Основы экологии

Нефть. По экономическим условиям и очередности освоения могут быть выделены 4 нефтяных района: Центральный (приобский), Северный, Восточный, Южный. В частности, Приобский: S=250тыс.км^2...Здесь 90% промышл. запасов нефти Западной Сибири (Самотлорское, Федоровское, Западно-Сургутское, Мамонтовское, Советское, Мегион месторождение). Наблюдается эффективность добычи нефти (около 200млн т в 2000г.). Себестоимость добычи нефти - самые низкие в стране.

Водные ресурсы. Речной сток - основной источник водных ресурсов. ВЗСР - 506 км(16% стока в России). Гидроэнергетический потенциал - 250млрд кВт*ч, но в эффективности использования уступает ВСР ДВР.

Железные руды. Общие запасы - 4,5 млрд т. Важнейшие м/р в Горной Шории и Кузнецком Алатау. Поставляют руду на Кузнецкий металлургический комбинат. Имеется также Западно-Сибирский рудный бассейн.

Алюминиевое сырье. В салаирском кряже - бокситы. На Кия-Шалтырском м/р (восточная часть Кемеровской области) добывают нефелины. Добыча открытая, поэтому по затратам обходятся дешевле, чем, например, Кольские.

Марганцевые руды. Усинское м/р в Кузбассе. Запасы - 10млн т. Одно из крупнейших в стране.

Западная Сибирь располагает запасами цветных и благородных металлов. Салаирское и Алтайское м/р золота в Горной Шории и Рудном Алтае.

Нахождение района в таежной зоне определило значительную залесенность территории. На долю ЗСР приходится 147 млн га лесного фонда (8,7млрд м), или 12% общероссийских запасов. В 2000г. заготовлено 32 млн м³. Структура лесов - хвойные- 73%, лиственные - 27%. Приведенные затраты на заготовку 1м³ древесины на 12% ниже, чем в среднем по России.

Земельные ресурсы. В ЗСР?17% общероссийского фонда с/х угодий. Из с/х угодий 55% пашни, 20% сенокосы, 25% пастбища. Существенную часть пастбищ составляют оленьи пастбища в субарктике.

В тундре и лесотундре фоновым ПП будет отгонно-пастбищное животноводство(оленеводство). А очаговым - добыча природного газа, охота на пушного зверя, рыболовство на реках и в Обской губе. В тайге фоновым типом ПП будет собственно лесохозяйственный (охота, рыболовство). Очагами в тайге представлена добыча нефти, лесозаготовки, с/х по долинам рек (овощеводство, картофелеводство, молочное животноводство).

В лесостепи и степи Западной Сибири фоновым типом ПП будет с/х-ное, точнее растениеводство (собственно земледельческий подтип). Выращивание зерновых (пшеница), а также подсолнечника, сахарной свеклы. На югерайона расположен огромный очаг (ареал) добывающей пром-ти, и прежде всего, добыча каменного угля Кузбасс). Также Кузбасс - это черная и цветная металлургия, тяжелое машиностроение, химическая пром-ть и др. отрасли пром-ти. Специфика отраслевой структуры, особенности орографии и климата сделали этот ареал одним из экологически неблагоприятных в стране.

Лесостепная и степная зона Западной Сибири входят в Главную полосу расселения населения России. Заметными являются элементы селитебного подтипа промышленно-урбанистического типа ПП. Это, прежде всего, два города-«миллионера»: Новосибирск и Омск. Эти города имеют агломерации. Это также многочисленные средние и малые города в Кузбассе.

Эколог. проблемы связаны с деградацией естественных ландшафтов в тундре и лесотундре. Здесь наблюдается определенное столкновение типов ПП. О загрязнении воздушного бассейна в Кузбассе уже упоминалось(Новокузнецк - один из «грязных» городов страны): формальдегид, диоксид азота.

Восточно-Сибирский экономический район (ВСР)

S=около 4млн км2. Здесь проживает почти 9 млн. чел. Территория Восточной Сибири поражает своей площадью - на нее приходится почти 25% территории России. Это почти соответствует площади европейской части страны. Восточная Сибирь имеет на сегодняшний день худшее экономико-географ. положение из восточных районов. На территории преобладает возвышенный и горный рельеф. Обширные пространства заняты Среднесибирским плоскогорьем, которое с юга окаймляют горные хребты и высокие нагорья. При этом имеются возможности для выбора удобных площадок под гражданское и промышленное строительство. В районе господствует резко континентальный и холодный климат. Это вызвано удаленностью от океанов, положением в высоких широтах, возвышенным рельефом, воздействием воздушных масс с Арктики. В целом неблагоприятные условия для с/х и проживания людей.

В тоже время район выделяется огромным гидроэнергоресурсным потенциалом (Енисей с Ангарой). Исключительную роль играют водные ресурсы озера Байкал (в нем сосредоточено 20% поверхностных пресных вод).

Восточная Сибирь сосредоточивает существенную часть разведанных запасов олова, полиметаллов, молибдена, золота, никеля, меди, железной руды. Достаточно известен Канско-Ачинский буроугольный бассейн. Разрабатываются отдельные м/р в Иркутской и Читинской областях, и в Бурятии. Значительны потенциальные запасы каменного угля Тунгусского и Таймырского бассейнов. Большая часть района относится к гигантской Ленно-Тунгусской нефтегазоносной провинции. Добыча природного газа ведется только на Таймыре (Мессояха и Соленинское) и он поступает в Норильск.

Настоящим природным богатством района являются лесные ресурсы.

Общая картина такова. Большая часть района находится в тайге, в т.ч. в горных областях. Характерным является котловинное строение территории с относительно благоприятными природными условиями в котловинах (заняты лесостепями и степями). Север района - тундровые и лесотундровые ландшафты. В целом огромные пространства с довольно суровыми условиями, богатейшие запасы природных ресурсов и непропорционально низкая численность населения. Как следствие - впечатляющие площади первозданной природы.

Особенностью ПП в Восточной Сибири является в целом его очаговый характер на юге района. В частности, это ареал Канско-Ачинского буроугольного бассейна, Красноярская агломерация, Иркутский промышленный узел, отдельные промышленные центры в Забайкалье, в бассейне Ангары. При этом основные индустриальные очаги тяготеют к Транссибирской ж/д магистрали. Промышленность Восточной Сибири - это цветная металлургия: выплавка алюминия(Красноярск, Братск, Шелехов), меди и никеля (Норильск), развитая лесная промышленность (от заготовки древесины до производства бумаги), добыча энергетических углей, производство электроэнергии.

Ареально-поясной характер размещения имеет и с/х. На юге района представлено несколько его типов. Например: разведение КРС наряду с посевами зерновых по долинам рек, горно-пастбищное животноводство, свиноводство, птицеводство, овощеводство, картофелеводство) вокруг крупных городов.

На севере района представлено два фоновых типа ПП: оленеводческо-промысловый в тундре и лесотундре и лесопромышленный в таежной зоне. Особняком в тундре, в низовьях Енисея выделяется очаг индустриального ПП - Норильский медно-никелевый комбинат.

Экологические проблемы региона связаны с воздействием на природные комплексы отраслей специализации. Наиболее актуальные: загрязнение предприятиями целлюлозно-бумажный комбинат Байкала и др. рек региона, загрязнение воздушного бассейна над крупными городами (в условиях антициклонального типа погоды в зимнее время), воздействие на окруж. природную среду Норильского комбината, открытая добыча углей в КАТЭКе и сопряженные с этим проблемы.

Дальневосточный экономический район

S= около 6,2млн. км², а население здесь?7млн. чел. Главное в экономико-географ. положении района - это его приморское положение, широчайший выход в Мировой океан. Район граничит с развитыми странами Азиатско-Тихоокеанского региона - США, Японией, Республикой Кореей.

Значительные площади района заняты горами, точнее горнотаежными ландшафтами. Север района занят тундровыми и лесотундровыми ландшафтами. Т.О., на большей части района жизнедеятельность человека возможно только очагами, в основном по долинам рек, на равнинных участках и в котловинах. Наиболее благоприятными на Дальнем Востоке можно считать его южные окраины, точнее Приамурские равнины (Зейско-Амурская и Амурско-Уссурийская), находящиеся в лесостепной зоне. Вообще на юге сосредоточено около 80% населения всего района. Наиболее населенная и хозяйственно освоенная полоса прилегает к Транссибирской ж/д магистрали. Что касается таежных районов, то там размещены лишь отдельные, главным образом, добывающие центры.

Дальний Восток богат, прежде всего, биоресурсами: лесными и ресурсами океана. Также имеются запасы каменного угля. Добывают угли на Сахалине, в Приморском крае, в Якутии (в среднем течении Лены огромные потенциальные запасы Ленского бассейна). Запасы нефти и природного газа на Сахалине. Золото и алмазы в Якутии, оловянные руды в Приморском крае. Ценным ресурсом являются почвы приамурских равнин.

На подавляющей части района (на севере и в центре) фоновым типом ПП является оленеводческо-промысловый. Огромный ареал лесопромыслав с оленеводством, рыболовством и очагами земледелия находится в среднем течении Лены. На приамурских равнинах преобладающим являются с/х ландшафты (выращивание зерновых, сои, сахарной свеклы, риса, садоводства). Разведение КРС, клеточного зверя. На этом аграрном фоне выделяются промышленные очаги, расположенные полосой от Хабаровска до Владивостока. Во многом это центры лесной пром-ти, в то числе ЦБП. В целом для района характерно выборочное освоение, хотя можно отметить, что юг относительно хорошо освоен. Дальний Восток дает почти половину рыбопродуктов России. Рыболовство является типичным ПП в районе - это его специализация. С ним связано и машиностроение, и пищевая пром-ть.

Дальневосточный район не является районом вопиющих экологических проблем. Хотя последние и не обходят район стороной. Можно упомянуть лесные пожары, проблемы с добывающей (нефть и природный газ) пром-тью на Сахалине, частный случай аварийного сброса(зима 2005г.) продукции китайского химического завода в реку Сунгари - приток Амура.

1. Предмет и задачи природопользования, взаимоотношения со смежными дисциплинами. Экологические, географические и др. аспекты ПП

Под природопользованием (ПП) с одной стороны понимают практическую деят-сть чел-ка, с др. стороны - науку. Основоположником науки яв-ся Куражковский Ю.Н. (1958 г.). Существуют различ. определения ПП. Но во всех определениях лежит вз/действие челов. общества и природы. Природа - совокупность естественных условий существования человеч. общества. Окр. среда (ОС) - 1 точка зрения - все, что непосредственно окружает чел-ка; окр. среда - составная часть природ. среды. 2 точка зрения: чел-ка окружает несколько сред (природная, социальная, техногенная), совокупность всех сред - это окр. среда. ОС - это совокупность природной, искусственно созданной и социально-экономической сред непосредственно окружающих чел-ка. Существует еще один подход, принадлежащий Н.Ф.Реймерсу. Он выделил 3 типа природы:

- дикая природа, относятся участки не нарушенные деятельностью человека, на которые человек влияет как биологический тип, либо опосредовано (через глобальные изменения).

- квазиприрода, понимают преобразованную человеком экосистемы, не способные к самоподдержанию в течении длительного времени (поля, сады, огороды…).

- артеприрода, к ней относятся искусственно созданные системы, не способные к самоподдержанию, даже в течении короткого времени и существующие лишь за счет потребления поступающих из вне материально-энергетических ресурсов.

ПП (как практическая деят-сть чел-ка) - использование природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. ПП (как наука) - область знаний, разрабатывающая принципы рационального (разумного) ПП. Учение об общих принципах и методах использования природ. условий и ресурсов, включает анализ воздействия чел-ка на природу и последствия этого воздействия для чел-ка. Вернадский писал: «Проблемы, которыми занимаются исследователи, все чаще не укладываются в рамки отдельной науки, мы специализируемся не по наукам, а по проблемам». Это высказывание применимо к проблемам ПП. Их характерной чертой явл-ся междисциплинарность. ПП вкл-ет в себя элементы естественных, общественных и технических наук (географии, биологии, истории, экономики, социологии, охраны природы и т.д.) Однако теоретическим фундаментом рационального природопользования и охраны природы в 1-ую очередь явл-ся экология.

ПП подразумевает наличие как объекта пользования (природ. среда), так и субъекта, извлекающего пользу,-чел-ка. Как правило, объект один, а субъектов много. Практическую пользу из вз/действия с природой извлекает не абстрактный чел-к, а государство, предприятие, хоз-во и т.д. Глав. задача ПП, как науки - поиск и разработка путей гармонизации вз/отношений общества с природ. средой, что должно способствовать сохранению и воспроизв-ву благоприят. условий жизни и хоз. деят-сти чел-ка.

Задачи: сделать так, чтобы при min-ном эконом. ущербе, получить max-ную эконом. выгоду. Анализ противоречий между интересами разных субъектов ПП и поиск путей их разрешения. Основ. цели ПП как науки:

1. Рациональное размещение отраслей производства на Земле.

2. Определение целесообразных направлений пользования природ. ресурсами в зависимости от их свойств.

3. Рациональная организация вз/отношений между отраслями произ-ва при совместном пользованиями угодьями:

а) исключение вредных влияний на прир. ресурсы;

б) обеспечение воспроизв-ва для растущих производств - расширение воспроиз-ва используемых ресурсов,

в) комплексность пользования прир. ресурсами.

4. Создания здоровой среды обитания для людей и полезных им организмов:

а) предупреждение ее загрязнения и заражения в результате чел. деят-ти,

б) ликвидация естественно существующих в ней вредных компонентов и недостаточностей.

5. Рациональное преобразование природы.

В зависимости от последствий хоз. деят-ти чел-ка различают рациональное и нерациональное ПП. Рациональное ПП - хоз. деят-ть чел-ка, обеспечивающая экономное использование прир. ресурсов и условий, их охрану и воспроизв-во с учетом не только настоящих, но и будущих интересов общества.

Нерациональное ПП - ведет к истощению (и даже к исчезновению) прир. ресурсов, загрязнению ОС, нарушение экологического равновесия природ. систем, т.е. к эколог. кризису или катастрофе. Причины нерационального ПП различны - это недостаточное знание законов экологии, слабая материальная заинтересованность производителей, низкая эколог. культура населения.

В ПП надо всегда делать всесторонний анализ. Как практич. деят-сть включает в себя различ. аспекты:

эколог. аспекты - учет при принятии решений внутренних закономерностей функционирования экосистем: трофической структуры биоценозов, состояние их популяций, сукцессии (рассматривается в экологии).

географич. ас-ты - при принятии решений учитывают географические неоднородности и особенности тер-рий: особ-сти климата, поверхностных и подзем. вод, почв, недр, живой природы, а т.ж. сложившихся природно-хозяйственных территориальных систем.

эконом. ас-ты - важнейший аспект, как в прошлом, так и в настоящем, ибо вся хоз. деят-сть чел-ка и само его существование основаны на использовании прир. ресурсов. Учитываются экон. отношения, действующие в природно-хозяйственных территориальных системах, прогноз экол. последствий хоз. решений, а т.ж. использование экон. рычагов (налоги и платежи, инвестиции) в целях гармонизации отношенийПП.

юрид. ас-ты - использование юрид. рычагов (законы, акты, юрид. действия) в целях гармонизации отношений ПП.

здравоохранит. ас-кт - возник недавно в связи с усиливающимся загрязнением ОС, рез-том которого явл-ся многочисленные заболевания и снижение продолжительности жизни населения.

эстетич. ас-кт - поддержание хотя бы отдельных прир. комплексов в состоянии, способном удовлетворять эстетические потребности чел-ка, которые не менее важны, чем все остальные.

научно-познават. ас-кт - сохранение биоразнообразия, неизменных участков природы, ее отдельных произведений с целью ее научного познания.

воспитат. ас-кт - подразумевает необходимость охраны природы для формирования духов. потребностей чел-ка.

Конечн цель рацион. ПП и охраны природы - обеспечение благоприят. условий для жизни чел-ка, развития хоз-ва, науки, культуры и т.д., для удовлетворения материальных и культурных потребностей всего челов. общества.

2. Исторические и географические типы природопользования. Социально-экологические кризисы, пути их разрешения и роль в эволюции. Исторические формы охраны природы

Исторические формы Изначально истор. типы ПП увязывались на основе экономич. формаций. И выделялись первобытнообщинный, рабовладельческий, феодальный строй, капитализм и социализм. ПП при капитализме рассматривалось как хищническое. ПП при социализме рассматривается продуманно, рационально.

В настоящее время типы природопользования выделяются по характеру используемых технологий и по этому признаку выделяют: Доиндустриальный - отличительной особенностью является господство мускульной силы чел и животных, в качестве источника энергии, а также натуральные продукты в производстве и потреблении. Культ природы. Существует 2 периода: 1. Период присваивающего хозяйства (охота, собирательство) 2. Период производящего хозяйства (земледелие, скотоводство). Имеют слабую матер.-технич. базу, развивается медленно и неустойчиво, находятся под постоянной угрозой голода и стихийных и социал. бедствий. Не осознают своих экологических проблем и не придают им существенного значения.

Индустриальное общ.- переходный этап-промышленная революция. Базируется на топливной энергетике и машинном изготовлении предметов производства и потребления. Культ природы заменяется культом техники. Следствием перехода к индустр. обществу явл. резкое возрастание объемов материального производства, т.е. ускорение эконом. и соц.-политич. развития, с др стороны-крупные экологические проблемы, т.е интенсивное истощение прир ресурсов, массированное загрязнение всех сред. Индустриальное общество осознает свои экологические проблемы, но их решение оттесняются на задний план проблемами социальными и экономическими.

Постиндустриальное общество Осн. показатель чистоты страны явл. продолжительность жизни населения. Вырастают из индустриальных, когда им удается решить более острые соц-эконом проблемы, достичь устойчивого благосостояния, тогда основной задачей встает обеспечение граждан здоровой о.с. , т.е. когда решение эколог проблем выходит на первый план. Швеция, Скандинавия, Япония.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ТИПЫ. Разработал А. Б. Басаликас

1.Промышленно-урбанистический - города, промзоны. Относятся территории с максимальной концентрацией населения и производства. Характерна max нагрузка на среду => глубокое преобразование всех компонентов среды. Артеприрода - иск созданная система не способная к самоподдержанию даже в течении короткого времени, существующая за счет потребления поступающих из вне материально-энергетических ресурсов. Не может вернуться в первоначальное состояние. Подтипы:

а)Городской-селитебный. Осн. задача - создание и сохранение на определенном уровне преобразованных территорий с элементами прир ландшафта. Жилые, общественные, рекреационные зоны населенных пунктов.

б)Транспортно-промышленный - относятся промышл. и транспортные зоны, для кот-х характерно концентрированное образования и выброс отходов.

Горно-промышленный - характерно сочетание прямого ресурсопотребления и массированного загрязнения среды.

2.Сельскохозяйственные типы. Характерна квазиприрода- преобразованные человеком экосистемы, не способные к самоподдержанию в течении длительного времени( поля, сады, огороды, плантации). Связи изменены, но не нарушены. Подтипы: мелиоративно-земледельческий, лугово-сенокосный, пастбищно-живодноводческий, горно-пастбищный, тундрово-оленеводческий.

3.Лесохозяйственный тип. Объединяет лесные ландшафты всех прир. Зон. Это дикая природа(по Реймерсу) - участки не нарушенные деятельностью человека, на которую чел влияет как биологический вид либо опосредованно. Но на отдельных участках трансформация ландшафтов м. б. значительной (после пожара, вырубки).

Подтипы: 1. лесопромышленный (основные р-ны лесозаготовок на равнинных участках. 2. Промышленно-лесохозяйственный (леса освоенных р-нов с ограниченными рубками). 3.Водо и почвоохранный (лесозащитные полосы, играющие ландшафтно стабилизирующую роль).4. Рекреационный и 5. санитарно-гигиенический (зеленые зоны курортов, леса ООПТ, где рубка леса возможна только с целью ухода.

СОЦИАЛЬНО - ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ кризисы.

Кризы природы и общества возникают тогда, когда масштабы потребления ресурсов и воздействие чел общества на окр его п.с. превосходят возможности среды к самовосстановлению. Происходить это может и за счет роста антропогенной нагрузки и за счет естественных процессов (похолодание или аридизация климата, рост ледников, трансгрессия).

Выделяют 4 крупно масштабных социально- экологических кризиса, на считая современного:

1. Кризис собирательства и примитивной охоты (40-50 тыс лет назад). Имел место в середине последнего средневековья, был связан с борьбой за экологическую нишу между людьми неандертальского и кроманьонского типов и завершился 47-50 тыс. лет назад победой последнего. Человек, перемещаясь вслед за стадами мамонтов и пользуясь понижением уровня Мирового океана в период оледенения, расселился по всем материкам. При этом умел пользоваться огнем, снимать и обрабатывать шкуры, человек успешно обеспечивал себя мясной пищей, одеждой, костным материалом для строительства жилищ и изготовления орудий.

2. Кризис охотничьего хозяйства (5-10 тыс лет назад). Климат стал более мягкий, и тундростепи постепенно уступили место лесам. Однако условия существования человека при этом резко ухудшились. Многоснежные, хотя и более мягкие зимы, осложнили крупным животным добывание пищи. Сочетание этого с возросшим давлением со стороны человека завершилось истреблением мамонтов и других крупных животных, ведших стадный образ жизни. Человек пережил труднейшее время длительных голодовок, отчаянных попыток организовать охоту на лесную дичь, рыбную ловлю. Нехватка этих ресурсов привела к многократному сокращению численности населения. Выходом из кризиса стала неолитическая революция - переход от присвающего хозяйства к производящему. Переход к производящему хозяйству многократно ускорил развитие человечества, открыл путь к образованию государств, накоплению письменных знаний и привел в конечном итоге к формированию современной цивилизации.

3. Кризис древнего земледельческого и скотоводнического хозяйства. Вследствие неумелого ведения хозяйства происходили вытаптывание и ускоренная эрозия горных пастбищ и полей, заиление их продуктами низовьев рек и оросительных каналов, вторичное засоление орошаемых земель.

4. Кризис средневековой Европы (13-14 век.). Возникшее аграрное перенаселение способствовало массовому оттоку населения в города. Рост городов сдерживался крепостными стенами, что вело к высокой скученности населения и, в силу тогдашних антисанитарных условий, способствовало развитию эпидемий. Обострение борьбы за ресурсы вылилось в многочисленные кровавые войны и смуты позднего средневековья. Выходом из этого кризиса стали: приток ресурсов с других материков, массовая эмиграция в связи с ее колонизацией и, наконец, промышленная революция, приведшая к формированию индустриального общества. Индустриализация, резко повысив производительность труда и ускорив развитие обществ, в тоже время стала причиной многих социально-экономических и экологических проблем. Обострившаяся борьба за ресурсы стала причиной двух мировых и многочисленных локальных войн, гонки вооружения. Ускоренное индустриальное развитие, в значительной степени стимулирующееся военным противостоянием, привело конечном итоге к современному экологическому кризису.

Экологические кризы проявлялись в массовом голоде и эпидемиях, экономическом разорении, войнах. Сталкиваясь с неблагоприятными изменениями прир среды, человек реагировал на эти изменения. Человек всегда стремился к охране природы. На ранних стадиях развития общества сформировалась народная охрана природы. Обеспечивалась устными ритуально-религиозными запретами. Отдельные виды животных, деревья, лесные угодья считались запретными, священными. Существовали запреты на промысел в определенное время года. С появлением частной собственности появляется частная охрана природы. Отдельные природные объекты сохранялись в интересах владельцев собственностью. Частными были европейские заповедники. Отдельные заповедные леса охранялись монастырями и храмами. С образованием государства появляется государственная охрана. Первыми были акты охраняющие отдельные виды промысловых животных, ограничивающие опасные виды деят-ти. Дополнением гос. охраны яв-ся общественная охрана природы, появившвяся с образованием гражданского общества. Это деятельность общественных организаций и групп экологической направленности. Международная охрана природы объединяет усилия разных государств для решения глобальных и региональных экол. проблем (сокращение выбросов в а/сферу, сохранение озон. слоя, сохранение биологических ресурсов).

3. Геохимические и мед.-географ.особ-ти прир.зон. Миграция эл-тов и геохим. ландшафты. Микроэлементозы человека

Миграция эл-тов. Это их пространственное перемещение и изменение формы нахождения, а чаще и то и другое. Открыл Вернадский. 4 вида миграции: механическая, газовая, водная, биогенная, техногенная.

Механ-ая м-ция - перемещение в пространстве, при этом формы нахождения не изменяются, формируются те или иные отложения, (на склонах, в водных и воздушных, вулканических потоках, ледниках).

Газовая м-ция - восходящий путь связан с процессами дегазации недр Земли, выделение газов, поступление их в а/сферу и перенос в а/сфере. Нисходящая ветвь - поглощение газов а/сферы, их хим. связывание и перевод их в другие формы миграции. В результате газ.миграции формируется газовый состав под и над земной а/сферой. Первичный состав газов, выделяющихся из недр земли - господство CO₂-84%, N, H, SO₂ и сероводород - в кристаллическом фундаменте. В осадочном чехле состав изменен, за счет вз/действия с отмершей органикой и органогенными породами, метан -39%.Состав над зем. а/сферой изменен за счет деят-ти живых организмов. N -78,09%, O₂ -20,95%, Ar -0,93%,CO₂ -0,04%.

Водная м-ция- разные эл-ты включаются в вод.миграцию в разной степени. Показателем интенсивности вод. миграции явл-ся коэффициент вод. миграции - показывает на сколько данный элемент активно мигрирует в сравнении со средним показателем. Зависит от свойств самого элемента и от свойств воды. Кх= mx*100/ nx*a, где mx - содержание эл-та в воде, nx - содержание такого же эл-та в породах, а - общая минерализация воды.

Свойство воды изменяется в пространстве и времени, а свойства эл-тов не измены. Кх так же изменяется, но упорядоченно. В 1-ую очередь в вод. миграцию включаются подвижные эл-ты, а остальные остаются на месте. При вз/действии изменяется состав воды и пород. Подвижность эл-тов зависит кислотно-щелочных условий pН. Однородные по кислотно-щелочным условиям воды образуют геохим. обстановку. На контакте вод с разной геохимич. обстановкой образуется геохим. барьер. На них образуется накопление элементов, подвижность которых уменьшается. Свойством воды т. ж. явл-ся ее окислительно-востановительный потенциал. Различают 3 класса природ.вод: окислительные (кислородные), востановительные (глеевые), сероводородные. Такие же обстановки и барьеры.

Биогенная м-ция - вкл-ет образование и разложение живого вещ-ва. Элементы участуют в ней не одинаково. Живое вещ-во на 98.3% состоит из 4 элементов:O₂-70%, H₂-10.5%, C₂-18%, N-0.3%. Происходит накопление ряда биофильных элементов. Самый биофильный С, затем N,H,О. Разложение органики м.б. полным (до углекислого газа , воды и минерал. солей, протекает в окислительной обстановке. Неполное - в восстановительной обстановке, следствие образование горючих полез. ископаемых.

Геохим. ландшафт - геохимическая обстановка в прир. среде, т.е. область пространства однородная по условиям миграции и ограниченная геохим. барьером. Подразделяются на автономные и подчиненные.

Автономные - происходит саморазвитие, в основном ландшафты водоразделов.

Подчиненные - зависят от внешних воздействий, от приноса вещ-ва из вне.

Ландшафты: по обеспечинности водой и воздухом: субаэральные - сухие, т.е. нет проблем с воздухом, но проблемы с водой. Супераквальные - надводные, побережья, поймы и участки с близким залеганием грунтовых вод. Субаквальные - подводные.

По характеру процессов: элювиальные - преобладает вынос, ландшафты теряют вещ-во. Трансэлювиальные - вынос + транзит. Трансакумулятивные - транзит + аккумуляция. Аккумулятивные.

Геохим. особ-ти прир. зон

Биохимия тундровых ланд-тов Формирование происходит при низких t воздуха, воды и почвы, наличии многолетней мерзлоты, малого вегетационного периода, избытка Солнца в летнее время. Биотические компоненты адаптированы к этим процессам. Из-за дефицита тепла растения совсем не синтезируют высокомолекулярные соед-ния (жиры, белки) или в малом кол-ве, стенки состоят не из целлюлозы, а из особых углеводов или лехенина, который не обеспечивает механическую прочность тканям растений, т.е. развиваются стелющиеся, низкорослые формы. (целлюлоза формируется при t = +10?С в течение хотя бы 1 месяца). В растениях накапливаются углеводы и витамины, т.к. для этого важен свет, а не t. Формируются малоплодородные тундро-глеевые почвы. Т.к. близость мерзлоты препятствует впитыванию и таянию, испарение ограничено, из-за низких t, местность заболачивается. Отмершая органика разлагается в восстановительной безкислородной среде, медленно, не до конца, с образованием фульфокислот, которые равномерно пропитывают весь деятельный слой.

Геохимия таежных ланд-тов. Харак-ся более высокой теплообеспеченностью, испаряемостью, многолетняя мерзлота залегает глубоко или отсутствует. t = +10?С и более - синтез целлюлозы - высокоствольные древесные формы, осуществление фотосинтеза, т.к. много листьев, хвои. Деревья накапливают значительное кол-во биологически важных эл-тов (Ка, Са, фосфора), но в почве эти эл-ты не накапливаются, т.к. из-за накопления связанного С и Н происходит образование органич. кислот - формируется кислая среда, в которой важные эл-ты выщелачиваются (подзолистый процесс - вынос в кислой среде) - леса разрушают себе среду обитания, постепенно деградируют и сменяются травянистыми ассоциациями. Травы лучше накапливают биологически важные эл-ты - плодородие почв повышается - появляются деревья. Чем влажнее, тем выше промывной режим, тем быстрее эти процессы. К югу таежной зоны t поднимаются , кол-во осадков снижается - промывной режим меньше - элементы накапливаются в верхней части почвен. профиля - дерновый процесс. Соотношение между этими процессами отражается в почве. профиле - дерново-подзолистые почвы.

Смешанные и широколиственные леса. Близкое к оптимальному соотношение тепла и влаги. Листвен. деревья накапливают зольные эл-ты (Са, Р, Ка, Мg - при сжигании дают золу). Менее промывной режим и большое кол-во зольных эл-тов, поступающих с опадом в почву нейтрализуют органич. к-ты - в почве нейтральная среда, в которой зольные эл-ты малоподвижны -растет плодородие почв. Но органич. к-т еще здесь достаточно - активное разрушение алюмосиликатов и образование глинистой коры выветривания.

Степные ланд-ты. Высокая теплообеспеченность и недостаток влаги. В отличии от леса, растения в степи отбрасывают и стебли - большое поступление зольных эл-тов в почву - нейтральная и слабощелочная среда, в которой органика разлагается до гуминовых к-т - накопление гумуса - наибольшее плодородие. Растения проходят полный цикл за 1 сезон. Биопродуктивность обеспечивается не за счет большой массы на корню, а за счет большого севооборота. В южной части усиливается дефицит влаги - щелочной Nа и галогены Сl не выносятся - процессы засоления. Южнее теплообеспеченность увеличивается - растения проходят цикл развития за часть сезона - эфемерные растения.

Геохимия техногенеза. Геохимическая деят-сть чел-ка (Вернадский), заключается в переводе вещ-в из одной формы в другую, создании новых вещ-в, многие, из которых яв-ся для природ. среды чужеродными. Степень чужеродности элемента выражается показателем деструктивной активности - технофильность/ биофильность. Самый высокий коофицент деструктивности - ртуть, кадмий, свинец, уран, мышьяк, сурьма, фтор.

Микроэлементозы чел-ка.

В организме чел-ка примерно 70 хим. эл-тов. Значимость 27 эл-тов - жизненно необходимы. Из них 11 - макроэлементы (их содержание в организме >0,1%.

Микроэл-ты - это хим. элементы, присутствующие в тканях чел-ка, животных, растений в так называемых следовых количествах (тысячные доли % и меньше).

Широкое распространение микроэл-тов в природе и небольшую потребность в них чел-ка объясняют относительную редкость возникновения патологич. состояний, обусловленных недостаточным или избыточным поступлением микроэл-тов в организм чел-ка.Однако в эндемических районах дефицит/избыток микроэл-тов может привести к развитию заболеваний, синдромно патологических состояний, объединяемых термином «микроэлементозы».

Микроэлементозы (м/эл-зы)- это заболевания или синдромы, в этиологии которых большую роль играет недостаток, избыток или дисбаланс хим. эл-тов в организме чел-ка. Токсичны не вещ-ва, а их концентрации. М/эл-зы называют эндемичными заболеваниями - это характерность только для данной местности.

Классификация м/эл-зов принадлежит Келлеру П.П.- 4 группы:

1. природные эндогенные:

- врожденные - м/эл-з матери: цинкодефецит у матери проявляется у ребенка в виде искривления позвоночника, волчьей гу-бы и т.д.),

- наследственные (м/эл-з вызван повреждением генетического аппарата на хромосомном уровне: синдром Менкельса - в организме копится Cu, происходит дегенерация мозга и т.д.);

2. природные экзогенные (не связаны с деят-стью чел-ка, определены условиями тер-рии: зональные и азональные). Экзогенная группа характерна для животных организмов и растений. Делится на группы:

дефицит элемента, избыток, дисбаланс;

3. техногенные (следствие антропогенной деятельности):

избыток эл-та, дисбаланс.

Выделяют:

- профессиональный м/эл-з,

- промышленные (живущие около промышленных предприятий),

- трансгрессивные (от переноса загрязняющих веществ);

4. ятрогенные м/эл-зы (связанные с интенсив. мед. лечением). Делятся: ингаляционные,

пероральные (через ЖКТ), чрез кожные, парентеральные (внутривенные).

Природ.экзогенные м/эл-зы:

Иододефицит - эндемический зоб. 3/4 территории РФ - йододефицит. Профилактика неэффективна. Причина дефицита - комплексный дефицит эл-тов.

Fe- дефицит имеют: центр Африки, Ближ. Восток, Запад. Европа и все районы с экстремальными условиями выживания. Вызывает: анемию, деформацию костей, озену (зловонный насморк - атрофия слизистых носа). Избыток - гастоэтерит.

Селено-дефицит: у животных - беломышечная болезнь, у людей - болезнь Кешана. Распространено: в Китае, США, Скандинавии, в РФ - Забайкалье, Ярославская область, Карея, Удмуртия. Избыток Se опаснее, чем недостаток. может вызывать рак кишечника, легких, яичников, молочной железы. воспалительные заболевания верх. дыхат.путей, бронхов, органов ЖКТ, нарушается формирование эмали зубов и кальциевый обмен, страдают фукции печени.

Zn- дефицит: болезнь Прассада. Возникает в рез-те недостаточного потребления белков животного происхождения. Следствие: недостаток роста и отставание полового созревания, проблемы с волосами (облысение), поражения кожи, извращения вкуса, обоняния.

F-дефицит: кариес зубов. Распространен: Сибирь, Дал.Восток, Удмуртия (кроме Кезского района). Избыток F (>1,5 мг/м³) - флюороз. Распространено: Сев Америка, Индия, Европа, Подмосковье, Урал. Недостаток F легко компенсируется фторированием воды (снижается кариес у детей в десятки раз). F накапливается в костях, зубах. Флюороз зубов (техасские зубы) - зубы становятся хрупкие и пигментируются (в пятнах). Флюороз скелета - мраморность костных тканей. Распрострно: тропики. F-нейротропный яд (в большом кол-ве).

Кремний Si : избыток Si - кремниевый урометаз (мочекаменная болезнь).

Мышьяк: избыток - эндемич. арсеноз (болезнь «черная стопа» - поражение периферических сосудов стоп, вплоть до гангрены). Распространено: Аргентина, Мексика, США, Китай, Японbb/

В.И.Вернадский, а позднее А.П Виноградов разработали теорию биогеохим.провинций.

Биогеохим. провинция -это тер-рия, харак-щаяся повышенным или пониженным содержанием одного или нескольких хим. эл-тов в почве или в воде, а т.ж. в организмах обитающих на этой тер-рии животных и растений. На таких тер-риях могут наблюдаться определенные болезни, непосредственно связанные с недостатком или избытком этих эл-тов. Они получили название эндемий, или эндемич. заболеваний. Существуют тер-рии, избыточно насыщенные токсичными эл-ми (ртуть, кадмий, таллий, уран), и дефицитные регионы по содержанию I, F, Se и др. хим. эл-тов. Почти 2/3 тер-рии России харак-тся недостатком I, около 40% - селена (Se).

Таежно-лесная нечерноземная зона харак-ся недостатком Ca, P, K, Со, Cu, I, B, Zn, достаточным кол-вом Mq и относительным избытком стронция, особенно по речным поймам.

В лесостепной и степной черноземной зоне наблюдается достаточное кол-во Са,Cu, Со, Mn.

Сухостепная, полупустынная и пустынная зоны отличаются повышенным содержанием сульфатов, бора, Zn. В некоторых пустынях наблюдается избыток нитратов и нитритов.

В горных зонах биогеохим. характер тер-рий, лежащих на разных высотах, различается. Отмечается недостаток I, иногда Со, Cu, а в некоторых случаях - избыток Мо,Cu,Pb, Со, Zn.

Порог. концентрации хим.эл-тов - это конц-ции, за пределами которых происходит срыв регулирующих функций организма и в рез-те этого возникают эндемич. болезни.

4. Осн. этапы эволюции Земли. Периодизация истории географ. оболочки. Основ. палеогеограф. закономерности и их геоэкологическое значение

Основные этапы эволюции Земли

История Земли по современным представлениям насчитывает примерно 4,6 млрд. лет. Многочисленные результаты исследования земной коры (химический состав и структура горных пород, их распределение по глубине, содержание радиоактивных изотопов, остатков ископаемых живых организмов) позволили установить картину формирования и развития планеты, определить возраст биосферы. Вся история существования Земли подразделяется на временные отрезки, для каждого из которых характерны определенные физические, химические, климатические условия, а также этапы эволюции живой природы.
Возраст горных пород определяется по анализу изотопического состава и, в частности, по радиоуглеродному анализу. Суть его заключается в том, что в тканях живых организмов содержится небольшое и постоянное количество углерода С14, который распадается с периодом полураспада 5760 лет. В результате такого распада отношение масс С14 к С12 в остатках живых организмов уменьшается со временем, прошедшем после смерти организма. Определяя это отношение в породах, содержащих остатки живых организмов можно рассчитать возраст этих пород.

Временные отрезки геохронологической шкалы подразделяют на эры, периоды и т.д. Первый, самый ранний временной отрезок, называемый "катархей" или "лунный период", соответствует формированию Земли, ее атмосферы, водной среды. Жизни на протяжении первых 1 - 1,5 млрд. лет не существовало ни в какой форме, поскольку еще не возникли соответствующие физико-химические условия. На раннем этапе происходили интенсивные тектонические процессы, сопровождавшиеся перераспределением по глубине Земли химических элементов и соединений. Ядерные реакции распада, происходившие в центре и глубинных слоях планеты (они имеют место и сейчас) способствовали разогреву Земли. В атмосфере преобладали соединения серы, хлора, азота, содержание кислорода было в сотни раз меньше, чем сейчас. Более тяжелые элементы перемещались к центру Земли и затем сформировали ядро, более легкие - к поверхности. Интенсивные вулканические и грозовые процессы способствовали формированию водной среды - в ней и начали образовываться первые органические молекулы.
Архей и протерозой - две наиболее крупные эры, в течение которых начала формироваться жизнь на уровне микроорганизмов. Эти две эры объединяют в "надэру" - криптозой (время скрытой жизни). Первые многоклеточные организмы появились в самом конце протерозоя около 600 млн. лет назад.
Примерно 570 млн. лет назад, когда на Земле практически сформировались благоприятные условия для жизни, началось бурное развитие живых организмов. С этого момента наступило "время явной жизни" - фанерозой, Этот отрезок геологической истории подразделяют на 3 эры - палеозой, мезозой и кайнозой. Последняя эра с точки зрения гео- и биологии продолжается до сих пор. Следует отметить, что появление и развитие жизни на земле привело к значительному изменению твердой оболочки Земли (литосферы), гидросферы и атмосферы, а возникновение разумной жизни (человека) за короткий временной интервал вызвало глобальные изменения в эволюции планеты.

Различия в составе горных пород от одной эпохи (периода) к другой в свою очередь обусловлены резкими изменениями природно-климатических и физических условий на планете. Установлено, что климат на Земле многократно менялся; потепления сменялись резкими похолоданиями, происходили поднятия и опускания суши. Случались и крупные космические катастрофы: столкновения с метеоритами, кометами и астероидами. На Земле обнаружено большое число метеоритных кратеров крупных размеров. Самый крупный из них на полуострове Юкатан имеет диаметр более 100 км; его возраст - 65 млн. лет, практически совпадает с окончанием мелового и началом палеогенового периода. Многие палеонтологи именно с этой крупнейшей катастрофой связывают вымирание динозавров.
Изменения климата и температуры во многом обусловлены астрономическими факторами: наклоном земной оси (многократно менялся), возмущениями планет-гигантов, активностью Солнца, движением Солнечной системы вокруг Галактики. Согласно одной из гипотез резкие изменения климата происходят раз в 210 - 215 млн. лет (галактический год), когда Солнечная система, обращаясь вокруг центра Галактики, проходит через газопылевое облако. Это способствует ослаблению солнечного излучения и, как следствие, похолоданию на планете. В эти моменты на Земле наступают ледниковые эпохи - появляются и растут полярные шапки. Последняя ледниковая эпоха началась примерно 5 млн. лет назад и продолжается до сих пор. Ледниковая эпоха характеризуется периодическими колебаниями температуры (раз в 50 тыс. лет). При похолоданиях (ледниковый период) ледники могут распространяться от полюсов к экватору до 30 - 40 градусов. Сейчас мы живем в "межледниковый" период ледниковой эпохи. Наследство ледниковой эпохи - зона вечной мерзлоты (в России свыше половины ее территории).

Некоторые общие палеогеограф. закономерности.

В истории развития географ. оболочки прослеживается эволюционная направленность этого процесса. При этом на раннем этапе (протогее) геосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера) выделились из первичного вещества Земли и постепенно приобрели состав, по условиям существования жизни и миграции хим. эл-тов относительно сходный с современным. На более позднем этапе (в неогее) происходило их вз/действие и вз/связанное, циклическое развитие геосфер, имевшее следствием усложнение их внутренней структуры. В роли ведущих факторов эволюции всех геосфер выступали внутренние (тектонические) процессы, происходившие в недрах Земли, а также внешние по отношению к Земле (космические) воздействия.

Космич. факторы играли наиболее существенную роль на ранних этапах ее развития, когда происходило формирование планеты из исходной космической материи. После того, как их воздействие стало существенно ослабляться а/сферой, космические факторы, оставаясь достаточно значимыми, усложняли картину, прежде всего, биологич. эволюции. Практически доказано, что падение крупного метеорита на рубеже мезозойской и кайнозойской эр привело к массовому вымиранию ряда систематических групп, что существенно изменило общий ход эволюции органического мира. Предполагается, что и другие массовые вымирания могли происходить при подобных событиях.

Изменения расположения океанов и материков, их геологического строения, рельефа и ландшафтов, состава а/сферы, растительного и животного мира были тесно связаны между собой. В истории Земли чередовались эпохи теплого влажного климата с нечетко выраженной широтной зональностью, и более прохладные с зональностью в той или иной степени близкой к современной; эпохи расцвета и упадка органич. жизни. Циклы развития геосфер не сводились к повторению событий. После каждого следующего цикла в той или иной степени сохранялись следы более ранних циклов, выражснные в геологическом строении и рельефе, составе и строении а/сферы и гидросферы, в органич. мире. Поэтому от более ранних циклов к более поздним строение каждой из геосфер и rеологической оболочки в целом становилось все более неоднородным и сложным. Цикличность ведущего фактора эволюции планеты - тектонических процессов - сказывалась на рельефе, на интенсивности дегазации недр и составе а/сферы, и через это - на условиях жизни.

В периоды раскрытия океанических впадин их объемы уменьшились вследствие разрастания срединно-океанических хребтов, что приводило к обмелению океанов, воды которых как бы «выплескивались» на континенты. Это влекло за собой глобальные трансгрессии и абсолютное преобладание площади моря над площадью суши (таласократия). В то же время активность восходящих мантийных потоков способствовала дегазации недр, постyплению в а/сферу больших количеств углекис. газа и усилению парник. эффекта. Этому же способствовaло увеличение содержания в а/сфере водяного пара в эпохи таласократии. В результате при глобальных трансгрессиях происходило повсеместное потепление, смягчение и увлажнение климата. Господство теплого влажного климата содействовало быстрому выравниванию рельефа с образованием обширных равнин. Все это создавaло предпосылки для расцвета разнообразных форм жизни, повышения биопродуктивности и биоразнообразия.

По мере разрастания океанов истощались источники энергии тектонических процессов, ослабевали восходящие потоки мантийного вещества, замедлялись темпы дегазации недр и поступления в атмосферу углекис. газа. Срединно-океанич. хребты сокращались в размерах, склоны их становились круче, что влекло за собой увеличение объемов океанических впадин, глобальные регрессии и относительное увеличение площади суши(геократия). На завершающих стадиях геотектонических циклов столкновения материков приводили к закрытию океанов и образованию горноскладчатых поясов, соединяющих отдельные материковые плиты в единые континенты и суперконтиненты. Следствием всего этого являлись ослабление парник. эффекта. общее похолодание и увеличение степени континенталъности климата, а значит, и ухудшение условий жизни. Когда обширные материки оказывались в низких широтах, происходила их аридизация; если же они попадали в полярные районы, то развивались покровные оледенения. То и другое сопровождалось вымираниями отдельных видов, семейств и целых систематических групп и, следовательно, сокращением биологического разнообразия. В то же время усложнение условий жизни усиливало отбор и создавало предпосылки для будущего расцвета наиболее прогрессивных систематических групп.

Существенной особенностью эволюции планеты является последовательное нарастание ее темпов. Оно проявляется как в сокращении продолжительности геотектонических циклов, так и в ходе биологической эволюции.

5. Соврем. глобал. эколог. кризис, его содержание и перспективы разрешения. Содержание современ. этапа ПП и охраны ОС

Экол. кризис - экологическое неблагополучие, харак-щееся устойчивыми отрицательными изменениями ОС и представляющее угрозу для здоровья чел-ка. Напряженное состояние м/ж челов-вом и природой, обусловленное не соответствием размеров производственно-хоз. деят-сти чел-ка и ресурсно-экологическими возможностями биосферы. Харак-ется резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Экол.кризис - обратим, экол.катастрофа - необратима.

Глобал. экол. кризисом явл-ся снижение надежности экологических систем. Причиной явл-ся нарушение эколог. равновесия в масштабах планеты. В частности - снижается видовое разнообразие, разрушение озон. слоя, деградация почв, обезлесивание, опустынивание, проблема отходов и т.д. Выход из глобал. эколог. кризиса - важнейшая научная и практическая проблема современности. Задача заключается в разработке антикризисных мер, позволяющих противостоять дальнейшей деградации прир. среды и выйти на устойчивое развитие общества. Если эту проблему решать только одним, напр. технологическими средствами (очистные сооружения, безотходные технологии и т.д.), то к необходимым результатам это не приведет. Необходимо соблюдать принципы: экологичное- экономично; единство природных экосистем биосферы (закон динамического равновесия, закон физико-химического единства). Анализ экологической и социально-экономической обстановки в России позволяет выделить 5 осн. направлений, по которым Россия должна выходить из экол. кризиса. Необходим комплексный подход: