Экологические основы и пределы устойчивого развития

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пределы биопродуктивности. Неомальтузианство и Римский клуб. Экологические основы и пределы устойчивого развития

Биологическая продуктивность, экологическое и общебиологическое понятие, обозначающее воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы; в более узком смысле -- воспроизведение диких животных и растений, используемых человеком.

Обновленным вариантом теории Мальтуса выступает неомальтузианство. В обыденном представлении его идеи трансформируются в отказ от детей в браке. Эта идейное течение зародилось в конце девятнадцатого века в форме, так называемых, неомальтузианских обществ, лиг, союзов и т.п. Если классическое мальтузианство полностью игнорирует и отрицает воздействие социальных факторов на народонаселение, то в неомальтузианстве это воздействие признается, однако приравнивается к воздействию биологических факторов. Неомальтузианство не ограничивается чистой теорией, в своих практических рекомендациях это течение выделяет в первую очередь биологическую сферу воспроизводства человеческого рода и отодвигает на задний план как незначимые мероприятия по преобразованию, повышению эффективности экономики, подъему уровня жизни населения. Таким образом, неомальтузианство игнорирует социальную сторону процесса воспроизводства людей.

Римский клуб - международная научная (неправительственная) организация. Создана в Риме (1968) по инициативе итальянского экономиста Аурелио Печчеи (первый президент клуба). Объединяет около 100 человек. Деятельность римского клуба направлена на разработку соответствующей тактики и стратегии по разрешению многих глобальных проблем, стоящих перед современным миром (истощение природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, проблема продовольствия и др.). Главный девиз римского клуба -- углублять понимание особенностей развития человечества в эпоху научно-технической революции. Римский клуб положил начало исследовательским работам по проблемам, названным «Глобальной проблематикой». Для ответа на поставленные клубом вопросы ряд выдающихся ученых создали серию «Докладов Римскому клубу» под общим названием «Трудности человечества». Прогнозы перспектив развития мира составлялись по компьютерным моделям, а полученные результаты были опубликованы и обсуждались во всем мире.

Основные цели, которые поставили перед собой члены «Римского Клуба»:

· дать обществу методику, с помощью которой можно было бы научно анализировать «затруднения человечества», связанные с физической ограниченностью ресурсов Земли, бурным ростом производства и потребления - этими «принципиальными пределами роста».

· донести до человечества тревогу представителей Клуба относительно критической ситуации, которая сложилась в мире по ряду аспектов;

· «подсказать» обществу, какие меры оно должно предпринять, чтобы «разумно вести дела» и достичь «глобального равновесия».

Устойчивое развитие - такое развитие общества, при котором улучшаются условия жизни человека, а воздействие на окружающую среду остаётся в пределах хозяйственной емкости биосферы, так что не разрушается природная основа функционирования человечества.

Экологическая основа я должна обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению. Уровень выбросов не должен превышать ассимиляционную способность природы, а скорость использования невозобновимых ресурсов должна соответствовать их возмещению за счет замены возобновляемыми компонентами.

Охрана природных ресурсов. Агрогенная деградация и загрязнение базовых элементов агроландшафта (почва, растительность, водоемы, грунтовые воды, воздух)

биологический экологический биомасса агроландшафт

Охрана природных ресурсов-- система мероприятий, обеспечивающая возможность сохранения природой ресурсовоспроизводящих и средовоспроизводящих функций, а также сохранение невозобновимых природных ресурсов. Меры по охране земли (борьба с эрозией, рекультивация, защита от селей, оползней, засоления), вод (строительство водоохранных объектов, внедрение бессточных систем водопользования), лесов (создание зеленых зон вокруг городов и поселков), а также недр, атмосферного воздуха, диких животных и ценных видов промысловых рыб.

Агрогенная деградация экосистем - переуплотнение, подкисление реакции, поступление к поверхности токсичных солей. Деградации земель, потери их плодородия и закислению способствуют неправильная распашка с применением тяжелой техники, нарушение естественного растительного покрова, применение пестицидов и других ядохимикатов, проезд автотранспорта, перевыпас, сведение лесов, минерализация грунтовых вод, пожары, освоение месторождений полезных ископаемых.

Основными источниками загрязнения почв тяжелыми металлами являются атмосферные выбросы промышленных предприятий, автотранспорта, осадки сточных вод, средства химизации сельского хозяйства.

Техногенное загрязнение. В последние годы техногенное загрязнение стало одним из мощных факторов деградации почв.

Анализ основных факторов и параметров агрогенного воздействия на окружающую среду (почву, растительность, водоемы, грунтовые воды, воздух)

Агрогенная деградация экосистем - переуплотнение, подкисление реакции, поступление к поверхности токсичных солей.

Круговорот основных веществ и функции живого вещества в биосфере. Геохимические и биогеохимические циклы основных химических элементов (углерода, азота, серы)

Солнечная энергия на Земле вызывает 2 круговора вещесв: большой (геологический), наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции атмосферы, и малый (биологический), развивающийся на основе большого и состоящий в непрерывном, циклическом, но неравномерном во времени и пространстве, и сопровождающийся более или менее значительными потерями закономерного перераспределения вещества, энергии и информации в пределах экологических систем различного уровня организации.

Функции живого вещества:

1. Энергетическая - поглощение солнечной энергии при фотосинтезе, химической энергии путем разложения энергонасыщенных веществ, передача энергии по пищевым цепям разнородного живого вещ-ва;

2. Газовая - способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы;

3.Концентрационная - избирательное накопление в ходе жизнидеятельности определенных видов вещества:

А) используется для построения тела организма;

Б) удаляемых из него при метаболизме;

4. Окислительно-восстановительная - окисление и восстановление различных вещ-в под влиянием живых организмов.

5. Информационная - накопление живыми организмами определенной информации, закрепление ее в наследственных структурах и передача последующим поколениям.

6. Деструктивная - разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как остатков органического вещества, так и косных веществ.

7. Транспортная - перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов.

8. биохимическая - связана с ростом, размножением и перемещением живым организмов в пространстве;

9. Биогеохимическая деятельность человека - превращение и перемещение вещ-в биосферы в результате человеческой деятельности для хоз. и бытовых нужд человека.

Из атмосферы углерод усваивается автотрофными организмами-продуцентами (растениями, бактериями, цианобионтами) в процессе фотосинтеза, в результате которого, на основе взаимодействия с водой, формируются органические соединения - углеводы. Далее, в результате процессов метаболизма, с участием веществ, поступающих с водными растворами, в организмах синтезируются и более сложные органические вещества. Они не только используются для формирования растительных тканей, но также служат источником питания для организмов, занимающих очередные звенья трофической пирамиды - консументов. Таким образом, по трофическим цепям, углерод переходит в организмы различных животных. Возвращение углерода в окружающую среду происходит двумя путями. Во-первых - в процессе дыхания. Второй путь возвращения углерода - разложение органического вещества.

N. Цикл - фиксация молекулярного азота - аммонификация мертвого органического вещества - нитрификация - денитрификация имеет наиболее важное значение для глобального массообмена азота, так как этот цикл обеспечивает основной поток азота из его главного резерва - атмосферы. Часть азота выводится из биологического круговорота и аккумулируется в мертвом органическом веществе. Этот своеобразный запас азота в лесных подстилках, торфе и почвенном гумусе постоянно поддерживается в педосфере и свидетельствует о некоторой заторможенности биологического круговорота.

Биогеохимический цикл серы состоит из 4 стадий: 1.усвоение соединений серы живыми организмами (растениями и бактериями) и включение серы в состав белков и аминокислот. 2.Превращение органической серы живыми организмами (животными и бактериями) в конечный продукт - сероводород. 3. Окисление минеральной серы живыми организмами (серобактериями, тионовыми бактериями) в процессе сульфатредукции. На этой стадии происходит окисление сероводорода, элементарной серы, ее тио- и тетрасоединений. 4. Восстановление минеральной серы живыми организмами (бактериями) в процессе десульфофикации до сероводорода. Таким образом, важнейшим звеном всего биогеохимического цикла серы в биосфере является биогенное образование сероводорода.

Круговорот азота в биосфере

Азот - незаменимый биогенный элемент, т.к. он входит в состав белков и нуклеиновых к-т. Газообразный N непрерывно поступает в атмосферу в результате денитрифицирующих бактерий, а бактерии-фиксаторы вместе сине-зелеными водорослями постоянно поглощаю его, преобразуя в нитраты. Важнейшую роль в превращении газообразного N в аммонийную форму (азотофиксация) играют клубеньковые бактерии. Растения обеспечивают бактерий местообитанием и пищей (сахара), получая взамен от них в доступной форме N. По пищевым цепям передается орг. N от бобовых др. организмам экосистемы. В процессе клеточного дыхания белки и др. содержащие N орг. соедин. расщепляются, Nвыделяется в среду большей частью в аммонийной форме. В водной среде главная роль в фиксации атм. N принадлежит сине-зеленым водорослям, способным к фотосинтезу. Протеины и др. формы орг. N, содержащиеся в растениях и животных после гибели, подвергаются воздействию гетеротрофных бактерий, актиномицетов, грибов, которые вырабатывают необходимую энергию восстановлением этого орг. N, преобразуя его в аммиак. В почвах происходит процесс нитрификации, состоящий из цепи р-ций, где при участии микроорг. осуществялется окисление иона аммония до нитрита или нитрита до нитрата. Восстановление нитритов и нитратов до газообр. соедин. молекулярного N или окиси N - денитрификация. Образование нитратов неорг. путем происходит и в атмосфере путем связывания атм. N с О2 в процессе электрических разрядов во время гроз, а затем выпадением с дождями на поверхность почвы.

Круговорот фосфора в биосфере

Круговорот Р в биосфере связан с процессами обмена вещ-в в растениях и животных. Этот важный и необходимый элемент протоплазмы, содержащийся в наземных растениях, животных, циркулирует, постепенно переходя из орг. соедин. в фосфаты, которые снова могут исп. растениями. Резервуаром Р является мин. часть литосферы. Осн. источниками Р являются изверженные породы (апатиты) или осадочные породы (фосфориты). Из пород неорг. Р вовлекается в циркуляцию выщелачиванием и раст-ем в континентальных водах. Попадая в экосистемы суши, почву, Р поглощается растениями из водного р-ра в виде неорг. фосфат-иона и включается в состав различных орг. соедин, где он выступает в форме орг. Р. По пищевым цепям Р переходит от растений к др организмам экосистемы. Химически связанный, Р попадает с остатками растений и животных в почву, где вновь подвергается воздействию микроорг. и превращается в мин. ортофосфаты, а в дальнейшем происходит повторение цикла. В водные экосистемы Р переносится водами. В соленых морских водах Р переходит в состав фитопланктона, служащего пищей др. организмам моря, в последующем накапливаясь в тканях морских животных (рыб). Часть соедин. Р мигрирует в пределах небоьших глубин, потребяясь организмами, др часть теряется на больших глубинах. Отмершие остатки организмов приводят у накоплению Р на разных глубинах. Определенное кол-во переносится на суши морскими птицами, а также благодаря рыболовству.

Круговорот углерода в биосфере

В круговороте С определенную роль играют СО и СО2. Часто в биосфере Земли С представлен наиболее повижной формой СО2. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность. Миграция СО2 в биосфере протекает 2 путями. 1 путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза с образованием глюкозы и др. орг. вещ-в, из которых построены все растительные ткани. В дальнейшем они переносятся по пищевым цепям и образуют ткани всех остальных живых существ экосистемы. В пределах суши, где имеется растительность, СО2 атмосферы в процессе фотосинтеза поглощается в дневное время. В ночное время часть выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление орг. вещ-в с образованием СО2. Важная интенсивная особенность круговорота С состоит в том, что в далекие геологические эпохи значительная часть орг. Вещ-в, созданного в процессах фотосинтеза никем не исп., а накапливалась в литосфере в виде ископаемого топлива (нефти, угля, торфа). Сжигая его, мы завершаем круговорот вещ-в. по 2 пути миграция осуществляется созданием карбонатной ситемы в различных водоемах, где СО2 переходит в Н2СО3, НСО3, СО3. С помощью р-ого в воде Са (Mg) происходит осаждение карбонатов биогенным и абиогенными путями. Образуются мощные толщи известняков. Постоянный обмен С, с одной стороны, между биосферой, а с др. - между атмосферой и гидросферой, обусловленный газовой функцией живого вещ-ва - процессами фотосинтеза, дыхания и деструкции.

Размещено на Allbest.ru