Шпаргалка по экологии

Биосфера включает в качестве элементарных единиц естественные и искусственные экосистемы. Агроэкосистемы - искусственные экосистемы, многие из которых исторически формировались в результате использования человеком почвенно-земельных, пастбищных и растительных ресурсов. Агроэкосистемы - неустойчивые биологические системы, удовлетворяющие потребности человеческого общества в продуктах питания. Агроэкосистему образуют живые организмы (растения, животные, насекомые, микроорганизмы и др.) и среда обитания. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей. Значительные площади суши занимают сельскохозяйственные угодья.

Агроэкосистемы обладают малой экологической надежностью и нуждаются в регулярной поддержке. Они занимают обширные территории в лесостепных и степных районах Северного полушария Земли, располагаясь мозаично. Около 10% суши занимают сельскохозяйственные ландшафты. Естественные степные, лесостепные и лесные биоценозы заменены пастбищами, сенокосными лугами, пашнями, садами, огородами. Структура агроэкосистем упрощена человеком с целью быстрейшего получения продукции. Эти экосистемы являются составными частями биосферы и испытывают на себе влияние компонентов естественных биоценозов - растений, животных, микроорганизмов, факторов неорганической среды. В свою очередь, агроэкосистемы оказывают влияние на компоненты биосферы.

Человеком созданы науки, исследующие законы и приемы возделывания сельскохозяйственных культур, включающие в себя земледелие, агротехнику, агрохимию, растениеводство, селекцию, защиту растений и мелиорацию. Качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Для сохранения агроэкосистем необходимо соблюдать определенные правила и приемы возделывания культур, подготавливать посевной и посадочный материал, вводить севообороты, включающие посевы многолетних трав, насаживать лесозащитные лесополосы, вносить минеральные и другие удобрения. Для повышения устойчивости искусственных биогеоценозов приходится использовать химические средства защиты растений.

Важным направлением развития агроэкосистем является интенсификация природопользования посредством миниатюризации - получения больших валовых урожаев с полей меньшего размера - и выполнения комплекса мер по сохранению общего плодородия земли. Плодородие почвы - совокупность естественного и искусственного плодородия почвы, она зависит от естественного почвенного плодородия и от условий земледелия, уровня развития науки и техники.

Для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха и водных объектов отходами промышленных предприятий активно разрабатываются и внедряются разнообразные очистные сооружения. Для очистки воздуха используются фильтры, абсорберы, скрубберы и другие аппараты и установки. Фильтры бывают:

1) механические;

2) электрические;

3) магнитные;

4) звуковые.

Для Очистки газового потока могут быть использованы:

1) сухие окислительные процессы;

2) мокрые окислительные процессы;

3) процессы каталитического превращения.

Очистка промышленных и хозяйственно-бытовых Сточных вод осуществляется различными методами:

1) механическими;

2) биологическими;

3) физико-химическими.

Для защиты атмосферного воздуха от загрязнения выбросами автотранспорта применяются специальные приемы застройки и озеленения магистралей. Бензин заменяется на более экологичное топливо - природный газ. Постоянно совершенствуются двигатели внутреннего сгорания.

Промышленность, сельское хозяйство и транспорт загрязняют почвы отходами производства и потребления в результате неосторожного применения пестицидов, удобрений, неправильного орошения и вспашки полей.

Решение этих проблем возможно и достигается в случае строгой дозировки и умелого использования химических веществ, а также применения технических методов обработки почв в сельском хозяйстве на основе последних научных разработок, проведения мероприятий по предотвращению эрозии.

Особенностями охраны растительного мира являются рациональное использование лесов и их воспроизводство.

Борьба с лесными пожарами осуществляется посредством предупредительных мер (пропаганда среди населения, чистка лесосек, противопожарное устройство лесов), использования дозорно-сторожевой службы, тушения лесных пожаров, защиты от вредителей и болезней.

Много видов растений находится под охраной государства (Красная книга). Охрана состоит в нормированном сборе. Сохранение лугов и пастбищ возможно при устранении перевыпаса животных и проведении агрокультурных мероприятий по улучшению травостоя и увеличению урожайности растений. Путем создания благоприятных условий для обитания можно добиться охраны редких и вымирающих животных (Красная книга). Решить эту задачу призвано создание национальных парков, заповедников, заказников. Регулирование норм отлова, охрана нерестилищ, организация борьбы с браконьерством, разведение в неволе, сокращение сбросов неочищенных сточных вод позволят сохранить многих обитателей морей и океанов.

Глобальные проблемы окружающей среды - явления природного, природно-антропогенного или чисто антропогенного характера, затрагивающие мир в целом.

Антропогенные проблемы, т. е. вызванные хозяйственной деятельностью человека или его поведением, в свою очередь, можно разделить на экономические, социальные и др.

Среди глобальных проблем окружающей среды современности можно выделить следующие:

1) Ядерная угроза. Многие государства имеют сегодня на вооружении атомное оружие. В некоторых странах произведено такого оружия настолько много, что его хватило бы на многократное уничтожение не только общества людей, но и практически всего живого на Земле.

О возможном применении ядерного оружия для решения военных конфликтов не заявляют, но и никто не спешит избавляться от него;

2) Экологический кризис, вызванный хищническим отношением к природным ресурсам общества людей. Ресурсно-экологические возможности биосферы ограничены. В истории нашей планеты уже было несколько экологических кризисов. Доантропогенный - изменение среды обитания живых существ, кризис обеднения ресурсов промысла и собирательства. Первый антропогенный экологический кризис связан с массовым уничтожением крупных животных («кризис консументов»). Второй произошел в результате массового уничтожения и нехватки растительных ресурсов - кризис «продуцентов». Современный глобальный экологический кризис происходит из-за невозможности редуцентами очистить биосферу от загрязнений;

3) Глобальное потепление. Изменения теплового баланса планеты многие ученые связывают с природными факторами. Но следует отметить, что в потепление климата на Земле вносят свой вклад промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетика. Загрязнение атмосферного воздуха диоксидом углерода, метаном, озоном и фреонами усиливает «парниковый эффект»;

4) Эпидемии СПИДа, гепатита и т. п. Быстрое и непрерывное распространение инфекционных заболеваний, на долю которых приходится 33% причин смертности населения мира, связано со многими проблемами. Это нехватка воды, продуктов питания, медицинской помощи, отсталость народов, демографический рост населения и т. п.

К глобальным проблемам окружающей среды следует относить различные формы ее загрязнения и возникающие в результате этого последствия:

1) выпадение кислотных осадков;

2) загрязнение и истощение водных объектов;

3) сокращение плодородия почв и площадей лесов;

4) опустынивание и наводнения, истребление видов.

Одной из проблем человеческого общества на современном этапе развития является необходимость увеличения производства пищевой продукции. Это связано с увеличением численности населения планеты и истощением ее почвенных ресурсов.

Временные положительные результаты повышения производства зерновых культур были достигнуты в третьей четверти XX в. Их удалось добиться в странах, где значительно увеличилось расходование энергии, применялись прогрессивные формы агротехники, использовались минеральные удобрения. Повысились урожаи пшеницы, риса, кукурузы. Были выведены новые высокоурожайные сорта растений. Произошла так называемая зеленая революция. Эта революция не коснулась стран, не обладающих достаточным объемом необходимых ресурсов.

«Зеленая революция» происходила как на традиционно используемых сельскохозяйственных территориях, так и на вновь освоенных. Агроценозы, созданные человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции, обладают малой экологической надежностью. Подобные экосистемы не могут самовосстанавливаться и саморегулироваться.

В результате «зеленой революции» было оказано большое воздействие на биосферу планеты. Получение энергии неизбежно сопровождалось загрязнением атмосферного воздуха и воды. Агротехнические меры, применяемые при обработке почв, привели к обеднению и деградации почв. Использование минеральных удобрений и пестицидов способствовало атмосферному и речному антропогенному притоку соединений азота, тяжелых металлов, хлорорганических соединений в воды Мирового океана.

Широкое применение органических удобрений стало возможным вследствие увеличения объемов их производства.

Объекты производства и хранения удобрений и пестицидов внесли свой весомый вклад в копилку загрязнений биосферы.

«Зеленая революция» возникла в результате бурного роста промышленности и развития науки.

За время «зеленой революции» были освоены большие площади целинных земель. В течение нескольких лет собирались высокие урожаи. Но «ничто не дается даром» согласно одному из положений Б. Коммонера. Сегодня многие из таких территорий - истощенные бескрайние поля. Для восстановления этих экосистем потребуется не одно столетие.

Повышение человеком продуктивности экосистем привело к увеличению затрат на поддержание их в стабильном состоянии. Но существует предел такого увеличения до момента, когда оно станет экономически невыгодным.

В результате «зеленой революции» у человечества добавилось экологических глобальных проблем.

Свойство удобрений повышать плодородие почв и урожайность выращиваемых человеком культурных растений известно издревле. В качестве удобрений в течение многих тысячелетий используются компосты, птичий помет, перегной, навоз. Обогащение почвы необходимыми для сельскохозяйственных культур веществами достигается в результате запашки в почву зеленых бобовых растений (гороха, люцерны), выращенных на месте. Перечисленные удобрения относятся к органическим.

Характеристики почвы можно улучшить применением минеральных (химических) удобрений, которые содержат в большом количестве один или несколько основных элементов питания растений, микроэлементы (марганец, медь и др.). С помощью минеральных удобрений можно поддерживать баланс азота, фосфора, калия в почве. При необходимости коррекции величины водородного показателя рН в почву вносят известь или гипс.

В качестве удобрений сегодня используются культуры микроорганизмов, бактерий, переводящих органические и минеральные вещества в форму, легко усваиваемую растениями.

Пестициды используются человеком для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, изделий из шерсти, хлопка, кожи, в качестве преграды воздействию вредителей и для борьбы с переносчиками заболеваний.

Пестициды - химические вещества, использование которых неизбежно оказывает отрицательное воздействие на человека и природную среду. Применение гербицидов и ядохимикатов вызывает гибель ряда почвенных организмов, изменение почвообразовательного процесса. Использование пестицидов должно осуществляться с соблюдением норм и назначения. Некоторые хлорорганические пестициды, в частности ДДТ, запрещены для использования. В качестве пестицидов используются хлордан, гексахлорбензол, гексахлорциклогексан и линдан, токсафен, мирекс. Большинство этих веществ жирорастворимы и накапливаются в жировых тканях организма животных и человека, влияют на репродуктивную функцию, вызывают онкологические заболевания, изменения в нервной системе. Пестициды глубоко проникают в почву - до 70115 см. Следует отметить, что пестициды мигрируют в пахотном горизонте на глубину до 200 см. Происходит попадание пестицидов в горизонты подземных вод, которые в местах разгрузки выносят загрязнения в поверхностные водные объекты. В настоящее время многие сельскохозяйственные культуры, являющиеся основой важнейших продуктов питания, - зерновые, масличные, овощные, корне и клубнеплоды - загрязнены хлорорганическими пестицидами.

Сельское хозяйство вносит свою немалую лепту в загрязнение экосистем планеты вредными веществами.

Сельскохозяйственное загрязнение происходит по ряду известных причин. Формы загрязнения сельхозугодий разнообразны.

Продолжительное использование пахотных земель, садов, ягодников приводит к истощению плодородного слоя почвы. Снижение содержания гумуса в почвах восполняется человеком посредством внесения как органических, так и минеральных удобрений. Сверхнормативное внесение минеральных удобрений приводит к нарушению рН среды почв, насыщению нитратами.

Особенно опасными становятся склады минеральных удобрений, где хранятся тонны удобрений. При несоблюдении норм и правил хранения на этих объектах происходит загрязнение почв, грунтовых вод.

Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и уничтожения сорняков применяют пестициды, инсектициды, гербициды и другие ядохимикаты. Все эти вещества, полученные химическим путем, при несоблюдении норм и назначения использования являются причиной токсического загрязнения.

Бактериологическое загрязнение почв происходит в результате попадания в почву нежелательных для человека микроорганизмов и их массового размножения.

Такое загрязнение возможно при несоблюдении санитарно-гигиенических правил внесения органических удобрений - навоза, птичьего помета, при поливе растений из загрязненных водных источников.

Необходимо проведение санитарной оценки состояния почв по специальным показателям: химическим, бактериального загрязнения, санитарно-гельминтологическим.

Таким контролем занимаются агрохимические лаборатории, санитарно-эпидемиологические станции.

Серьезную опасность для населения представляет употребление сельхозпродукции, произведенной на почвах, загрязненных пестицидами. На значительных площадях сельскохозяйственного назначения выявлено загрязнение почв токсичными веществами.

Исследования сельскохозяйственных культур во многих регионах России показали наличие остаточных количеств пестицидов в зерновых, масличных, овощных культурах, кукурузе, картофеле, плодах и ягодах. Ситуация в России выглядит благополучной по сравнению с масштабами загрязнения сельхозугодий в Европе, Северной Америке, Восточной Азии.

Масштабы сельскохозяйственного загрязнения глобальные:

1) значительные площади выведенных из сельхозоборота земель в результате уничтожения гумусового горизонта;

2) превышение уровня грунтовых вод и засоление почв в результате многолетней интенсивной мелиорации земель;

3) деградация и эрозия почв;

4) существенная доля химически загрязненной сельхозпродукции.

Большой вред сельскому хозяйству, лесам наносят вредители: насекомые, грызуны. Полчища саранчи уничтожают поля злаков, гусеницы объедают хвойные леса и яблоневые сады. Деревья гибнут в результате поражения паразитическими грибками, ржавчиной, омелой, вирусами, нематодами. Грызуны наносят ощутимый урон молодым посадкам, сеянцам и семенам в лесных питомниках, посадкам злаковых и бобовых культур, садам и ягодникам.

Существуют несколько Методов борьбы с вредителями сельскохозяйственных и лесных угодий. Но самым безопасным является биологический метод борьбы с видами, распространение и рост численности которых снижает урожайность культур, используемых человеком. Биологический метод подразумевает использование насекомых-энтомофагов, хищных клещей и нематод, болезнетворных микроорганизмов (вирусов, грибков, бактерий), птиц, земноводных, пресмыкающихся и зверей.

В России применяют 11 видов насекомых-энтомофагов против 20 видов вредителей растений. Огромное количество вредителей леса уничтожают рыжие лесные муравьи. За сезон ими уничтожаются миллионы вредных насекомых. Поэтому очень важно охранять муравейники от разорения.

Применение бактериальных препаратов также получило широкое распространение. Дендробациллин помогает в борьбе с гусеницами сибирского шелкопряда, энтобактерин вызывает гибель многих вредителей.

Использование птиц в борьбе с вредителями более эффективно в период вскармливания птенцов. Пары синиц, трясогузок, мухоловок и лазоревок приносят своим птенцам десятки тысяч насекомых, личинок, куколок. Для привлечения птиц развешивают кормушки и искусственные гнезда. Большое практическое значение в биологическом контроле за численностью вредителей лесных и сельскохозяйственных растений имеют амфибии (лягушки).

Применение биологического метода борьбы с вредителями - перспективное направление, но оно требует тщательного изучения межвидовых и внутривидовых взаимоотношений в биоценозах. Другим методом борьбы с неблагоприятными видами являются лесохозяйственные и сельскохозяйственные мероприятия. Эти мероприятия состоят в подборе здорового посадочного и посевного материала, выращивании насаждений, устойчивых к воздействию вредителей и болезней, своевременной уборке зараженных деревьев, очистке леса от растительной ветоши. Важным методом является уничтожение потенциальных источников заражения будущих посадок - сжигание пораженных деревьев, растений.

Любая производственная деятельность человека оказывает негативное влияние на окружающую природную среду, ее ресурсы и процессы. Промышленные предприятия подразделяют на добывающие и перерабатывающие. Последние делят на тяжелую и легкую промышленность.

Высоким уровнем антропогенного воздействия на природную среду характеризуются предприятия по добыче полезных ископаемых, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, целлюлозно-бумажные комбинаты, все виды электростанций, транспорт.

Проблемы всех промышленных предприятий - образование большого количества отходов:

1) выбросов в атмосферный воздух;

2) сточных вод и твердых отходов производства.

Сокращение площадей лесов, саванн, степей в связи с бурным строительством городов, крупных промышленных предприятий и автомагистралей влечет за собой уменьшение поступления кислорода в атмосферу. Ежегодно в атмосферу попадают миллионы тонн диоксида серы, сероводорода, диоксида азота, углеводородов, озона, аммиака, оксида углерода и пыли. Транспортные средства с выхлопными газами выбрасывают свинец и его соединения.

Добывающими и перерабатывающими предприятиями для промышленных целей используется большое количество воды. Такое обстоятельство влечет за собой образование сточных вод, загрязненных самыми разными веществами, попадание которых в водные объекты чревато губительными последствиями для их обитателей. В поверхностные воды сбрасываются нефтепродукты, соединения меди, железа, цинка, ПАВ, фосфор, фенол, аммонийный и нитритный азот. Очень часто эти и другие вредные вещества оказываются в составе подземных вод, куда они просачиваются с мест захоронения отходов производства и сельского хозяйства.

Разработка крупных месторождений полезных ископаемых, а также добыча строительных материалов разрушают естественные природные ландшафты, уничтожают почвенный покров, вносят нарушения в гидрологический баланс грунтовых вод.

Промышленные предприятия загрязняют природную среду радиоактивными веществами. Особым видом загрязнения являются шум и вибрация, создаваемые промышленными установками и транспортом.

Снизить уровень антропогенного воздействия на природную среду возможно, если четко соблюдать природоохранное законодательство, вкладывать финансовые средства в развитие отрасли переработки и утилизации отходов производства, совершенствование технологий.