O papel da matéria viva na biosfera Em sua teoria da biosfera, V. I. Vernadsky concentrou-se no papel da matéria viva. O cientista escreveu: "Os organismos vivos são uma função da biosfera e estão intimamente ligados material e energeticamente com ela, são uma enorme força geológica que a determina". Devido à capacidade de crescer, reproduzir e se estabelecer, como resultado do metabolismo e conversão de energia, os organismos vivos contribuem para a migração de elementos químicos na biosfera.

V. I. Vernadsky comparou as migrações em massa de animais, como enxames de gafanhotos, em termos da escala da transferência de elementos químicos com o movimento de uma cordilheira inteira. Na vida selvagem, foram descobertos cerca de 90 elementos químicos, ou seja, a maioria dos conhecidos hoje. Não existem elementos especiais característicos apenas para organismos vivos, portanto, em toda a história da existência da biosfera, os átomos da maioria dos elementos que compõem sua composição passaram repetidamente pelos corpos dos organismos vivos.

Existe uma ligação inextricável entre matéria orgânica e inorgânica no planeta, há uma constante circulação de substâncias e a transformação de energia. Ao longo da história biológica da Terra, a atividade dos organismos determinou a composição da atmosfera (fotossíntese, respiração), a composição e estrutura dos solos (atividade dos decompositores) e o conteúdo de várias substâncias no ambiente aquático. Produtos metabólicos de alguns organismos, entrando no meio ambiente, foram usados ​​e processados ​​por outros organismos. Graças aos decompositores, restos de plantas e animais foram incluídos no ciclo das substâncias.

Muitos organismos são capazes de absorver e acumular seletivamente vários elementos químicos na forma de compostos orgânicos e inorgânicos. Por exemplo, as cavalinhas acumulam silício do ambiente, esponjas e algumas algas - iodo. Como resultado da atividade de várias bactérias, muitos depósitos de minérios de enxofre, ferro e manganês foram formados.

A partir dos corpos de plantas fósseis e organismos planctônicos, formaram-se depósitos de carvão e reservas de petróleo. Esqueletos de pequenas algas planctônicas e conchas de protozoários marinhos se formaram em estratos gigantes de rochas calcárias.

Os microrganismos desempenham um papel especial na biosfera. Sem eles, a circulação de substâncias e energia não poderia ser realizada e a superfície do planeta ficaria coberta por uma espessa camada de restos vegetais e cadáveres de animais.

Líquens, fungos e bactérias estão ativamente envolvidos na destruição de rochas. Seu trabalho é apoiado por plantas cujos sistemas radiculares crescem nas menores rachaduras. Este processo é completado pela água e pelo vento.

Além das atividades dos organismos vivos, outros processos também afetam o estado do nosso planeta. Durante as erupções vulcânicas, uma enorme quantidade de vários gases, partículas de cinzas vulcânicas e correntes de rochas ígneas derretidas são ejetadas na atmosfera. Como resultado de processos tectônicos, novas ilhas são formadas, regiões montanhosas estão mudando sua aparência, o oceano avança em terra.

longa (geológica) com duração de milhões de anos, é que as rochas são destruídas e os produtos do intemperismo (incluindo nutrientes solúveis em água) são transportados pelos fluxos de água para o Oceano Mundial, onde formam estratos marinhos e retornam apenas parcialmente à terra com precipitação. As alterações geotectónicas, os processos de subsidência dos continentes e a elevação do fundo do mar, a movimentação dos mares e oceanos durante muito tempo levam a que estes estratos voltem a terra e o processo recomece. pequeno (biótico) (parte de um grande), ocorre no nível do ecossistema e consiste no fato de que nutrientes, água e carbono se acumulam na substância das plantas, são gastos na construção do corpo e nos processos vitais de ambas as plantas eles mesmos e outros organismos (geralmente animais) que comem essas plantas (consumidores). Os produtos de decomposição da matéria orgânica sob a ação de decompositores e microrganismos (bactérias, fungos, vermes) se decompõem novamente em componentes minerais que estão disponíveis para as plantas e são envolvidos por elas nos fluxos de matéria.

O ciclo da água. O ciclo da água é de particular importância para a existência da biosfera. Uma enorme massa de água evapora da superfície dos oceanos, que é parcialmente transportada pelos ventos na forma de vapor e cai como precipitação sobre a terra. A água retorna ao oceano através dos rios e das águas subterrâneas. No entanto, o participante mais importante na circulação da água é a matéria viva.

No processo de vida, as plantas absorvem grandes quantidades de água do solo e evaporam na atmosfera. Assim, uma parcela de campo que produz uma safra de 2 toneladas por estação consome cerca de 200 toneladas de água. Nas regiões equatoriais do globo, as florestas, ao reter e evaporar a água, suavizam significativamente o clima. A redução da área dessas florestas pode levar a mudanças climáticas e secas nas áreas circundantes.

CICLO DO OXIGÊNIO O oxigênio atmosférico é de origem biogênica e sua circulação na biosfera se dá pela reposição de reservas na atmosfera como resultado da fotossíntese das plantas e absorção durante a respiração dos organismos e combustão do combustível na economia humana. Além disso, uma certa quantidade de oxigênio é formada na alta atmosfera durante a dissociação da água e a destruição do ozônio sob a ação da radiação ultravioleta; parte do oxigênio é gasto em processos oxidativos na crosta terrestre, durante erupções vulcânicas, etc.

Os produtores no processo de fotossíntese liberam oxigênio na atmosfera. O oxigênio atmosférico é usado no processo de respiração. Parte dele se transforma em dióxido de carbono e o restante é passado ao longo das cadeias alimentares. Após a morte dos organismos, os decompositores, usando oxigênio, decompõem a matéria orgânica em água e dióxido de carbono. Parte do oxigênio atmosférico é gasto na oxidação de substâncias inorgânicas. O ciclo natural está completo. O oxigênio também é convertido em ozônio e volta sob a influência da luz solar. Uma pequena parte do oxigênio sai do ciclo na forma de minerais (carvão, petróleo, gás, etc.). O homem faz mudanças perceptíveis no ciclo do oxigênio. A queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás) reduz o fornecimento de oxigênio atmosférico. O uso de clorofluorcarbonos afina a camada de ozônio, que protege toda a vida na Terra dos raios ultravioleta nocivos.

O ciclo do carbono. O carbono faz parte de todas as substâncias orgânicas, portanto sua circulação é completamente dependente da atividade vital dos organismos. No processo de fotossíntese, as plantas absorvem dióxido de carbono (C 02) e incluem carbono na composição dos compostos orgânicos sintetizados. No processo de respiração, animais, plantas e microrganismos emitem dióxido de carbono, e o carbono, antes parte da matéria orgânica, é novamente devolvido à atmosfera.

O carbono dissolvido nos mares e oceanos na forma de ácido carbônico (H 2 C 03) e seus íons é utilizado pelos organismos para formar um esqueleto constituído de carbonatos de cálcio (esponjas, moluscos, cavidades intestinais). Além disso, a cada ano uma enorme quantidade de carbono é depositada na forma de carbonatos no fundo dos oceanos.

Em terra, cerca de 1% do carbono é retirado do ciclo, depositado na forma de turfa. O carbono também entra na atmosfera como resultado das atividades humanas. Atualmente, cerca de 5 bilhões de toneladas de carbono são emitidas na atmosfera anualmente quando combustíveis fósseis (gás, petróleo, carvão) são queimados e 1 a 2 bilhões de toneladas são emitidas pelo processamento de madeira. A cada ano, a quantidade de carbono na atmosfera aumenta em cerca de 3 bilhões de toneladas, o que pode levar a uma violação do estado sustentável da biosfera.

Uma enorme quantidade de carbono está contida nas rochas sedimentares. Seu retorno ao ciclo depende da atividade vulcânica e dos processos geoquímicos.

CICLO DO NITROGÊNIO O nitrogênio é um componente necessário dos compostos orgânicos mais importantes: proteínas, ácidos nucléicos, ATP, etc. Suas principais reservas estão concentradas na atmosfera na forma de nitrogênio molecular, inacessível às plantas, pois são capazes de apenas na forma de compostos inorgânicos. As formas de entrada do nitrogênio no solo e no ambiente aquático são diferentes. Assim, uma pequena quantidade de compostos nitrogenados é formada na atmosfera durante as tempestades. Juntamente com a água da chuva, eles entram no ambiente aquático ou do solo. Uma pequena parte dos compostos nitrogenados vem de erupções vulcânicas.

Apenas alguns organismos procarióticos são capazes de fixar diretamente o nitrogênio molecular atmosférico: bactérias e cianobactérias. Os fixadores de nitrogênio mais ativos são as bactérias nodulares que se instalam nas células das raízes das leguminosas. Eles convertem nitrogênio molecular em compostos que são assimilados pelas plantas. Após a morte das plantas e a decomposição dos nódulos, o solo é enriquecido com formas orgânicas e minerais de nitrogênio. As cianobactérias desempenham um papel significativo no enriquecimento do ambiente aquático com compostos nitrogenados. Substâncias orgânicas contendo nitrogênio de plantas e animais mortos, bem como uréia e ácido úrico secretados por animais e fungos, são decompostos por bactérias putrefativas (amonificantes) em amônia. A maior parte da amônia resultante é oxidada por bactérias nitrificantes em nitritos e nitratos, após o que é reutilizada pelas plantas. Parte da amônia vai para a atmosfera e, junto com o dióxido de carbono e outras substâncias gasosas, cumpre a função de reter o calor do planeta.

O CICLO DO ENXOFRE O ciclo do enxofre na natureza é mantido por microorganismos. Com sua participação, os sulfetos são oxidados a sulfatos, os sulfatos são absorvidos pelos organismos vivos, onde o enxofre é reduzido e faz parte das proteínas. Com a decomposição dos organismos mortos, o enxofre volta ao ciclo. O ciclo do enxofre abrange a água, o solo e a atmosfera. As principais reservas de enxofre encontram-se no solo e nos sedimentos tanto em estado nativo como na forma de depósitos de minerais sulfuretos e sulfatos. O elo chave no ciclo são os processos de oxidação aeróbica de sulfeto em sulfato e redução anaeróbica de sulfato em sulfeto. O sulfeto de hidrogênio liberado da água é oxidado a íon sulfato pelo oxigênio atmosférico. O íon sulfato é a principal forma de enxofre disponível para autotróficos. O ciclo do enxofre é fortemente influenciado pelas atividades humanas, principalmente através da queima de combustíveis fósseis. Os transportadores de energia orgânica sempre contêm uma ou outra quantidade de enxofre, que é liberado na forma de dióxido, que, como os óxidos de nitrogênio, é tóxico para os organismos vivos. O dióxido de enxofre é capaz de ser intensamente absorvido pelo aparelho de assimilação acima do solo das plantas e suprimir fortemente o processo de fotossíntese até a necrose e a morte completa das folhas. O dióxido de enxofre pode reagir com o vapor de água atmosférico para formar trióxido de enxofre e depois ácido sulfúrico.

Na natureza, o ciclo do enxofre ocorre gradualmente, semelhante ao ciclo do nitrogênio ou carbono. As plantas consomem enxofre porque seus átomos fazem parte da proteína. Particularmente importantes no ciclo do enxofre, aparentemente, são as bactérias tiônicas, que estão espalhadas em vários corpos d'água, solo e rochas em colapso.

CICLO DO FÓSFORO O fósforo é um dos elementos químicos mais importantes envolvidos no desenvolvimento dos organismos vivos. Faz parte do protoplasma e da maioria das proteínas animais e vegetais. O fósforo é vital para o pleno desenvolvimento dos órgãos e tecidos, bem como para assegurar o funcionamento normal do cérebro. O ciclo do fósforo na biosfera consiste em vários elos principais: rochas, solo, plantas e organismos animais. A fonte da maioria dos compostos contendo fósforo na natureza é o mineral apatita, que contém de 5 a 36% de óxido de fósforo. Cristais de apatita são encontrados em rochas ígneas e em locais de seu contato com sedimentares. Reservas significativas desse mineral foram encontradas no Brasil e na Noruega, e o maior depósito está localizado no Khibiny (Península de Kola). No processo de intemperismo, que ocorre sob a influência das condições atmosféricas, ácidos do solo, organismos vivos, apatitas são destruídos e envolvidos no ciclo bioquímico do fósforo, abrangendo bio, hidro e litosfera.

Em qualquer organismo animal, ocorrem constantemente processos fisiológicos associados à quebra, síntese e outras transformações químicas de compostos contendo fósforo. Nos mamíferos, esse elemento é encontrado nas proteínas do sangue, do leite, dos tecidos nervoso, ósseo e cerebral. Também está presente na composição dos ácidos nucléicos - compostos envolvidos na transmissão de informações hereditárias. Após a morte dos organismos animais, o ciclo do fósforo se fecha, o elemento retorna à litosfera, saindo do ciclo bioquímico. Sob certas condições (por exemplo, com uma mudança brusca nas condições climáticas, com flutuações na salinidade, temperatura, acidez da água, etc.), há uma morte em massa de organismos e o acúmulo de seus restos no fundo do mar. Como resultado, novos depósitos de rochas contendo fósforo de origem sedimentar (por exemplo, fosforitos) são formados. Ao longo do tempo, as rochas organogênicas biolíticas tornam-se uma nova fonte desse elemento no ciclo biogênico.

TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA NA BIOSFERA A maior parte da energia que chega à Terra é absorvida pela atmosfera; esta é principalmente a parte ultravioleta do espectro, extremamente perigosa para os organismos vivos. Assim, 30% da energia incidente na Terra é perdida. Cerca de 50% da energia incidente é convertida em calor e re-irradiada para o espaço exterior na forma de radiação térmica infravermelha, e 20% é gasto na evaporação da água e na formação de nuvens. Por fim, apenas 0,02% da energia incidente é absorvida pela biosfera. A energia absorvida pela biosfera é utilizada para realizar trabalhos biológicos pelos organismos vivos visando a manutenção de sua vida.

As plantas absorvem a energia solar com a ajuda dos cloroplastos, que incluem o pigmento clorofila, que se encontra nas folhas e determina a cor verde das plantas. As folhas têm uma grande área de superfície para absorção da luz solar e aberturas (estômatos) para troca de oxigênio e dióxido de carbono com o meio ambiente. Tendo absorvido a energia eletromagnética do sol, as plantas em processo de fotossíntese a armazenam na forma de açúcares, a principal fonte química de energia. A água necessária para a fotossíntese com os sais que ela contém é fornecida das raízes através de um sistema de “tubulação” chamado xilema, e o açúcar resultante (nutrientes) é distribuído para todas as partes da planta usando outro sistema condutor chamado floema. O xilema e o floema formam o sistema circulatório da planta, que distribui nutrientes e energia para as plantas.

Absorção, conversão e uso de energia pelos animais Os animais não podem utilizar diretamente a energia da radiação solar para realizar suas atividades vitais. Como não possuem um sistema de fotossíntese, obtêm energia comendo plantas (herbívoros) ou outros animais herbívoros (carnívoros). No corpo animal, no processo de digestão de componentes alimentares complexos, é decomposto em componentes mais simples, que são absorvidos no intestino, entram na corrente sanguínea e são transportados por todo o corpo. Isso libera a energia armazenada nos alimentos. Parte dessa energia liberada é liberada como calor, enquanto o restante é armazenado pelo corpo na forma de energia química, que é então usada para realizar trabalho, como o coração para bombear o sangue, os intestinos para absorver nutrientes, os músculos que mover asas, pernas e caudas, pernas e braços. etc. Para criar sistemas com alto nível de organização genética e nervosa (sistemas ordenados), também é necessário gastar energia. Para funcionar de forma eficaz, um organismo deve ter um programa que contenha instruções para o funcionamento de todos os seus elementos, e esse programa precisa de informações sobre o estado interno e o ambiente externo do organismo. O trabalho realizado neste caso consiste no desenvolvimento de sinais com a ajuda dos quais os processos energéticos são regulados, as bioestruturas são organizadas, o consumo de energia necessário para uma reação rápida do corpo a estímulos externos é controlado ou o surgimento de outros sinais é estimulado.

Noosfera. A atividade conjunta dos organismos vivos por muitos anos criou e posteriormente manteve certas condições necessárias para a existência da vida, ou seja, garantiu a homeostase da biosfera. V. I. Vernadsky escreveu: “Não há força química na superfície da Terra que esteja agindo mais constantemente e, portanto, mais poderosa em suas consequências, do que os organismos vivos tomados como um todo”.

Recentemente, porém, um novo fator, o antropogênico, vem adquirindo cada vez mais importância no desenvolvimento da biosfera. Em 1927, os cientistas franceses Edouard Leroy e Pierre Teilhard de Chardin introduziram o conceito de "noosfera". A noosfera é um novo estado da biosfera, no qual a atividade racional de uma pessoa se torna um fator decisivo em seu desenvolvimento. Mais tarde, V. I. Vernadsky desenvolveu o conceito da noosfera como uma esfera da mente.

Questão 1. Qual é o impacto dos organismos vivos na biosfera?
Os seres vivos contribuem para a transferência e circulação de substâncias na natureza. Graças à atividade fotossintética, a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera diminuiu, o oxigênio apareceu e uma camada protetora de ozônio se formou. A atividade dos organismos vivos determina a composição e estrutura do solo (processamento de resíduos orgânicos pelos decompositores), protege-o da erosão. Em grande medida, animais e plantas também determinam o conteúdo de várias substâncias na hidrosfera (especialmente em pequenos corpos d'água). Alguns organismos são capazes de absorver e acumular seletivamente certos elementos químicos - silício, cálcio, iodo, enxofre, etc. O resultado da atividade dos seres vivos são depósitos de calcário, minério de ferro e manganês, reservas de petróleo, carvão, gás.

Pergunta 2. Conte-nos sobre o ciclo da água na natureza.
Sob a influência da energia solar, a água evapora da superfície dos reservatórios e é transportada por correntes de ar por longas distâncias. Caindo na superfície da terra na forma de precipitação, contribui para a destruição de rochas e disponibiliza seus minerais constituintes para plantas, microorganismos e animais. Ele corrói a camada superior do solo e acompanha os compostos químicos dissolvidos nela e partículas orgânicas e inorgânicas suspensas nos mares e oceanos. A circulação da água entre o oceano e a terra é o elo mais importante na manutenção da vida na Terra.
As plantas participam do ciclo da água de duas maneiras: elas a extraem do solo e a evaporam na atmosfera; Parte da água nas células vegetais é quebrada durante a fotossíntese. Nesse caso, o hidrogênio é fixado na forma de compostos orgânicos e o oxigênio entra na atmosfera.
Os animais consomem água para manter o equilíbrio osmótico e salino no corpo e a liberam no ambiente externo junto com os produtos metabólicos.

Pergunta 3. Quais organismos absorvem dióxido de carbono da atmosfera?
O dióxido de carbono da atmosfera é absorvido por organismos fotossintéticos, que o assimilam e o armazenam na forma de compostos orgânicos (principalmente glicose). O dióxido de carbono da atmosfera é absorvido por organismos fotossintéticos, que o assimilam e o armazenam na forma de compostos orgânicos (principalmente glicose). Além disso, parte do dióxido de carbono atmosférico se dissolve na água dos mares e oceanos e, em seguida, na forma de íons de ácido carbônico, pode ser capturado por animais - moluscos, corais, esponjas, que usam carbonatos para construir conchas e esqueletos . O resultado de sua atividade pode ser a formação de rochas sedimentares (calcário, giz, etc.).

Questão 4. Descreva a forma como o carbono fixo é devolvido à atmosfera.
O carbono entra na biosfera como resultado de sua fixação no processo de fotossíntese. A quantidade de carbono ligada pelas plantas anualmente é estimada em 46 bilhões de toneladas. Parte dele entra no corpo dos animais e é liberada como resultado da respiração na forma de CO 2, que volta a entrar na atmosfera. Além disso, os estoques de carbono na atmosfera são reabastecidos pela atividade vulcânica e pela combustão humana de combustíveis fósseis. Embora a maior parte do dióxido de carbono que entra na atmosfera seja absorvida pelo oceano e depositada como carbonatos, o CO 2 no ar está aumentando lenta mas constantemente.

Pergunta 5. Que fatores, além das atividades dos organismos vivos, afetam o estado do nosso planeta?
Além das atividades dos organismos vivos, fatores abióticos influenciam o estado do nosso planeta: o movimento das placas litosféricas, atividade vulcânica, rios e maresia, fenômenos climáticos, secas, inundações e outros processos naturais. Alguns deles agem muito lentamente; outros são capazes de mudar quase instantaneamente o estado de um grande número de ecossistemas (erupção vulcânica em grande escala; um forte terremoto acompanhado de um tsunami; incêndios florestais; a queda de um grande meteorito).

Pergunta 6. Quem primeiro introduziu o termo "noosfera" na ciência?
Noosfera (do grego noos - mente) é um conceito que denota a esfera de interação entre a natureza e o homem; este é um novo estado evolutivo da biosfera, no qual a atividade racional do homem se torna o fator decisivo em seu desenvolvimento. O termo "noosfera" foi introduzido pela primeira vez na ciência em 1927 pelos cientistas franceses Edouard Leroy (1870-1954) e Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955).

Resumo sobre o tema:

Introdução

O ciclo biológico é um fenômeno de natureza contínua, cíclico, regular, mas não uniforme no tempo e no espaço, a redistribuição de substâncias, energia e informação dentro de sistemas ecológicos de vários níveis hierárquicos de organização - da biogeocenose à biosfera. A circulação de substâncias na escala de toda a biosfera é chamada de grande círculo e dentro de uma biogeocenose específica - um pequeno círculo de troca biótica.

Acadêmico V. I. Vernadsky foi o primeiro a postular a tese sobre o papel mais importante dos organismos vivos na formação e manutenção das propriedades físicas e químicas básicas das conchas da Terra. Em seu conceito, a biosfera é considerada não apenas como um espaço ocupado pela vida, mas como um sistema funcional integral, ao nível do qual se realiza a conexão inseparável dos processos geológicos e biológicos. As principais propriedades da vida que garantem essa conexão são a alta atividade química dos organismos vivos, sua mobilidade e a capacidade de auto-reprodução e evolução. Na manutenção da vida como fenômeno planetário, é de suma importância a diversidade de suas formas, que diferem no conjunto de substâncias consumidas e produtos residuais lançados no meio ambiente. A diversidade biológica é a base para a formação de ciclos biogeoquímicos estáveis ​​de matéria e energia na biosfera da Terra.

Questões sobre o papel dos organismos vivos na pequena circulação foram consideradas por cientistas, professores como Nikolaikin N.I., Shilov I.A., Melekhova O.P. e etc

1. O papel dos organismos vivos no ciclo biológico

Uma propriedade específica da vida é a troca de substâncias com o meio ambiente. Qualquer organismo deve receber certas substâncias do ambiente externo como fontes de energia e material para construir seu próprio corpo. Produtos metabólicos que não são mais adequados para uso posterior são trazidos para fora. Assim, cada organismo ou conjunto de organismos idênticos no decorrer de sua atividade vital piora as condições de seu habitat. A possibilidade do processo inverso - manter as condições de vida ou mesmo melhorá-las - é determinada pelo fato de a biosfera ser habitada por diferentes organismos com diferentes tipos de metabolismo.

Em sua forma mais simples, um conjunto de formas de vida qualitativas é representado por produtores, consumidores e decompositores, cuja atividade conjunta garante a extração de determinadas substâncias do meio ambiente, sua transformação em diferentes níveis das cadeias tróficas e a mineralização da matéria orgânica em componentes disponíveis. para a próxima inclusão no ciclo (elementos básicos migrando ao longo das cadeias do ciclo biológico - carbono, hidrogênio, oxigênio, potássio, fósforo, enxofre, etc.).

Os produtores são organismos vivos capazes de sintetizar matéria orgânica a partir de componentes inorgânicos usando fontes externas de energia. (Note-se que obter energia do exterior é uma condição geral para a vida de todos os organismos; em termos de energia, todos os sistemas biológicos são abertos) eles também são chamados de autótrofos, pois eles próprios se abastecem de matéria orgânica. Nas comunidades naturais, os produtores exercem a função de produtores de matéria orgânica acumulada nos tecidos desses organismos. A matéria orgânica também serve como fonte de energia para os processos vitais; a energia externa é usada apenas para a síntese primária.

Todos os produtores, de acordo com a natureza da fonte de energia para a síntese de substâncias orgânicas, são divididos em fotoautotróficos e quimioautotróficos. Os primeiros utilizam a energia da radiação solar para síntese na parte do espectro com comprimento de onda de 380-710 nm. São principalmente plantas verdes, mas representantes de alguns outros reinos do mundo orgânico também são capazes de fotossíntese. Entre eles, as cianobactérias (algas azul-esverdeadas), que, aparentemente, foram as primeiras fotossintéticas na evolução da vida na Terra, são de particular importância. Muitas bactérias também são capazes de fazer fotossíntese, que, no entanto, usam um pigmento especial - a bacterioclorina - e não emitem oxigênio durante a fotossíntese. Os principais materiais de partida usados ​​para a fotossíntese são o dióxido de carbono e a água (a base para a síntese de carboidratos), bem como nitrogênio, fósforo, potássio e outros nutrientes minerais.

Ao criar substâncias orgânicas baseadas na fotossíntese, os fotoautotróficos ligam assim a energia solar utilizada, como se a armazenassem. A destruição subsequente de ligações químicas leva à liberação dessa energia "armazenada". Isso se aplica não apenas ao uso de combustíveis fósseis; A energia “armazenada” nos tecidos vegetais é transferida na forma de alimento ao longo das cadeias tróficas e serve de base para os fluxos de energia que acompanham o ciclo biogênico das substâncias.

Os quimioautotróficos usam a energia das ligações químicas nos processos de síntese da matéria orgânica. Este grupo inclui apenas procariontes: bactérias, arqueobactérias e parcialmente azul-esverdeadas. A energia química é liberada nos processos de oxidação de substâncias minerais. Processos oxidativos exotérmicos são usados ​​por bactérias nitrificantes (oxidam amônia em nitritos e depois em nitratos), bactérias de ferro (oxidação de ferro ferroso em óxido), bactérias sulfurosas (sulfeto de hidrogênio em sulfatos). Metano, CO e algumas outras substâncias também são usadas como substrato para oxidação.

Com toda a variedade de formas específicas de produtores autotróficos, sua função biosférica geral é uma e consiste em envolver elementos de natureza inanimada na composição dos tecidos do corpo e, portanto, no ciclo biológico geral. A massa total de produtores autotróficos é mais de 95% da massa de todos os organismos vivos na biosfera.

Consumidores. Os seres vivos que não são capazes de construir seu corpo com base no uso de substâncias inorgânicas, exigindo a ingestão de matéria orgânica de fora, como parte da alimentação, pertencem ao grupo de organismos heterotróficos que vivem de produtos sintetizados por foto- ou quimiossintéticos. Os alimentos extraídos de uma forma ou de outra do meio externo são utilizados pelos heterótrofos para construir seu próprio corpo e como fonte de energia para diversas formas de vida. Assim, os heterótrofos usam a energia armazenada pelos autótrofos na forma de ligações químicas de substâncias orgânicas sintetizadas por eles. No fluxo de substâncias ao longo do ciclo, elas ocupam o nível de consumidores obrigatoriamente associados a organismos autotróficos (consumidores de 1ª ordem) ou a outros heterótrofos de que se alimentam (consumidores de 2ª ordem).

O significado geral dos consumidores na circulação de substâncias é peculiar e ambíguo. Eles não são necessários no processo de ciclo direto: sistemas artificiais de modelos fechados compostos por plantas verdes e microrganismos do solo, na presença de umidade e sais minerais, podem existir indefinidamente devido à fotossíntese, destruição de resíduos vegetais e envolvimento de elementos liberados em uma nova ciclo. Mas isso só é possível em condições laboratoriais estáveis. Em um ambiente natural, a probabilidade de morte de sistemas tão simples por muitas causas aumenta. Os “garantidores” da estabilidade do ciclo são, antes de tudo, os consumidores.

No processo de seu próprio metabolismo, os heterótrofos decompõem as substâncias orgânicas obtidas na composição dos alimentos e, com base nisso, constroem as substâncias de seu próprio corpo. A transformação de substâncias produzidas principalmente por autótrofos em organismos consumidores leva a um aumento na diversidade da matéria viva. A diversidade é uma condição necessária para a estabilidade de qualquer sistema cibernético no contexto de distúrbios externos e internos. Os sistemas vivos - do organismo à biosfera como um todo - operam de acordo com o princípio cibernético do feedback.

Os animais, que compõem a maior parte dos organismos de consumo, são caracterizados pela mobilidade, a capacidade de se mover ativamente no espaço. Dessa forma, participam efetivamente da migração da matéria viva, sua dispersão pela superfície do planeta, o que, por um lado, estimula a fixação espacial da vida e, por outro, serve como uma espécie de “garantia”. Mecanismo” em caso de destruição de vida em qualquer lugar por motivos diversos.

Um exemplo de tal “garantia espacial” é a conhecida catástrofe sobre. Krakatoa: como resultado da erupção vulcânica em 1883, a vida na ilha foi completamente destruída, mas se recuperou em apenas 50 anos - cerca de 1200 espécies foram registradas. O povoamento ocorreu principalmente à custa de Java, Sumatra e ilhas vizinhas, que não foram afetadas pela erupção, de onde, de diferentes maneiras, plantas e animais repovoaram a ilha coberta de cinzas e fluxos de lava congelados. Ao mesmo tempo, filmes de cianobactérias apareceram primeiro (após 3 anos) em tufos e cinzas vulcânicos. O processo de estabelecimento de comunidades sustentáveis ​​na ilha continua; as cenoses florestais ainda estão nos estágios iniciais de sucessão e são bastante simplificadas em estrutura.

Por fim, o papel dos consumidores, principalmente animais, é extremamente importante como reguladores da intensidade dos fluxos de matéria e energia ao longo das cadeias tróficas. A capacidade de autorregulação ativa da biomassa e a taxa de sua mudança no nível de ecossistemas e populações de espécies individuais é, em última análise, realizada na forma de manter a correspondência entre as taxas de criação e destruição de matéria orgânica em sistemas de ciclo global. Não apenas os consumidores participam de tal sistema regulatório, mas os últimos (especialmente os animais) se distinguem pela reação mais ativa e rápida a quaisquer distúrbios no equilíbrio da biomassa dos níveis tróficos adjacentes.

Em princípio, o sistema de regulação do fluxo de matéria no ciclo biogênico, baseado na complementaridade das categorias ecológicas de organismos vivos que compõem esse sistema, opera com base no princípio da produção livre de resíduos. No entanto, idealmente, este princípio não pode ser observado devido à grande complexidade dos processos que interagem e dos fatores que os influenciam. O resultado da violação da completude do ciclo foram os depósitos de petróleo, carvão, turfa, sapropels. Todas essas substâncias carregam a energia originalmente armazenada no processo de fotossíntese. Seu uso por uma pessoa é, por assim dizer, a conclusão dos ciclos do ciclo biológico “atrasado no tempo”.

Redutores. Esta categoria ecológica inclui organismos heterotróficos, que, usando matéria orgânica morta (cadáveres, fezes, lixo vegetal, etc.) como alimento, a decompõem em componentes inorgânicos no processo de metabolismo.

A mineralização parcial de substâncias orgânicas ocorre em todos os organismos vivos. Assim, no processo de respiração, o CO2 é liberado, água, sais minerais, amônia, etc. são excretados do corpo. Os verdadeiros decompositores, que completam o ciclo de destruição das substâncias orgânicas, devem, portanto, ser considerados apenas aqueles organismos que liberam no meio externo apenas substâncias inorgânicas que estão prontas para serem envolvidas em um novo ciclo.

A categoria de decompositores inclui muitos tipos de bactérias e fungos. Pela natureza de seu metabolismo, são organismos redutores. Assim, as bactérias desvitrificantes reduzem o nitrogênio ao seu estado elementar, enquanto as bactérias redutoras de sulfato reduzem o enxofre a sulfeto de hidrogênio. Os produtos finais da decomposição de substâncias orgânicas são dióxido de carbono, água, amônia, sais minerais. Sob condições anaeróbicas, a decomposição vai mais longe - ao hidrogênio; hidrocarbonetos também são formados.

O ciclo completo de redução de matéria orgânica é mais complexo e envolve um número maior de participantes. Consiste em uma série de ligações sucessivas, em uma série das quais diferentes organismos destruidores gradualmente convertem substâncias orgânicas, primeiro em formas mais simples, e só depois em componentes inorgânicos pela ação de bactérias e fungos.

Níveis de organização da matéria viva. A atividade conjunta de produtores, consumidores e decompositores determina a manutenção contínua do ciclo biológico global das substâncias na biosfera terrestre. Esse processo é sustentado pelas relações naturais das partes espaço-funcionais que compõem a biosfera e é fornecido por um sistema especial de conexões que atua como mecanismo de homeostase da biosfera - mantendo seu funcionamento estável no contexto de mudanças externas e fatores internos. Portanto, a biosfera pode ser considerada como um sistema ecológico global que garante a manutenção sustentável da vida em sua manifestação planetária.

Qualquer sistema biológico (incluindo o ecológico) é caracterizado por uma função específica, relações ordenadas das partes (subsistemas) que compõem o sistema e mecanismos reguladores baseados nessas interações que determinam a integridade e a estabilidade do sistema contra o pano de fundo de flutuações externas. condições. Do que foi dito acima, fica claro que a biosfera em sua estrutura e função corresponde ao conceito de um sistema biológico (ecológico).

No nível da biosfera como um todo, é realizada uma conexão funcional universal da matéria viva com a natureza inanimada. Os seus componentes estruturais e funcionais (subsistemas), ao nível dos quais se realizam ciclos específicos do ciclo biológico, são as biogeocenoses (ecossistemas).

2. Pequena circulação de substâncias na biosfera

Ciclo biológico (biogeoquímico) (pequeno ciclo de substâncias na biosfera) - o ciclo de substâncias, cuja força motriz é a atividade dos organismos vivos. O ciclo biogeoquímico de substâncias ocorre dentro da biosfera. A principal fonte de energia para o ciclo é a radiação solar, que gera a fotossíntese. Em um ecossistema, as substâncias orgânicas são sintetizadas por autótrofos a partir de substâncias inorgânicas. É então consumido por heterótrofos. Como resultado da excreção durante a atividade vital ou após a morte dos organismos, as substâncias orgânicas sofrem mineralização, ou seja, transformação em substâncias inorgânicas. Essas substâncias inorgânicas podem ser reutilizadas para a síntese de substâncias orgânicas por autótrofos.

Nos ciclos biogeoquímicos, duas partes devem ser distinguidas:

1. um fundo de reserva é uma parte de uma substância que não está associada a organismos vivos;

2. fundo de troca - uma parte muito menor da substância, que é conectada pela troca direta entre os organismos e seu ambiente imediato.

Dependendo da localização do fundo de reserva, os ciclos biogeoquímicos podem ser divididos em dois tipos:

1. ciclos do tipo gasoso com um fundo de reserva de substâncias na atmosfera e hidrosfera (ciclos de carbono, oxigênio, nitrogênio);

2. ciclos sedimentares com fundo de reserva na crosta terrestre (circulações de fósforo, cálcio, ferro, etc.).

Ciclos do tipo gás são perfeitos, porque têm um grande fundo de câmbio e, portanto, formas de auto-regulação rápida. Os ciclos sedimentares são menos perfeitos, são mais inertes, porque a maior parte da substância está contida no fundo de reserva da crosta terrestre de uma forma "inacessível" aos organismos vivos. Tais ciclos são facilmente perturbados por vários tipos de influências, e parte do material trocado sai do ciclo. Só pode retornar à circulação como resultado de processos geológicos ou por extração por matéria viva. No entanto, é muito mais difícil extrair as substâncias necessárias para os organismos vivos da crosta terrestre do que da atmosfera.

A intensidade do ciclo biológico é determinada principalmente pela temperatura ambiente e pela quantidade de água. Assim, por exemplo, o ciclo biológico prossegue mais intensamente nas florestas tropicais úmidas do que na tundra. Além disso, os processos biológicos na tundra ocorrem apenas na estação quente.

Produtores, consumidores, detritófagos e decompositores do ecossistema, absorvendo e liberando diversas substâncias, interagem entre si de forma clara e coordenada. A matéria orgânica e o oxigênio produzidos pelas plantas fotossintéticas são os alimentos mais importantes para a alimentação e respiração dos consumidores. Ao mesmo tempo, o dióxido de carbono e as substâncias minerais do esterco e da urina emitidas pelos consumidores são biogênios, produtores muito necessários. Portanto, as substâncias nos ecossistemas fazem um ciclo quase completo, entrando primeiro nos organismos vivos, depois no ambiente abiótico e novamente retornando aos vivos. Aqui está um dos princípios básicos do funcionamento dos ecossistemas: o recebimento de recursos e o processamento de resíduos ocorrem no processo do ciclo de todos os elementos.

Considere os ciclos das substâncias e elementos mais significativos para os organismos vivos. O pequeno ciclo biogeoquímico dos elementos biogênicos inclui: carbono, nitrogênio, fósforo, enxofre, etc.

2.1 O ciclo do carbono

O carbono existe na natureza em muitas formas, inclusive em compostos orgânicos. A substância inorgânica subjacente ao ciclo biogénico deste elemento é o dióxido de carbono (CO2). Na natureza, o CO2 faz parte da atmosfera e também é dissolvido na hidrosfera. A inclusão de carbono na composição de substâncias orgânicas ocorre no processo de fotossíntese, como resultado da formação de açúcares com base em CO2 e H2O. Posteriormente, outros processos biossintéticos convertem esses carbonos em mais complexos, assim como em proteínas, lipídios. Todos esses compostos não apenas formam os tecidos dos organismos fotossintéticos, mas também servem como fonte de matéria orgânica para animais e plantas não verdes.

No processo de respiração, todos os organismos oxidam substâncias orgânicas complexas; o produto final desse processo, o CO2, é liberado no meio ambiente, onde pode ser novamente envolvido no processo de fotossíntese.

Sob certas condições no solo, a decomposição dos resíduos mortos acumulados ocorre em ritmo lento - através da formação de húmus por saprófagos, cuja mineralização pela ação de fungos e bactérias pode ocorrer em taxas diferentes, inclusive baixas. Em alguns casos, a cadeia de decomposição da matéria orgânica é incompleta. Em particular, a atividade dos saprófagos pode ser inibida pela falta de oxigênio ou pelo aumento da acidez. Nesse caso, os resíduos orgânicos se acumulam na forma de turfa; carbono não é liberado e o ciclo para. Situações semelhantes surgiram em épocas geológicas passadas, como evidenciado por depósitos de carvão e petróleo.

Na hidrosfera, a suspensão do ciclo do carbono está associada à incorporação de CO2 em CaCO3 na forma de calcário, giz e corais. Neste caso, o carbono é excluído do ciclo para épocas geológicas inteiras. Somente a elevação das rochas organogênicas acima do nível do mar leva à renovação da circulação através da lixiviação do calcário pela precipitação atmosférica. E também de forma biogênica - pela ação de líquens, raízes de plantas.

As florestas são o principal reservatório de carbono biologicamente ligado, contendo até 500 bilhões de toneladas desse elemento, o que representa 2/3 de sua reserva na atmosfera. A intervenção humana no ciclo do carbono leva a um aumento do teor de CO2 na atmosfera e ao desenvolvimento do efeito estufa.

taxa de ciclo de CO2, ou seja o tempo que todo o dióxido de carbono na atmosfera leva para passar pela matéria viva é de cerca de 300 anos.

2.2 O ciclo do nitrogênio

A principal fonte de nitrogênio em compostos orgânicos é o nitrogênio molecular na composição da atmosfera. Sua transição para compostos acessíveis aos organismos vivos pode ser realizada de diferentes maneiras. Assim, as descargas elétricas durante as trovoadas são sintetizadas a partir do nitrogênio e do oxigênio do ar, o óxido nítrico, que, com a água da chuva, entra no solo na forma de nitrato ou ácido nítrico. Há também fixação fotoquímica de nitrogênio.

Uma forma mais importante de assimilação de nitrogênio é a atividade de microrganismos fixadores de nitrogênio que sintetizam proteínas complexas. Quando morrem, enriquecem o solo com nitrogênio orgânico, que se mineraliza rapidamente. Desta forma, cerca de 25 kg de nitrogênio por 1 ha anualmente entram no solo.

A fixação de nitrogênio mais eficiente é realizada por bactérias que formam ligações simbióticas com plantas leguminosas. O nitrogênio orgânico formado por eles se difunde na rizosfera e também é incluído nos órgãos do solo da planta hospedeira. Desta forma, 150-400 kg de nitrogênio são acumulados por ano no solo e nos órgãos subterrâneos das plantas por 1 hectare.

Existem microrganismos fixadores de nitrogênio que formam simbiose com outras plantas. No ambiente aquático e em solo muito úmido, as cianobactérias fixam diretamente o nitrogênio atmosférico. Em todos esses casos, o nitrogênio entra nas plantas na forma de nitratos. Esses compostos são transportados através das raízes e vias para as folhas, onde são usados ​​para a síntese de proteínas; estes últimos servem de base para a nutrição nitrogenada dos animais.

Excrementos e organismos mortos formam a base das cadeias alimentares de organismos saprófagos que decompõem compostos orgânicos com a transformação gradual de substâncias orgânicas contendo nitrogênio em inorgânicas. O elo final dessa cadeia de redução são os organismos amonificantes que formam amônia, que pode então entrar no ciclo de nitrificação. Desta forma, o ciclo do nitrogênio pode ser continuado.

Ao mesmo tempo, há um retorno constante de nitrogênio para a atmosfera pela ação de bactérias desnitrificantes, que decompõem os nitratos em N2. Essas bactérias são ativas em solos ricos em nitrogênio e carbono. Graças às suas atividades, até 50-60 kg de nitrogênio são volatilizados anualmente a partir de 1 ha de solo.

O nitrogênio pode ser excluído do ciclo acumulando-se em sedimentos oceânicos profundos. Até certo ponto, isso é compensado pela liberação de N2 molecular na composição dos gases vulcânicos.

2.3 Ciclo do fósforo

De todos os macronutrientes (elementos necessários para toda a vida em grandes quantidades), o fósforo é um dos mais raros reservatórios disponíveis na superfície da Terra. Na natureza, o fósforo é encontrado em grandes quantidades em várias rochas. No processo de destruição dessas rochas, ela entra nos ecossistemas terrestres ou é lixiviada pela precipitação e acaba indo parar na hidrosfera. Em ambos os casos, este elemento entra na cadeia alimentar. Na maioria dos casos, os organismos decompositores mineralizam substâncias orgânicas contendo fósforo em fosfatos inorgânicos, que podem ser novamente utilizados pelas plantas e, assim, são novamente envolvidos no ciclo.

No oceano, parte dos fosfatos com resíduos orgânicos mortos entra em sedimentos profundos e ali se acumula, sendo excluído do ciclo. O processo do ciclo natural do fósforo nas condições modernas é intensificado pelo uso de fertilizantes fosfatados na agricultura, cuja fonte são depósitos de fosfatos minerais. Isso pode ser motivo de preocupação, uma vez que os sais de fósforo são rapidamente lixiviados a partir desse uso, e a escala de exploração dos recursos minerais está aumentando o tempo todo. Atualmente no valor de cerca de 2 milhões de toneladas por ano.

2.4 Ciclo de enxofre

O principal fundo de reserva de enxofre está nos sedimentos e no solo, mas ao contrário do fósforo, existe um fundo de reserva na atmosfera. O principal papel no envolvimento do enxofre no ciclo biogeoquímico pertence aos microrganismos. Alguns deles são agentes redutores, outros são agentes oxidantes.

O enxofre ocorre nas rochas na forma de sulfetos, em soluções - na forma de um íon, na fase gasosa na forma de sulfeto de hidrogênio ou dióxido de enxofre. Em alguns organismos, o enxofre se acumula em sua forma pura (S) e, quando morrem, formam-se depósitos de enxofre nativo no fundo dos mares.

Nos ecossistemas terrestres, o enxofre entra nas plantas a partir do solo principalmente na forma de sulfatos. Nos organismos vivos, o enxofre é encontrado em proteínas, na forma de íons, etc. Após a morte dos organismos vivos, parte do enxofre é reduzido no solo pelos microrganismos a HS, a outra parte é oxidada a sulfatos e é novamente incluída no ciclo. O sulfeto de hidrogênio resultante escapa para a atmosfera, oxida e retorna ao solo com precipitação.

A combustão humana de combustíveis fósseis, assim como as emissões da indústria química, levam ao acúmulo de dióxido de enxofre (SO) na atmosfera, que, reagindo com o vapor d'água, cai no solo na forma de chuva ácida.

Os ciclos biogeoquímicos são amplamente influenciados pelos seres humanos. A atividade econômica viola seu isolamento, tornam-se acíclicas.

Conclusão

Relações complexas que sustentam uma circulação estável de substâncias, e com ela a existência da vida como fenômeno global do nosso planeta, foram se formando ao longo da longa história da Terra.

A atividade conjunta de vários organismos vivos determina a circulação natural de elementos individuais e compostos químicos, incluindo sua introdução na composição de células vivas, a transformação de produtos químicos em processos metabólicos, a liberação no meio ambiente e a destruição de substâncias orgânicas, como um resultado do qual são liberadas substâncias minerais, que são novamente incluídas nos ciclos biológicos.

Assim, os processos de ciclo ocorrem em ecossistemas específicos, mas os ciclos biogeoquímicos são realizados integralmente apenas no nível da biosfera como um todo. E a atividade conjunta de formas de vida de alta qualidade garante a extração de certas substâncias do meio externo, sua transformação em diferentes níveis das cadeias tróficas e a mineralização da matéria orgânica em componentes disponíveis para a próxima inclusão no ciclo (os principais elementos migrando ao longo das cadeias do ciclo biológico são carbono, hidrogênio, nitrogênio, potássio, cálcio, etc.).

Bibliografia

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

2. Petrov K.M. Ecologia geral: Interação entre sociedade e natureza: Uchebn. abono. 2ª edição - São Petersburgo; Química, 1998.

3. Nikolaikin N.I. Ecologia.: Proc. para universidades / Nikolaykin N.N., Nikolaykina N.E., Melekhina O.P. - 2ª ed., revisada. e adicional - M.: Abetarda, 2003.

4. Khotuntsev Yu.L. Ecologia e segurança ambiental: Proc. bolsa para estudantes. superior ped. livro didático estabelecimentos. - M.: Centro Editorial "Academia", 2002.

5. Shilov I.A. Ecologia: Proc. para biol. e mel. especialista. universidades I.A. Shilov. - 4ª ed., Rev. - M.: Escola Superior, 2003.

Questão 1. Qual é o impacto dos organismos vivos na biosfera?

Os seres vivos contribuem para a transferência e circulação de substâncias na natureza. Graças à atividade fotossintética, a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera diminuiu, o oxigênio apareceu e uma camada protetora de ozônio se formou. A atividade dos organismos vivos determina a composição e estrutura do solo (processamento de resíduos orgânicos por decompositores), protege-o da erosão. Em grande medida, animais e plantas também determinam o conteúdo de várias substâncias na hidrosfera (especialmente em pequenos corpos d'água). Alguns organismos são capazes de absorver e acumular seletivamente certos elementos químicos - silício, cálcio, iodo, enxofre, etc. O resultado da atividade dos seres vivos são os depósitos de calcário, minérios de ferro e manganês, petróleo, carvão, reservas de gás.

Pergunta 2. Conte-nos sobre o ciclo da água na natureza.

O ciclo da água é de grande importância para a existência da biosfera. A água evapora principalmente da superfície dos oceanos. Além disso, é parcialmente carregado pelos ventos como vapor de água e cai como precipitação sobre a terra. A água retorna ao oceano através dos rios e das águas subterrâneas.

Os seres vivos também participam do ciclo da água. As plantas absorvem grandes quantidades de água do solo e a evaporam da superfície de suas folhas. Nas florestas equatoriais, essa evaporação da umidade suaviza significativamente o clima. Nas florestas do norte, as árvores coníferas (especialmente os abetos) que não evaporam a água e os musgos que crescem sob elas podem contribuir para o encharcamento e o encharcamento do solo.

Pergunta 3. Quais organismos absorvem dióxido de carbono da atmosfera?

O dióxido de carbono da atmosfera é absorvido por organismos fotossintéticos, que o assimilam e o armazenam na forma de compostos orgânicos (principalmente glicose). Além disso, parte do dióxido de carbono atmosférico se dissolve na água dos mares e oceanos e, em seguida, na forma de íons de ácido carbônico, podem ser capturados por animais - moluscos, corais, esponjas, que usam carbonatos para construir conchas e esqueletos. O resultado de sua atividade pode ser a formação de rochas sedimentares (calcário, giz, etc.).

Questão 4. Descreva a forma como o carbono fixo é devolvido à atmosfera.

No processo de respiração, animais, plantas e microorganismos oxidam a matéria orgânica em dióxido de carbono e o liberam na atmosfera. Além disso, as atividades humanas contribuem para o retorno do carbono à atmosfera. Todos os anos, cerca de 5 bilhões de toneladas de carbono são emitidas na atmosfera como resultado da queima de combustíveis fósseis e até 2 bilhões de toneladas do processamento de madeira. O retorno do carbono para a atmosfera das rochas sedimentares depende da atividade vulcânica e dos processos geoquímicos.

Pergunta 5. Que fatores, além das atividades dos organismos vivos, afetam o estado do nosso planeta?

Além das atividades dos organismos vivos, fatores abióticos influenciam o estado do nosso planeta: o movimento das placas litosféricas, atividade vulcânica, rios e maresia, fenômenos climáticos, secas, inundações e outros processos naturais. Alguns deles agem muito lentamente; outros são capazes de mudar quase instantaneamente o estado de um grande número de ecossistemas (erupção vulcânica em grande escala; um forte terremoto acompanhado de um tsunami; incêndios florestais; a queda de um grande meteorito).

Pergunta 6. Quem primeiro introduziu o termo "noosfera" na ciência?

Noosfera (do grego noos - mente) é um conceito que denota a esfera de interação entre a natureza e o homem; este é um novo estado evolutivo da biosfera, no qual a atividade racional do homem se torna o fator decisivo em seu desenvolvimento. O termo "noosfera" foi introduzido pela primeira vez na ciência em 1927 pelos cientistas franceses Edouard Lepya (1870-1954) e Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955).

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1. Características dos organismos vivos. O papel dos organismos vivos na formação da biosfera

1.1 Princípios bioquímicos

1.2 Reflexo da atividade vital da matéria viva no funcionamento da biosfera

1.3 Funções da matéria viva na biosfera

2. Poluição ambiental, seus tipos, objetos e escalas. Principais fontes de poluição ambiental

2.1 Tipos de poluição ambiental

2.2 Escala de poluição ambiental

2.3 Fontes de poluição ambiental

3. Recursos vegetais, características quantitativas e qualitativas. Proteção de espécies raras de plantas. Proteção de florestas e terras de forragem natural

3.1 Recursos vegetais, características quantitativas e qualitativas

3.2 Proteção de espécies vegetais raras

3.3 Proteção de florestas e pastagens naturais

Literatura

1. Características dos organismos vivos. O papel dos organismos vivos na formação da biosfera

A superfície da Terra não contém uma força dinâmica mais poderosa, em ação constante, do que os organismos vivos. De acordo com a doutrina da matéria viva, uma função cósmica é atribuída a essa concha, que atua como um elo entre a Terra e o espaço sideral. Participando do processo de fotossíntese, troca e transformação de substâncias naturais, a matéria viva realiza um trabalho químico inimaginável.

O conceito de matéria viva foi desenvolvido pelo famoso cientista V. I. Vernadsky, que considerou separadamente a massa biológica entre a totalidade de outros tipos de substâncias orgânicas que formam a biosfera do globo. Segundo o pesquisador, os organismos vivos compõem uma fração insignificante da biosfera. No entanto, é sua atividade vital que afeta mais tangivelmente a formação do mundo circundante.

De acordo com o conceito do cientista, a matéria viva da biosfera consiste tanto em substâncias orgânicas e inorgânicas. A principal característica específica da matéria viva é a presença de um enorme potencial energético. Em termos de liberação de energia livre no ambiente inorgânico do planeta, apenas os fluxos de lava vulcânica podem ser comparados com a matéria viva. A principal diferença entre matéria inanimada e matéria viva é a velocidade das reações químicas, que neste último caso ocorrem milhões de vezes mais rápido. Com base nos ensinamentos do professor Vernadsky, a presença de matéria viva na biosfera terrestre pode se manifestar de várias formas:

bioquímico (participação na troca de produtos químicos, formação de conchas geológicas);

· mecânica (impacto direto da biomassa na transformação do mundo material).

Forma bioquímica A "atividade" da biomassa do planeta se manifesta na troca contínua de substâncias entre o meio ambiente e os organismos durante a digestão dos alimentos, construindo o corpo.

Impacto mecânico A influência da matéria viva no mundo circundante reside no movimento cíclico das substâncias no curso da vida dos organismos.

1.1 Princípios bioquímicos

Para obter uma visão completa da “quantidade de trabalho” que uma substância viva realiza no processo da vida, várias disposições científicas, conhecidas como princípios bioquímicos, permitem:

· o movimento de átomos de substâncias químicas durante a migração biogênica tende sempre a atingir o máximo de manifestações possíveis;

· a transformação evolutiva das espécies está se movendo em uma direção que potencializa a migração dos átomos dos elementos;

· a existência de biomassa se deve à presença de energia solar;

· a matéria viva do planeta é encerrada em um ciclo contínuo de troca de substâncias químicas com o ambiente espacial.

1.2 Reflexo da atividade vital da matéria viva no funcionamento da biosfera

A vida surgiu na forma da biosfera devido à capacidade da massa orgânica de se reproduzir, crescer e evoluir formas. Inicialmente, a casca viva do planeta era um complexo de substâncias orgânicas que formam o ciclo dos elementos. No curso do desenvolvimento e transformação dos organismos vivos, a matéria viva adquiriu a capacidade de funcionar não apenas como um fluxo contínuo de energia, mas também de evoluir como um sistema complexo. Novos tipos de concha orgânica do globo não encontram apenas suas raízes em formas anteriores. Sua ocorrência se deve ao curso de processos biogênicos específicos no ambiente natural, que, por sua vez, afeta toda a matéria viva, as células dos organismos vivos. Cada estágio da evolução da biosfera é caracterizado por mudanças perceptíveis em sua estrutura material e energética. Assim, surgem novos sistemas de matéria inerte e viva do planeta. Um aumento do impacto da biomassa na mudança dos sistemas inertes do planeta é perceptível no estudo de todas as épocas sem exceção. Isso se deve, em primeiro lugar, a um aumento no acúmulo de energia solar, bem como a um aumento na intensidade e capacidade do ciclo biológico dos elementos. Uma mudança no ambiente sempre predetermina o surgimento de novas formas de vida complexas.

1.3 Funções da matéria viva na biosfera

Pela primeira vez, as funções da biomassa foram consideradas pelo mesmo Vernadsky ao escrever a famosa obra chamada "Biosfera". Aqui o cientista identifica nove funções da matéria viva: oxigênio, cálcio, gás, oxidante, redutor, destrutivo, concentração, redutor, metabólico, respiratório.

O desenvolvimento de conceitos modernos da matéria viva da biosfera levou a uma redução significativa no número de funções da matéria viva e sua associação em novos grupos.

Funções energéticas da matéria viva. Se falamos sobre as funções energéticas da matéria viva, elas são colocadas, em primeiro lugar, em plantas que têm a capacidade de fotossíntese e converter energia solar em vários compostos orgânicos. Os fluxos de energia que emanam do Sol são uma verdadeira dádiva da natureza eletromagnética para as plantas. Mais de 90% da energia que entra na biosfera do planeta é absorvida pela litosfera, atmosfera e hidrosfera, e também participa diretamente dos processos químicos. As funções da matéria viva destinadas à conversão de energia pelas plantas verdes são o principal mecanismo da matéria viva. Sem a presença dos processos de transmissão e acumulação de energia solar, o desenvolvimento da vida no planeta estaria em questão.

Funções destrutivas dos organismos vivos. A capacidade de mineralizar compostos orgânicos, a decomposição química de rochas, matéria orgânica morta, o envolvimento de minerais no ciclo da biomassa - todas essas são funções destrutivas da matéria viva na biosfera. A principal força motriz das funções destrutivas da biosfera são bactérias, fungos e outros microrganismos. Compostos orgânicos mortos se decompõem ao estado de substâncias inorgânicas (água, amônia, dióxido de carbono, metano, sulfeto de hidrogênio), retornando ao ciclo original da matéria. O efeito destrutivo dos organismos sobre as rochas merece atenção especial. Devido à circulação de substâncias, a crosta terrestre é reabastecida com componentes minerais liberados da litosfera. Ao participar da decomposição de minerais, os organismos vivos incluem todo um complexo dos elementos químicos mais importantes no ciclo da biosfera.

funções de concentração. A acumulação seletiva de substâncias na natureza, sua distribuição, a circulação da matéria viva - tudo isso forma as funções de concentração da biosfera. Os microrganismos desempenham um papel especial entre os concentradores mais ativos de elementos químicos. A construção dos esqueletos de representantes individuais do mundo animal se deve ao uso de minerais dispersos. Exemplos vívidos do uso de elementos naturais concentrados são moluscos, diatomáceas e algas calcárias, corais, radiolários, esponjas de sílex.

Funções de gás. A base da propriedade gasosa da matéria viva é a distribuição de substâncias gasosas pelos organismos vivos. Com base no tipo de gás que está sendo convertido, várias funções de gás individuais são distinguidas:

formação de oxigênio - restauração do suprimento de oxigênio do planeta de forma livre;

Dióxido - a formação de ácidos carbônicos biogênicos como resultado da respiração de representantes do mundo animal;

· ozônio - formação de ozônio, que contribui para a proteção da biomassa dos efeitos destrutivos da radiação solar;

Nitrogênio - a criação de nitrogênio livre durante a decomposição de substâncias de origem orgânica.

Funções formadoras de ambiente. A biomassa tem a capacidade de transformar os parâmetros físicos e químicos do ambiente para criar condições que atendam às necessidades dos organismos vivos. Como exemplo, podemos destacar o ambiente vegetal, cuja atividade vital contribui para o aumento da umidade do ar, a regulação do escoamento superficial e o enriquecimento da atmosfera com oxigênio. Até certo ponto, as funções formadoras do ambiente são o resultado de todas as propriedades da matéria viva acima mencionadas.

O papel do homem na formação da biosfera. O surgimento do homem como uma espécie separada se refletiu no surgimento de um fator revolucionário na evolução da massa biológica - a transformação consciente do mundo circundante. O progresso tecnológico e científico não é apenas um fenômeno da vida social de um ser humano, mas de alguma forma se refere aos processos naturais de evolução de todos os seres vivos. Desde tempos imemoriais, a humanidade vem transformando a matéria viva da biosfera, o que se refletiu no aumento da taxa de migração dos átomos do ambiente químico, na transformação das geosferas individuais, no acúmulo de fluxos de energia na biosfera e na mudança na aparência da Terra. Atualmente, o homem é considerado não apenas como uma espécie, mas também como uma força capaz de alterar as carapaças do planeta, o que por sua vez é um fator específico da evolução. O desejo natural de aumentar a população da espécie tem levado a espécie humana ao uso ativo de recursos renováveis ​​e não renováveis ​​da biosfera, fontes de energia, substâncias enterradas nas conchas do planeta. O deslocamento de representantes individuais do mundo animal de seus habitats naturais, a destruição de espécies para fins de consumo, a transformação tecnogênica de parâmetros ambientais - tudo isso acarreta o desaparecimento dos elementos mais importantes da biosfera.

2. Poluição ambiental, seus tipos, objetos e escalas. Principais fontes de poluição ambiental

Debaixo poluição do meio ambiente é entendida como qualquer introdução neste ou naquele sistema ecológico de componentes vivos ou não vivos que não lhe sejam característicos, mudanças físicas ou estruturais que interrompam ou perturbem os processos de circulação e metabolismo, fluxos de energia com diminuição da produtividade ou destruição deste ecossistema.

Uma definição detalhada deste conceito é dada pelo famoso cientista francês F. Ramad (1981): “A poluição é uma mudança desfavorável no meio ambiente, que é total ou parcialmente resultado da atividade humana, altera direta ou indiretamente a distribuição da energia recebida, os níveis de radiação, as propriedades físicas e químicas do meio ambiente e as condições de existência dos seres vivos. . Essas mudanças podem afetar uma pessoa diretamente ou por meio de produtos agrícolas, água ou outros produtos biológicos (substâncias)".

Distinguir entre poluição natural causada por causas naturais, muitas vezes catastróficas, como uma erupção vulcânica, e antropogênica, resultante de atividades humanas.

Os poluentes antropogênicos são divididos em materiais (poeiras, gases, cinzas, escórias, etc.) e físicos ou energéticos (energia térmica, campos elétricos e eletromagnéticos, ruído, vibração, etc.).

Os poluentes materiais são divididos em mecânicos, químicos e biológicos. Os poluentes mecânicos incluem poeira e aerossóis do ar atmosférico, partículas sólidas na água e no solo.

Os poluentes químicos (ingredientes) são vários compostos químicos gasosos, líquidos e sólidos, e elementos que entram na atmosfera, hidrosfera e interagem com o meio ambiente - ácidos, álcalis, dióxido de enxofre, emulsões e outros.

2.1 Tipos de poluição ambiental

A poluição ambiental é classificada de acordo com um grande número de características.

A classificação da poluição ambiental é mostrada na Figura 1.

Figura 1. Os principais tipos de poluição ambiental (segundo N. F. Reimers, 1990)

poluição natural surgem como resultado de processos naturais e catastróficos (por exemplo, uma poderosa erupção vulcânica, terremoto, fluxo de lama, etc.) sem qualquer influência humana sobre esses processos, embora a atividade antropogênica humana às vezes contribua para o surgimento desses processos.

Biótico(biogênicos) (biogênios, ou seja, os produtos residuais de vários fungos microscópicos (comumente chamados de bolores), são micotoxinas. Esses agentes podem ter um efeito adverso sério na saúde humana e animal) a poluição está associada à disseminação de certos, geralmente indesejáveis, do ponto de vista das pessoas, substâncias biogênicas (excreções, cadáveres, etc.) no território (ou área de água) onde não foram observadas antes.

Microbiológico A poluição (microbiana) ocorre devido ao aparecimento no ambiente de um número incomumente grande de microrganismos associados à sua reprodução em massa em ambientes alterados no curso das atividades humanas (por exemplo, doenças infecciosas perigosas, como cólera asiática e febre tifóide abdominal, disenteria e hepatite viral).

Poluição antropogênica são o resultado das atividades humanas. A intensidade da poluição antrópica está diretamente relacionada ao crescimento da população mundial e, em primeiro lugar, ao desenvolvimento de grandes centros industriais.

poluição industrial causados ​​por uma única empresa ou sua combinação, bem como o transporte.

poluição agrícola causados ​​pelo uso de agrotóxicos, desfolhantes e outros agentes, pela aplicação de fertilizantes em quantidades não absorvidas pelas plantas cultivadas, pelo despejo de dejetos animais e outras ações relacionadas à produção agrícola.

poluição militar surgem como resultado do trabalho de empresas da indústria militar, o transporte de materiais e equipamentos militares, o teste de armas, a operação de instalações militares e todo o complexo de meios militares em caso de hostilidades. Os efeitos negativos dos testes de armas nucleares ainda existem, e o uso massivo dessas armas pode levar a um "inverno nuclear".

De acordo com o mecanismo de impacto, a poluição é dividida em:

– mecânico;

– física (térmica, luminosa, acústica, eletromagnética);

- químico;

- radiação;

- biológicos (bióticos, microbiológicos).

Todas as conchas da Terra estão expostas à poluição.

Poluição do ar- a introdução no ar ou a formação nele por substâncias químicas ou organismos de agentes físicos que afetem negativamente o meio ambiente ou danifiquem os valores materiais, bem como a formação de campos físicos antropogênicos.

Poluição da hidrosfera- a entrada de poluentes na água em quantidades e concentrações que podem perturbar as condições ambientais normais em grandes massas de água.

Poluição do solo- a introdução e emergência no solo de novos agentes físicos, químicos ou biológicos, geralmente incaracterísticos, que alteram o curso do processo de formação do solo (retardam-no), reduzem drasticamente a produtividade, causam o acúmulo de poluentes nas plantas (por exemplo, metais pesados), dos quais essa poluição direta ou indiretamente (através de alimentos vegetais ou animais) entra no corpo humano.

Atualmente existe poluição do espaço- contaminação geral da Terra próxima e do espaço sideral próximo por objetos espaciais. O mais perigoso é a contaminação radioativa devido ao lançamento em órbita e a destruição de reatores nucleares, além de "detritos espaciais", que interferem no funcionamento normal da engenharia de rádio e instrumentos astronômicos.

2.2 Escala de poluição ambiental

De acordo com a escala de poluição são divididos em:

· Poluição local cobrem pequenas áreas, geralmente ao redor de um empreendimento, assentamento, etc.

· Poluição regional são encontrados em grandes áreas.

· poluição global são encontrados em qualquer parte do mundo e longe de sua fonte, cobrem grandes espaços com ameaça à vida de um grande número de pessoas e organismos.

2.3 Fontes de poluição ambiental

Atualmente, é geralmente aceito que a produção industrial é a que mais polui o ar. Fontes de poluição:

- usinas termelétricas que, juntamente com a fumaça, emitem dióxido de enxofre e dióxido de carbono no ar;

- empresas metalúrgicas, especialmente metalurgia não ferrosa, que emitem óxidos de nitrogênio, sulfeto de hidrogênio, cloro, flúor, amônia, compostos de fósforo, partículas e compostos de mercúrio e arsênico no ar; fábricas de produtos químicos e de cimento.

Gases nocivos entram no ar como resultado da combustão de combustível para necessidades industriais, aquecimento doméstico, transporte, combustão e processamento de resíduos domésticos e industriais.

A participação da agricultura na poluição ambiental está aumentando. Isso se deve a duas circunstâncias. O primeiro é o aumento da construção de grandes complexos pecuários na ausência de qualquer tratamento dos dejetos gerados e sua destinação, e o segundo é o aumento do uso de fertilizantes minerais e defensivos, que, juntamente com as vazões das chuvas e águas subterrâneas, penetram em rios e lagos, causando sérios danos a grandes bacias hidrográficas, seus estoques de peixes e vegetação. biosfera terra forrageira vegetativa

Todos os anos, mais de 20 toneladas de resíduos caem em um habitante da Terra. Os principais objetos de poluição são o ar atmosférico, corpos d'água, incluindo o Oceano Mundial, solos. Todos os dias, milhares e milhares de toneladas de monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, enxofre e outras substâncias nocivas são emitidas na atmosfera. E apenas 10% dessa quantidade é absorvida pelas plantas. O óxido de enxofre (gás sulfuroso) é o principal poluente, cuja fonte são usinas termelétricas, caldeiras e usinas metalúrgicas.

A concentração de dióxido de enxofre em óxidos de nitrogênio gera chuva ácida, que destrói plantações, vegetação e afeta negativamente o estado dos estoques de peixes. Juntamente com o dióxido de enxofre, o dióxido de carbono, formado como resultado da combustão, tem um impacto negativo no estado da atmosfera. Suas fontes são usinas termelétricas, usinas metalúrgicas, transporte. Para todos os anos anteriores, a parcela de dióxido de carbono na atmosfera aumentou 20% e continua a aumentar 0,2% ao ano. Se essas taxas de crescimento forem mantidas, até o ano 2000 a proporção de dióxido de carbono na atmosfera aumentará em 30-40%.

Em todos os países economicamente desenvolvidos do mundo, o transporte rodoviário ocupa uma posição de liderança em termos de volume de tráfego, na maioria dos países também lidera em trabalho de transporte. O parque de estacionamento do mundo está em constante aumento e ultrapassou 400 milhões de unidades. No entanto, com um aumento tão significativo na escala e crescimento no ritmo de motorização, há uma série de problemas graves associados a consequências ambientais e sociais prejudiciais que acompanham esse processo.

O impacto do transporte rodoviário no meio ambiente é acompanhado não apenas pelo consumo de recursos naturais, mas também pela poluição ambiental. Do ponto de vista ecológico, a poluição ambiental é um complexo de interferências nos sistemas ecológicos. Se o nível de interferência excede a capacidade de adaptação do organismo, isso leva à sua morte ou opressão. A ocorrência de interferências em sistemas ecológicos pode estar associada à introdução de diversos resíduos (poluição de ingredientes), perdas improdutivas de energia (poluição paramétrica), alterações irreversíveis nos sistemas ecológicos naturais (poluição ambiental).

Os objetos de poluição de ingredientes são a atmosfera, hidrosfera e litosfera, ou seja, os componentes mais importantes que compõem o ambiente humano. O homem abriu o ciclo de substâncias na natureza e criou cadeias lineares artificiais de eventos.

Uma dessas cadeias pode ser facilmente traçada pelo exemplo do uso de combustível no transporte rodoviário. O petróleo é extraído das entranhas da terra, transformado em combustível, que é queimado nos cilindros do motor. Isso produz resíduos (gases de exaustão) que poluem o ar, a água e o solo. Existem muitos desses circuitos na operação de carros. Entre os ingredientes poluidores estão centenas de substâncias e compostos químicos, muitas vezes muito perigosos para os organismos vivos, nos estados sólido, líquido e gasoso. Os mais maciços deles são componentes tóxicos e não tóxicos de gases de escape (EG), derivados de petróleo, poeira contendo substâncias orgânicas e inorgânicas, cloretos, resíduos da produção e operação de veículos. Ao mesmo tempo, o efeito nocivo aumenta com o aumento do volume de tráfego, componentes nocivos se acumulam constantemente no meio ambiente.

Durante a combustão do combustível nos cilindros do motor, apenas parte da energia química é convertida em trabalho mecânico útil. O resto da energia é desperdiçada. Para as melhores amostras de motores de automóveis, essas perdas são superiores a 55%. Parte da energia transmitida do motor para as rodas motrizes é gasta na superação de perdas na transmissão e resistência ao movimento. A maior parte da energia não utilizada é convertida em calor, o resto - em outros tipos de poluição paramétrica.

O desenvolvimento da motorização leva a uma transformação significativa dos sistemas ecológicos naturais. Com o uso generalizado de carros, um número crescente de pessoas tem acesso a complexos naturais que antes lhes eram fechados, cuja carga muitas vezes excede suas habilidades recreativas. Como resultado, as conexões habituais em sistemas ecológicos são interrompidas, o número de locais adequados para a habitação de animais é reduzido e a produtividade do sistema é reduzida. O perigo e o grau de impacto do transporte rodoviário no meio ambiente são diferentes para cidades e áreas suburbanas.

NO cidades Este efeito é mais pronunciado nas seguintes:

– aumento do consumo de combustível dos automóveis;

- a necessidade de áreas significativas dentro das áreas urbanas;

– poluição atmosférica por componentes tóxicos dos gases de escape;

– poluição de corpos hídricos urbanos; todos os tipos de poluição paramétrica.

Em áreas suburbanas Esse:

- a necessidade de grandes áreas para a construção de estradas e outras estruturas;

– contaminação das camadas superficiais do solo; poluição de reservatórios e águas subterrâneas;

- violação do equilíbrio ecológico na área de construção e operação de estradas.

Tanto em condições urbanas quanto suburbanas, a sociedade sofre danos associados às consequências socioeconômicas negativas da motorização desenvolvida.

Em geral, as cidades modernas são caracterizadas por um maior impacto do transporte rodoviário no meio ambiente e, consequentemente, um maior perigo para a população.

A situação desfavorável também é agravada pelo fato de que a poluição ambiental pelo transporte rodoviário é quase impossível de localizar, e a população da cidade está exposta a ela mesmo na área residencial.

Tabela 1 - Principais poluentes ambientais

Tipos de poluentes	Principais fontes de poluição	Possível impactosobre o estado da atmosferasobre ecossistemas, organismos
Óxido de enxofre (IV),dióxido de enxofre,SO2	Combustão de combustível, metalurgia	Mudanças climáticas, formação de "precipitação ácida", exacerbação de doenças respiratórias em humanos, danos às plantas, corrosão de materiais de construção e alguns tecidos, aumento da corrosão de estruturas metálicas
pesadapartícula,contendometais pesados	Mineração, lavoura, metalurgia	Mudanças climáticas, condições da camada de ozônio, aumento da concentração de metais pesados ​​nas cadeias alimentares
Ozônio,O3	Reações fotoquímicas na atmosfera	Mudanças climáticas, impacto negativo na saúde humana
óxidos de nitrogênio,NOx	Combustão de combustível, transporte, fertilizantes minerais contendo nitrogênio, aviação	As mudanças climáticas, o estado da camada de ozônio, a formação de "precipitação ácida". Aumento da concentração de nitratos (nitritos) nas cadeias alimentares, aumento da corrosão, poluição atmosférica, etc.
Dióxidocarbono (IV),dióxido de carbono,CO2	Combustão de combustível, transporte	Mudanças climáticas, "efeito estufa"
Mercúrio,hg	Desenvolvimento de minérios contendo mercúrio, produção de cloro, soda, vários pesticidas, aterros sanitários
Conduzir,Pb	Transporte, metalurgia	Acumulação em organismos ao longo das cadeias alimentares
Cádmio,CD; zinco,Zn;cobre,Cue outros metais pesados	Indústria química, metalurgia	A morte dos habitantes dos corpos d'água devido ao acúmulo ao longo das cadeias alimentares, etc.
Monóxido de carbono (II), monóxido de carbono,ENTÃO	Combustão de combustível, transporte	Mudanças climáticas, violação do equilíbrio térmico da alta atmosfera
Amianto	Materiais de construção	Impacto na saúde humana
Óleo	indústria petroquímica	Violação da troca de calor entre a hidrosfera e a atmosfera, a morte de organismos aquáticos
Hidrocarbonetos policíclicos(benzopireno)	Indústria química, combustão de combustível, transporte, fumar	Mudanças climáticas, condições da camada de ozônio, impacto negativo na saúde humana
Fosfatos	Indústria química, produção de fertilizantes fosfatados	Estado ecológico de rios, lagos
Pesticidas	Indústria química, produção de pesticidas	Acumulação em organismos ao longo das cadeias alimentares
Derivados de fluorocloro de hidrocarbonetos (freons)	Indústria de refrigeração, indústria de embalagens de aerossol	Destruição da camada de ozônio do planeta, mudança climática
Radiação	Fontes naturais (principalmente camada de radônio) e artificiais (cuidados médicos, testes de armas nucleares, usinas nucleares)	Neoplasias malignas e alterações genéticas (mutações)
Dioxinas -hipertóxicoconexões	Combustão de combustível, incineração de resíduos, operação de muflas, fundição de metais, operação de motores de automóveis com gasolina com chumbo; efluentes fenólicos de empreendimentos das indústrias metalúrgica, de refino de petróleo e química, desinfecção com cloro de águas contendo fenóis ou seus precursores - ligninas, ácidos húmicos e fúlvicos presentes em águas naturais; poeira trazida pelo vento de depósitos de lixo tóxico abandonados.	A gama de ação fisiológica é extremamente ampla: reduzem a eficiência do sistema imunológico; causar formações malignas (composto 2, 3, 7, 8-TCDD foi atribuído a classe mais alta de risco carcinogênico - grupo I), afetar as glândulas endócrinas, inibir a atividade da glândula tireóide e aumentar o risco de diabetes; causar doenças de pele como hiperpigmentação, hipertricose (crescimento excessivo de pelos); levar a defeitos congênitos, patologias neurológicas, interromper o metabolismo no corpo, aumentar o risco de doenças cardiovasculares. As dioxinas praticamente não são excretadas do corpo, mas se acumulam no tecido adiposo. Aparentemente, o único nível seguro de dioxinas no ambiente é a sua ausência.

3. Recursos vegetais, características quantitativas e qualitativas. Proteção de espécies raras de plantas. Proteção de florestas e terras de forragem natural

3.1 Recursos vegetais, características quantitativas e qualitativas

recursos vegetais- estes são todos os organismos vegetais (plantas superiores, fungos, musgos, líquenes, algas) que crescem em territórios e áreas de água e são utilizados ou podem ser utilizados para diversas necessidades da sociedade. Entre eles, os recursos florestais são de particular importância econômica.

As florestas cobrem cerca de um terço da superfície do mundo. A área florestal total era de 2.438 milhões de hectares, dos quais 1.233 milhões de hectares (50,5%) eram florestas tropicais e 1.205 milhões de hectares (49,5%) eram florestas temperadas. As reservas mundiais de madeira foram estimadas em 5.412,5 milhões de toneladas.Dos países europeus, o mais “florestado” é a Finlândia, onde as florestas ocupam 70% de seu território. A Grã-Bretanha é pobre em florestas - elas ocupam menos de 6% da área do país. A área total do fundo florestal da Federação Russa em 1991 era de 1182,6 milhões de hectares, terras florestais - 771,1 milhões de hectares, o estoque total de madeira nas florestas - 81,6 bilhões de m3. A madeira é uma matéria-prima universal a partir da qual podem ser feitos mais de 15 a 20 mil produtos diferentes.

Os recursos florestais são produtos madeireiros, técnicos, medicinais e outros produtos florestais que são utilizados para atender às necessidades da população e da produção e são reproduzidos no processo de formação de complexos naturais florestais. Os recursos florestais também incluem as propriedades benéficas das florestas (a capacidade de reduzir os efeitos negativos dos fenômenos naturais, proteger o solo da erosão, prevenir a poluição ambiental e purificá-lo, ajudar a regular o fluxo de água, melhorar a saúde da população e sua educação estética, etc.). .), que são utilizados para atender às necessidades do público.

Os recursos florestais são um conjunto de benefícios materiais da floresta que podem ser utilizados sem danos ao meio ambiente com a maior eficiência econômica. Toda a variedade de recursos florestais, dependendo de sua finalidade e características de uso, são combinadas nos seguintes grupos:

- matérias-primas de origem madeireira - madeira, relva, casca;

- recursos de origem não madeireira - cogumelos, bagas, frutas, nozes, recursos medicinais, forragens e recursos técnicos de vegetação não madeireira, etc.;

- recursos de origem animal - fauna florestal útil e prejudicial, ovos, mel, chifres de ungulados selvagens, etc.;

- funções úteis multilaterais da floresta e seu impacto positivo no ambiente natural.

Não são apenas os recursos florestais que desempenham várias funções econômicas na sociedade. Os recursos vegetais herbáceos desempenham um papel igualmente importante. De acordo com sua importância para os seres humanos, eles são divididos nos seguintes grupos:

- plantas forrageiras valiosas;

- plantas medicinais;

- plantas técnicas;

- o resto - plantas decorativas e outras

Deve-se notar que a vegetação de qualquer zona natural não foi submetida a um impacto humano tão catastrófico como a vegetação das estepes, especialmente nos últimos 150-200 anos, quando a aparência dessa zona de paisagem mudou radicalmente. As principais direções do impacto da atividade econômica humana sobre as pastagens de estepe estão associadas a fatores como pastoreio, destruição completa da vegetação virgem durante a lavoura, feno, construção de cidades, instalações industriais, rodovias, etc.

3.2 Proteção de espécies vegetais raras

No território da Rússia existem muitas plantas com uma variedade de propriedades úteis. Seu uso para fins práticos ainda está longe de ser completo. Basta dizer que das 300 mil espécies da flora mundial de plantas superiores, apenas cerca de 2.500 espécies são usadas sistematicamente pelo homem na atividade econômica e periodicamente - até 20 mil espécies. Na Rússia, cerca de 250 espécies são usadas para fins econômicos. Muitas plantas têm propriedades valiosas e são usadas na medicina, tecnologia, culinária, floricultura e paisagismo.

O mundo das plantas medicinais não foi suficientemente estudado. Atualmente está em intensa exploração. Estudos abrangentes realizados por farmacologistas, químicos, botânicos e produtores de plantas permitiram identificar novas plantas de valor medicinal que podem ser usadas na prática médica não apenas na forma de preparações, mas também na forma de substâncias individuais. As propriedades nutricionais das plantas também têm sido pouco estudadas. No final do século 20, iniciou-se uma intensa busca por novas plantas que pudessem fornecer mais proteínas do que as já conhecidas no cultivo de plantas. Um exemplo é a chlorella, que atrai cientistas com sua maior capacidade fotossintética. Usa até 20% da energia solar em condições artificiais (plantas com flores - 2%), e seu rendimento é 25 vezes maior que o trigo. O estudo de muitas plantas que desaparecem da face da Terra ajuda a revelar novas páginas da história, para entender melhor as leis de formação do mundo vegetal. Até o nosso tempo, formas antigas de plantas foram preservadas, cuja importância para a ciência dificilmente pode ser superestimada. Na Rússia, existem pinheiros Eldar e outras plantas da flora do período terciário. São espécies raras e parcialmente ameaçadas de proteção, por exemplo, na bacia do rio Ussuri - cipó magnólia, lilás Amur, etc.

Algumas plantas tornam-se raras e ameaçadas devido ao seu extermínio. Um exemplo disso é o ginseng, ou a "raiz da vida", que quase desapareceu das florestas do Extremo Oriente. A proteção de plantas raras está se tornando uma importante tarefa do Estado. 533 espécies de plantas sujeitas a proteção estão listadas no Livro Vermelho da Federação Russa. Entre eles devem ser mencionados: ginseng, aralia continental, lótus, castanha d'água, isca, chinelo de senhora, etc.

A conservação de espécies raras e ameaçadas de extinção pode ser feita de diferentes maneiras:

- a primeira maneira é a proibição de quaisquer ações: cortar, quebrar, danificar;

- a segunda via - a proteção de espécies raras em reservas naturais, parques nacionais, santuários de vida selvagem, declarando monumentos naturais;

- a terceira via - a criação de sítios de coleta e reservas na rede de jardins botânicos e outras instituições científicas.

As plantas transferidas para as parcelas de coleta podem ser mantidas em cultivo por um período indefinidamente longo e ser uma reserva necessária para diversos fins. Juntamente com espécies de plantas raras e ameaçadas de extinção, plantas economicamente valiosas que crescem na natureza também estão sujeitas a proteção. Nesse caso, o principal é seu uso racional e o combate às formas de coleta desordenada.

3.3 Proteção de florestas e pastagens naturais

As espécies vegetais não existem isoladamente. Eles estão conectados por muitos fios com outras plantas, componentes animais e fatores abióticos de complexos naturais. Portanto, a proteção da vegetação é uma tarefa complexa, devendo ser realizada através da proteção de todo o ambiente natural, incluindo as comunidades vegetais, que incluem essas espécies vegetais. Toda a flora e seus agrupamentos - fitocenoses estão sujeitos a proteção.

Os principais objetivos da proteção florestal são o uso irracional e a restauração. As medidas para proteger as florestas de áreas de floresta esparsa estão se tornando cada vez mais importantes em relação à proteção da água, proteção do solo, papel sanitário e de melhoria da saúde. Deve ser dada especial atenção à proteção das florestas de montanha, uma vez que desempenham importantes funções reguladoras da água e de proteção do solo. Com o manejo florestal adequado, o re-corte em uma determinada área não deve ser realizado antes de 80-100 anos, quando a maturação completa é atingida. Nos anos 60-80. século 20 em várias regiões da parte européia da Rússia, os abates repetidos retornaram muito antes, o que levou à perda de sua importância na formação do clima e na regulação da água, e o número de florestas de folhas pequenas aumentou. Uma medida importante para o uso racional das florestas é o combate às perdas de madeira. Muitas vezes, ocorrem perdas significativas durante a colheita da madeira. Ramos e agulhas permanecem nas áreas de corte, que são um material valioso para a preparação de farinha de coníferas - ração vitamínica para o gado. Os resíduos da exploração madeireira são promissores para a obtenção de óleos essenciais.

O reflorestamento oportuno é a condição mais importante para a conservação dos recursos florestais. Na Rússia, cerca de um terço das florestas derrubadas anualmente são restaurados naturalmente, o restante requer medidas especiais para sua renovação. Em 50% da área, apenas são suficientes as medidas de promoção da regeneração natural, enquanto no restante é necessário semear e plantar árvores. A limpeza das florestas dos galhos, cascas, agulhas, etc. remanescentes após o corte, tem um efeito positivo na restauração das florestas.

As medidas de melhoria desempenham um papel importante na reprodução das florestas: drenagem de solos encharcados, plantio de árvores, arbustos e gramíneas que melhoram o solo. Isso afeta favoravelmente o crescimento das árvores e a qualidade da madeira. Onde não há reflorestamento natural em clareiras, após o afrouxamento do solo, são semeadas sementes ou mudas cultivadas em viveiros. Da mesma forma, as florestas são restauradas em áreas queimadas, clareiras, plantando variedades de árvores altamente produtivas. Juntamente com o reflorestamento e o aumento da produtividade da floresta, juntamente com a seleção correta e uso generalizado de espécies de crescimento rápido, drenagem razoável de áreas úmidas, são necessárias medidas oportunas de cuidado florestal. Desbaste, limpeza, relâmpagos, corte sanitário, proteção contra incêndios, pragas e doenças, danos ao gado, etc. - tudo isso melhora a condição da floresta, aumenta sua produtividade. Essas medidas, se implementadas adequadamente, contribuem para a proteção da floresta como um complexo natural.

Nos últimos anos, o centro de extração de madeira na Rússia foi transferido para a Sibéria. O reflorestamento está sendo realizado, as conseqüências da extração de madeira mal pensada estão sendo eliminadas, os cortes sanitários e outros trabalhos de cuidado florestal estão sendo realizados. As plantações florestais são realizadas em áreas livres e terrenos baldios não florestados. Eles tentam usar a floresta de forma mais ampla e abrangente. Assim, em 1991, a área de corte permitida (norma de uso florestal) na Rússia como um todo era superior a 550 milhões de m3, incluindo 340 milhões de m3 de espécies de coníferas. De facto, a utilização de CAA é de 46% em termos de volume total e 52% em termos de espécies coníferas. O desbaste florestal foi realizado em uma área de mais de 2 milhões de hectares, reflorestamento - em uma área de 1,6 milhão de hectares. No atual estágio de desenvolvimento da silvicultura, os volumes de reflorestamento alcançados garantem a preservação e até mesmo algum aumento das áreas florestadas.

A proteção das florestas contra incêndios é realizada em 65% da área do fundo florestal da Federação Russa. O controle de pragas e doenças foi realizado em 1991 em uma área total de 565.000 ha, incluindo 483.000 ha usando métodos e meios biológicos.

Literatura

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

2. Konstantinov V. M. Bases ecológicas da gestão da natureza. - M., 2010.

3. Oleinik Ya. B. Fundamentos de ecologia: livro didático. M., 2008.

4. Putilov A. V. Proteção ambiental. - M., 2008.

5. Stepanovskikh A.S. Ecologia. Livro didático para o ensino médio. - M.: UNITI-DANA, 2001. - 703 p.

6. Khatuntsev Yu. L. Ecologia e segurança ambiental. - M., 2002.

7. Ecocultura. Em busca de uma saída para a crise ecológica. /Ed. N.N. Marfenina. - M.: MNEPU, 1998.

8. Segurança ambiental dos fluxos de tráfego. / Debaixo. ed. A. B. Dyakova. - M.: Transportes, 1989.

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