Экологические проблемы лесного покрова Земли и почв

Содержание

• Задание № 1 Экологические проблемы лесного покрова Земли, почв
• Задание № 2
• Список использованной литературы
• Задание № 1 Экологические проблемы лесного покрова Земли, почв
• Лес это очень широкое понятие - это совокупность земли, древесной, кустарниковой травяной растительности, животных, микроорганизмов и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своем развитии.
• Лес входит в состав сферы высшего уровня интеграции живой материи не только как генетическая система и не просто как слагаемое природной среды, но и как система экологическая, как носитель колоссальной энергии. Лес значительно влияет на многие важные обмены, происходящие на нашей планете: на энерго- и массообмен в биосфере, на ее функционирование, формирование природной обстановки, трансформацию гидрологических, геохимических и других факторов [5].
• Сведение лесов в процессе хозяйственной деятельности, либо их уничтожении вследствие пожаров, наводнений, а также насекомыми вредителями ведет к очень серьезным нарушениям в ходе естественных природных процессов, как на региональном уровне, так и в глобальном масштабе.
• Последствия таких нарушений непредсказуемы, они проявляются в утрате биоценозами потенциала самовосстановления. На вырубках, на гарях, болотах леса первичного типа восстанавливаются крайне редко или же не восстанавливаются вовсе, таким образом мир теряет навсегда уникальное богатство. Фактически происходит замена первичных лесов лесами вторичного типа [7].
• К примеру, хвойные и широколиственные леса замещаются осиновыми, березовыми, ольховыми зарослями. Смена лесов и кустарников травянистыми ассоциациями, а тем более пашней приводит к изменению соотношения тепла и влаги, гидрологических и геохимических условий почвенного покрова, фауны и т.д.
• Благодаря своим гигиеническим и эстетическим свойствам, леса имеют еще и огромное рекреационное значение. С большими темпами роста городов и, как следствие, увеличением численности городских жителей возрастает роль лесов и лесопарков как мест массового отдыха, туризма, профилактики заболеваний и лечения, удовлетворения эстетических и познавательных потребностей населения [1].
• Таким образом, леса испытывают значительную антропогенную нагрузку.
• Таблица 1 - В таблице представлены сведения о лесных ресурсах, их основные полезные функции и роль в экономике

Роль в экономике	Функции
	Защитные	Социальные
· Производство древесины · Создание рабочих мест · Получение вторичной продукции (плодов, ягод, орехов, лекарственных растений)	· Защита почв от эрозии · Защита населенных пунктов от лавин · Охрана вод (предотвращают паводки, обеспечивают равномерный сток, аккумулируют влагу и т.д.) · Улучшение климата (охлаждают и увлажняют воздух вблизи городов благодаря высокому испарению · Защищают от бурь	· Нейтрализация вредного воздействия выбросов загрязняющих веществ(очищают воздух) · Рекреационная · Декоративно-защитная · Эстетическая

В результате эволюции человека менялись характер и масштабы воздействия его на лес, как и на природу в целом. Учёные считают, что уже на стадии собирательства, охоты и рыболовства произошёл первый экологический кризис антропогенного происхождения. Равнинные леса Европы сокращались в результате вырубки и применения огня, на сегодняшний день в Европейских странах не найти девственных первичных лесов. Значительные воздействия на лес проявились на стадии скотоводства и земледелия в развитии человеческого общества. Согласно статистическим данным, занимаемая площадь лесами за исторический период сократилось в 2 раза. Некоторые леса подвергались особенно сильному воздействию: уже сведено 40-50% первоначальной площади смешанных и широколиственных лесов, 85-90% - муссонных, 70-80% - средиземноморских сухих [6].

На Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее 5% лесов. Темпы рубки лесов даже не думают замедляться: ежегодно их площадь сокращается на 200 тыс. км. Особую тревогу вызывает состояние тропических лесов, как еще образно говорят об этих лесах, «лёгких» нашей планеты, которые вырубаются со скоростью 15-20 га в минуту.

Леса России также подвергались интенсивному уничтожению с исторических времен. Только в Европейской части с конца XVII по начало ХХ столетия было уничтожено около 40 млн. га леса. В результате этого лесистость снизилась с 50% до 33%, или в полтора раза.

Площадь лесов, которые подвергаются рекреационной нагрузке, в России и странах СНГ составляет 320-400 тыс. км. На этой территории происходит существенное нарушение экосистем леса, экологических связей. Сильно снижается лесистость территорий. Избирательность вырубок сказывается на породном составе леса. В российских лесах это приводит к снижению доли хвойных пород [3].

Самым страшным врагом леса является огонь. Пожар сравнивают с эрозией почвы, и это очень верно. Эрозия - бич земледелия, пожар - бич лесов. В 90-х годах ХХ столетия на территории нашей страны ежегодно возникало до 30 тыс. пожаров, охватывающих 2 и более млн. га.

Большой ущерб лесным ресурсам наносит не только засуха, но и переувлажнение почвы, подтопление в результате строительства ГЭС (особенно в равнинной местности), водохранилищ, шоссейных и железных дорог и т. д.

Гибель лесов по таким причинам можно наблюдать практически во всех областях России. Промышленные предприятия, выбрасывая в атмосферу, воду, почву различные химические соединения, вызывают угнетение и гибель деревьев, кустарников, с лица земли безвозвратно исчезают природные комплексы [6].

Площадь земель, входящих в государственный фонд России, загрязнённая долгоживущими радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в 1991 году составляла около 1 млн. га. Здесь создавались условия, при которых в течение многих десятилетий невозможно обычное ведение лесного хозяйства и многоцелевое использование леса.

Значительный ущерб лесам, растительности лугов и пастбищ также наносит повышенное содержание в воздухе свинца, особенно вблизи крупных автомагистралей с интенсивным автомобильным движением, приводящее к накоплению его в тканях и как следствие вызывает угнетение, а нередко гибель.

Еще одним паразитом для лесной растительности является пыль цементных заводов, известняка и кремниевых пород. От такого действия забиваются устьица, разрушается хлорофилл, а на поверхности образуется корка [2].

Среди причин гибели лесов следует назвать также вредителей и болезни. Площадь очагов действия вредных насекомых в лесах России ежегодно достигает 2-3 млн. га. В 1991 году возросли с 4,2 до 61,4 тыс. га очаги особо опасного вредителя таёжных лесов - сибирского шелкопряда.

Гибель лесных насаждений России в 2005 году

Причины гибели	Площадь, тыс. га
Всего	595,4
В том числе от:
неблагоприятных условий	322,2
лесных пожаров	243,8
повреждения вредными насекомыми	16,7
грибковых и бактериальных заболеваний	1,7
повреждений дикими копытными животными и грызунами	9,7
антропогенных факторов	1,3
в том числе промвыбросов	0,7

Одно из самых тревожных явлений последних лет - усыхание лесов: новый вид разрушения. Ведущий к нарушению всех внутриэкосистемных связей и к гибели лесной экосистемы. Начало заболевания леса связывают с угнетающими действиями промышленного загрязнения окружающей среды: кислотные дожди, токсические вещества, содержащиеся в воздухе, а так же влиянием климатических факторов или даже микро волн, электрическими токами высокого напряжения и радиоактивностью. На ослабленных, обезвоженных деревьях значительно увеличивается количество насекомых-паразитов, болезнь усиливается, больных деревьев становится больше. Возрастает опасность лесных пожаров, учащаются ветровалы в лесу, ухудшается качество древесины. Экосистема начинает деградировать и, в конце концов, погибает. Большие масштабы и огромные темпы нарушения лесов, разнообразие обуславливающих их причин затрудняет проведение конкретных лесоохранных мероприятий [6].

К постоянным причинам деградирования лесных покровов относятся и повреждения дикими животными, выпас скота, особенно крупнорогатого.

Почва является особым природным образованием, которое обладает рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.

Почвенный покров есть важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты [9].

Особое свойство почвенного покрова - это, во-главных, его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы, безусловно, связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, при этом являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности. Плодородие почвы зависит от величины аккумулированной в ней солнечной энергии.

Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной энергии в ходе фотосинтеза и создания биомассы, трансформируясь в n*1010 т органического вещества.

Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения возвращается в почву и воду. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3,6*1018 т. [8].

Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- и зоомассы [1].

Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, которые определяют многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км2, или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами - 37,4 млн. км2 (25%). Общая площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км2 [4].

Главными источниками загрязнения почв являются:

1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений - больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты - геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России - до 7-8 лет, Средней Азии - до 15 лет; яйца власоглавов - от 1 до 3 лет [6].

2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны - разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.
Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека [5].

5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетра-этил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д. [5].

Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.

В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка - 1,5 млн. т, кобальта - свыше 0,9 млн. т, никеля - более 1 млн. т. [4].

Задание № 2

На берегу озера площадью 5 км2 и средней глубиной 2 м расположено промышленное предприятие, использующее воду из озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязненную воду в озеро.

Рассчитать каким будет загрязнение озера через 1 месяц, 1 год.

Сделать выводы о промышленном загрязнении водоемов и дать рекомендации по сохранению озера.

Исходные данные:

Вариант	Объем сброса сточной воды в ед. времени (л/сек)	Фактическое содержание вредных примесей в сточной воде (мг/л)
		мышьяк	ртуть	свинец
5	10	0,91	0,37	5,10

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ (ВВ), сбрасываемых в озеро:

- Мышьяк - 0,006 мг/л.

- Ртуть - 0,005 мг/л.

- Свинец - 0,05 мг/л.

Решение.

Вычислим объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 месяц.

В месяце 30 дней, в 30 днях - 259200 секунд. Зная, что в течение одной секунды в озеро сбрасывается объем сточных вод равный 10 литрам.

Следовательно, за 1 месяц в озеро сбрасывается 2 592 000 литров сточных вод.

За 1 год сбрасывается 12*2 592 000 =31 104 000 литров воды.

Рассчитаем количество вредных веществ, поступающих в озеро за 1 месяц.

В 1 литре сточной воды содержится 0,91 мг мышьяка. Следовательно, в 2 592 000 литрах содержится 2 358,72 грамма мышьяка (или 2,4 кг).

В 1 литре сточной воды содержится 0,37 ртути. За 1 месяц в озеро сбрасывается 959,04 граммов ртути.

В литре воды, которая сбрасывается в озеро предприятием, содержится также 5,10 свинца. За месяц в озеро сбрасывается 13 219,2 граммов свинца.

Вычислим фактическое загрязнение воды в озере каждым вредным веществом по формуле:

С1=кол-во вредных веществ в озере/объем воды в озере.

Вычислим объем воды в озере. Из условия известно, что площадь озера 5 км2, глубина 2 м.

5*1000*2=10000 м3

в 1 м3 1000 литров

В озере 10000000 литров воды.

Загрязнение озера вредным веществом Мышьяк.

См=0,91/107=0,91*10-7.

Ср=0,37/107=0,37*10-7.

Сс=5,10*10-7.

Определим общее загрязнение озера предприятием.

Используем формулу.

С= См/ПДКм+Ср/ПДКр+Сс/ПДКс.

С=0,91*10-7/6*10-3 + 0,37*10-7/5*10-3+5,10*10-7/5*10-2=

=10-4 (0,15+0,074+0,102)=0,326*10-4.

Список использованной литературы

1. Лебедев Ю.В. и др.Устойчивое управление лесами Урала / Лебедев Ю.В., Ковалев Р.И., Прешкин Г.А. // Леса Башкортостана: соврем. состояние и перспективы. -Уфа,1997.-С.16-17.

2. Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы. Материалы научно практической конференции. - Уфа,1997.

3. Мосягин В.И. Проблемы экологизации лесного комплекса.- СПб.: ИПО ЛТА, 1999.-355 с.-Библиогр.: с.337-351.

4. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: - М: ФАИР_ПРЕСС, 2002.-560с.

5. Почвенно-лесорастительное районирование РБ, ведение лесного хозяйства и охрана природы. - Башкирский экологический вестник, 2000.

6. Проблема охраны окружающей среды Уральского региона: Тезисы докладов. - Екатеринбург, 1997.

7. Чурагулов Р.С. Экология лесов Южного Урала. М.: ПОЛТЕКС, 2003.

8. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. Под общей редакцией проф., д-ра геогр. наук В.Г. Глушковой - М.: Московский Лицей, 2002. - 288с.