaan puiden kylvö ja istutus. Metsien puhdistaminen hakkuiden jälkeen jääneistä oksista, kuoresta, neuloista jne. vaikuttaa positiivisesti metsien kunnostukseen.

Metsien lisääntymiselle on tärkeä rooli parannustoimilla: vesisten maaperän ojittaminen, maaperää parantavien puiden, pensaiden ja heinien istuttaminen. Tämä vaikuttaa suotuisasti puiden kasvuun ja puun laatuun. Jos raivauksilla ei ole luonnollista metsänistutusta, kylvetään maaperän löysäyksen jälkeen taimitarhoissa kasvatetut siemenet tai taimet. Samalla tavalla metsiä kunnostetaan palaneille alueille, avoimille istuttamalla erittäin tuottavia puita. Metsityksen ja metsän tuottavuuden lisäämisen ohella tarvitaan nopeakasvuisten lajien oikea valinta ja laaja käyttö, kosteikkojen järkevä ojitus ja oikea-aikaiset metsänhoitotoimenpiteet. Harvennus, raivaus, kevennys, saniteettihakkuut, suoja tulipaloilta, tuholaisilta ja taudeilta, kotieläinvahingoilta jne. - kaikki tämä parantaa metsän tilaa, lisää sen tuottavuutta. Oikein toteutettuina nämä toimenpiteet edistävät metsän suojelua luonnon kokonaisuutena.

Viime vuosina Venäjän hakkuukeskus on siirtynyt Siperiaan. Metsitystä tehdään, harkitsemattomien hakkuiden seurauksia karsitaan, saniteettihakkuita ja muita metsänhoitotöitä tehdään. Metsäviljelmiä tehdään vapaille alueille ja metsättömille joutomaille. He yrittävät hyödyntää metsää laajemmin ja kokonaisvaltaisemmin. Näin ollen vuonna 1991 sallittu hakkuuala (metsänkäyttönormi) koko Venäjällä oli yli 550 miljoonaa kuutiometriä, mukaan lukien havupuulajeja 340 miljoonaa kuutiometriä. Itse asiassa AAC:n käyttö on 46 prosenttia kokonaismäärästä ja 52 prosenttia havupuulajeista. Metsän harvennuksia tehtiin yli 2 miljoonan hehtaarin alueella, metsitystä - 1,6 miljoonan hehtaarin alueella. Metsätalouden nykyisessä kehitysvaiheessa saavutetut metsänistutusmäärät varmistavat metsämaiden säilymisen ja jopa lisääntymisen.

Metsien suojelu tulipaloilta suoritetaan 65 prosentilla Venäjän federaation metsärahaston pinta-alasta. Tuholaisten ja tautien torjuntaa tehtiin vuonna 1991 yhteensä 565 000 ha, josta 483 000 ha biologisin menetelmin ja keinoin.

Kirjallisuus

1. Akimova T. A., Khaskin V. V. Ecology. - M., 2011.

2. Konstantinov V. M. Luonnonhoidon ekologiset perusteet. - M., 2010.

3. Oleinik Ya. B. Ekologian perusteet: oppikirja. M., 2008.

4. Putilov A. V. Ympäristönsuojelu. - M., 2008.

5. Stepanovskikh A.S. Ekologia. Oppikirja lukioille. - M.: UNITI-DANA, 2001. - 703 s.

6. Khatuntsev Yu. L. Ekologia ja ympäristöturvallisuus. - M., 2002.

7. Ekokulttuuri. Etsitään ulospääsyä ekologisesta kriisistä. /Toim. N. N. Marfenina. - M.: MNEPU, 1998.

8. Liikennevirtojen ympäristöturvallisuus. / Alla. toim. A. B. Dyakova. - M.: Liikenne, 1989.

Isännöi Allbest.ru:ssa

...

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Biosfäärin käsite, sen pääkomponentit. Venäjän kokonaisvesivarat. Ympäristöhallinnon tehtävät ja kehittämisen suunnat. Jätteiden luokittelu ja integroidut järjestelmät niiden käsittelyyn. Ympäristönsuojelun taloudellinen mekanismi.

testi, lisätty 7.2.2011


Biosfäärin käsite, koostumus. Aineiden biologinen kierto. Elävien organismien luokitus ravinnon tyypin mukaan. Maa-ilmaympäristön organismien lämpötilatekijään sopeutumismekanismit. Ekologia järkevän luonnonhoidon tieteellisenä perustana.

tiivistelmä, lisätty 25.2.2009


Ympäristön saastumisen yleiset ominaisuudet. Biosfäärin ekologiset ongelmat. Ilmakehä on biosfäärin ulkokuori. Ihmisen vaikutus kasvistoon ja eläimistöön. Tapoja ratkaista ympäristöongelmia. Järkevä luonnonhoito.

tiivistelmä, lisätty 24.01.2007


Elävä aine biosfäärin perustana. Ekosysteemin ominaisuudet ja toiminnot. Näkemysjärjestelmät biosfäärin olemassaolosta: antroposentrinen ja biosentrinen. Ympäristön saastumisen tyypit. Tapoja suojella ympäristöä. Budjetin ulkopuoliset ympäristörahastot.

luento, lisätty 20.7.2010


Biosfäärin käsite, sen luonnollisen rakenteen periaatteet. Elävän aineen ja ekologisen tasapainon olemus. Biosfääristä noosfääriin siirtymisen piirteet. Maaperän, kasvien ja eläinten nykytilan analyysi. Ekologisten katastrofien vyöhykkeet Kazakstanissa.

tiivistelmä, lisätty 02.10.2013


Ympäristön saastumisen tyypit ja sen suojelusuunnat. Käsittelylaitteiden ja -laitosten toimintaperiaatteet. Ympäristönsuojelun tavoitteet ja periaatteet. Sen suojaamisen normatiivis-oikeudellinen perusta. Yritysten ympäristötoiminta.

tiivistelmä, lisätty 26.4.2010


Maaperän pilaantumisen tärkeimmät syyt ja lähteet. Ihmisille ja koko biosfäärille vaarallisimpien saasteiden koostumus. Litosfäärin saastumisen mahdolliset negatiiviset seuraukset. Maan sisätilojen (mineraalivarat) järkevän käytön ja suojelun periaatteet.

valvontatyö, lisätty 15.12.2013


Biosfäärin ongelmat ja niiden yhteys ympäristön nykytilaan. Ilmakehän, luonnonvesien ja maaperän kemiallinen saastuminen. Pääasialliset saastelähteet: teollisuus, kotitalouksien kattilat, liikenne, lämpövoimalat, kemikaalit.

tiivistelmä, lisätty 22.6.2010


Teollisuusyritykset, liikenne ja energia ilmansaasteiden lähteinä. Troposfäärin, stratosfäärin, mesosfäärin, termosfäärin, eksosfäärin olemus. Elävien organismien tuottavuuden analyysi. Ihmisen taloudellisen toiminnan vaikutus biosfääriin.

testi, lisätty 8.9.2014


Ympäristön saastumisen vaikutukset kasveihin. Bioindikaation ja biotestauksen ominaisuudet. Biologisen seurannan organisoinnin periaatteet. Elävien organismien tärkeimmät vastemuodot, bioindikaattoreiden käyttöalueet.