![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Охрана природы, Экология, Природопользование
Круговорот в природе |
Содержание. Лист. 1. Биогеохимические круговороты. 3 2. Круговорот веществ в биосфере. 5 3. Круговорот углерода. 6 4. Круговорот кислорода. 9 5. Круговорот азота. 10 6. Круговорот фосфора. 12 7. Круговорот серы. 13 8. Круговорот воды. 16 9. Антропогенные воздействия на окружающую среду. 17 Использованная литература. 19 1. Биогеохимические круговороты. В отличие от энергии, которая однажды использованная организмом, превращается в тепло и теряется для экосистемы, вещества циркулируют в биосфере, что и называется биогеохимическими круговоротами. Из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, около 40 нужны живым организмам. Наиболее важные для них и требующиеся в больших количествах: углерод, водород, кислород, азот. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза и расходуется организмами при дыхании. Азот извлекается из атмосферы благодаря деятельности азотофиксирующих бактерий и возвращается в неё другими бактериями. Круговороты элементов и веществ осуществляются за счёт саморегулирующих процессов, в которых участвуют все составные части экосистем. Эти процессы являются безотходными. В природе нет ничего бесполезного или вредного, даже от вулканических извержений есть польза, так как с вулканическими газами в воздух поступают нужные элементы, например, азот. Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах её развития, как и правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота в ходе сукцессии. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота. Ещё большую роль на биогеохимический круговорот оказывает человек. Но его роль осуществляется в противоположном направлении. Человек нарушает сложившиеся круговороты веществ, и в этом проявляется его геологическая сила, разрушительная по отношению к биосфере на сегодняшний день. Когда 2 млрд. лет тому назад на Земле появилась жизнь, атмосфера состояла из вулканических газов. В ней было много углекислого газа и мало кислорода (если вообще был), и первые организмы были анаэробными. Так как продукция в среднем превосходила дыхание, за геологическое время в атмосфере накапливался кислород и уменьшалось содержание углекислого газа. Сейчас содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается в результате сжигания больших количеств горючих ископаемых и уменьшения поглотительной способности «зелёного пояса». Последнее является результатом уменьшения количества самих зелёных растений, а также связано с тем, что пыль и загрязняющие частицы в атмосфере отражают поступающие в атмосферу лучи. В результате антропогенной деятельности степень замкнутости биогеохимических круговоротов уменьшается. Хотя она довольно высока (для различных элементов и веществ она не одинакова), но тем не менее не абсолютна, что и показывает пример возникновения кислородной атмосферы. Иначе невозможна была бы эволюция (наивысшая степень замкнутости биогеохимических круговоротов наблюдается в тропических экосистемах – наиболее древних и консервативных). Таким образом, следует говорить не об изменении человеком того, что не должно меняться, а скорее о влиянии человека на скорость и направление изменений и на расширение их границ, нарушающее правило меры преобразования природы.
Последнее формулируется следующим образом: в ходе эксплуатации природных систем нельзя превышать некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойства самоподдержания. Нарушение меры как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения приводит к отрицательным результатам. Например, избыток вносимых удобрений столь же вреден, сколь и недостаток. Это чувство меры утеряно современным человеком, считающим, что в биосфере ему всё позволено. Надежды на преодоление экологических трудностей связывают, в частности, с разработкой и введением в эксплуатацию замкнутых технологических циклов. Создаваемые человеком циклы превращения материалов считается желательным устраивать так, чтобы они были подобны естественным циклам круговорота веществ. Тогда одновременно решались бы проблемы обеспечения человечества невосполнимыми ресурсами и проблема охраны природной среды от загрязнения, поскольку ныне только 1 – 2% веса природных ресурсов утилизируется в конечном продукте. Теоретически замкнутые циклы превращения вещества возможны. Однако полная и окончательная перестройка индустрии по принципу круговорота вещества в природе не реальна. Хотя бы временное нарушение замкнутости технологического цикла практически неизбежно, например, при создании синтетического материала с новыми, неизвестными природе свойствами. Такое вещество вначале всесторонне апробируется на практике, и только потом могут быть разработаны способы его разложения с целью внедрения составных частей в природные круговороты. 2. Круговорот веществ в биосфере. Процессы фотосинтеза органического вещества из неорганических компонентов продолжается миллионы лет, и за такое время химические элементы должны были перейти из одной формы в другую. Однако этого не происходит благодаря их круговороту в биосфере. Ежегодно фотосинтезирующие организмы усваивают около 350 млрд т углекислого газа, выделяют в атмосферу около 250 млрд т кислорода и расщепляют 140 млрд т воды, образуя более 230 млрд т органического вещества (в пересчёте на сухой вес). Громадные количества воды проходят через растения и водоросли в процессе обеспечения транспортной функции и испарения. Это приводит к тому, что вода поверхностного слоя океана фильтруется планктоном за 40 дней, а вся остальная вода океана – приблизительно за год. Весь углекислый газ атмосферы обновляется за несколько сотен лет, а кислород за несколько тысяч лет. Ежегодно фотосинтезом в круговорот включается 6 млрд т азота, 210 млрд т фосфора и большое количество других элементов (калий, натрий, кальций, магний, сера, железо и др.). существование этих круговоротов придаёт экосистеме определённую устойчивость. Различают два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания (в том числе растворимые в воде питательные вещества) сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками. Геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещения морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс начинается вновь.
Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы как самих этих растений, так и других организмов (как правило животных), которые поедают эти растения (консументы). Продукты распада органического вещества под действием деструкторов и микроорганизмов (бактерии, грибы, черви) вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вовлекаемых ими в потоки вещества. Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом. В такие циклы вовлечены практически все химические элементы и прежде всего те, которые участвуют в построении живой клетки. Так, тело человека состоит из кислорода (62,8%), углерода (19,37%), водорода (9,31%), азота (5,14%), кальция (1,38%), фосфора (0,64%) и ещё примерно из 30 элементов. 3. Круговорот углерода. Самый интенсивный биогеохимический цикл – круговорот углерода. В природе углерод существует в двух основных формах – в карбонатах (известняках) и углекислом газе. Содержание последнего в 50 раз больше, чем в атмосфере. Углерод участвует в образовании углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. Основная масса аккумулирована в карбонатах на дне океана (1016 т), в кристаллических породах (1016 т), каменном угле и нефти (1016 т) и участвует в большом цикле круговорота. Основное звено большого круговорота углерода – взаимосвязь процессов фотосинтеза и аэробного дыхания (рис. 1). Другое звено большого цикла круговорота углерода представляет собой анаэробное дыхание (без доступа кислорода); различные виды анаэробных бактерий преобразуют органические соединения в метан и другие вещества (например, в болотных экосистемах, на свалках отходов). В малом цикле круговорота участвует углерод, содержащийся в растительных тканях (около 1011 т) и тканях животных (около 109 т). Более подробная схема круговорота представлена на рис. 2. Сжигание и Тепло Тепло выветривание Рис. 1. Круговорот углерода в процессах фотосинтеза и аэробного дыхания.Растворяется в дождевой воде Рис. 2. Круговорот углерода. 4. Круговорот кислорода. В количественном отношении главной составляющей живой материи является кислород, круговорот которого осложнён его способностью вступать в различные химические реакции, главным образом реакции окисления. В результате возникает множество локальных циклов, происходящих между атмосферой, гидросферой и литосферой. Кислород, содержащийся в атмосфере и в поверхностных минералах (осадочные кальциты, железные руды), имеет биогенное происхождение и должно рассматриваться как продукт фотосинтеза. Этот процесс противоположен процессу потребления кислорода при дыхании, который сопровождается разрушением органических молекул, взаимодействием кислорода с водородом (отщеплённым от субстрата) и образованием воды. В некотором отношении круговорот кислорода напоминает обратный круговорот углекислого газа.
Он входит в круговорот природы как одно из ее явлений, одна из ее вещей, он дробная, бесконечно малая часть вселенной. Теперь, когда смотрит человек ночью на звездное небо, он чувствует себя потерянным в этой бесконечности миров, раздавленным этой дурной бесконечностью. Огромные стихии природного мира, всюду возрастающие в плохую бесконечность,P дурная множественность солнечных миров и дурная множественность микроорганизмов, или, по новейшим гипотезам, супра-миров и инфра-миров, лишают человека его царственного и исключительного самосознания. Как исключительно природное существо, человек не центр вселенной и не царь вселенной, он один из многих и принужден бороться за свое положение с бесконечно многими существами и силами, тоже претендующими на возвышение. Но крушение натуралистического антропоцентризма, наивно прикреплявшего значение человека к природному миру, не есть еще гибель высшего самосознания человека как микрокосма, как центра и царя вселенной. Гибнет лишь детская наука Библии, наивная библейская астрономия, геология и биология, но остается в силе религиозная библейская истина о человеке
2. Биогеофизические круговороты веществ в природе
4. Круговорот золота в природе
10. Взаимодействие человека и природы
11. Поэзия природы: средства изобразительности и функции
12. Человек и природа в современной литературе
13. Природа и человек в Древнем Риме
14. Природа математических абстракций
15. История "покорения" природы человечеством
16. Охрана природы
17. Круговорот кислорода, углерода, азота, фосфора и серы в биосфере
18. Alaska’s Wildlife: on the Verge of Extinction (Живая природа Штата Аляска на грани исчезновения)
19. Нитраты, природа и человек
20. Международный Союз Охраны Природы (МСОП)
21. Экономические механизмы охраны природы
25. Природа психического. Психические особенности человека
26. Природа внимания и его роль в педагогическом процессе
27. Природа конфликтов в организациях, методы управления конфликтной ситуацией
28. Понятие общества. Общество и природа. Взаимодействие основных сфер общественной жизни
29. Оптические явления в природе
30. Физическая природа времени гравитации и материи
31. Проблема человека в конфуцианстве. Человек и природа в чань-буддизме
32. История природы и история человечества (Контрольная)
33. Фiлософськi аспекти взаємовiдносин людини i природи в умовах глобальноi екологiчноi кризи
34. Природа математических абстракций
37. Природа и сущность функций менеджмента
41. Вклад западноевропейских ученых XVIII-XIX веков в познание природы Урала
44. Интонационная природа музыкально-педагогического диалога
45. "Поэзия Фета - сама природа, зеркально глядящая через человеческую душу…"
46. Человек и природа в лирике Ф. И. Тютчева
47. Человек и природа в русской литературе
48. Анализ стихотворения Тютчева "Не то, что мните вы, природа..."
49. Природа в романе Б. Л. Пастернака «Доктор Живаго»
50. Природа фантастического в повести А.Погорельского «Лафертовская маковница»
51. "Поэзия Фета - сама природа, зеркально глядящая через человеческую душу…"
52. "Природа не терпит пренебрежения к себе и не прощает ошибок"
57. Любовь и природа в лирике А. А. Фета
59. Русская природа в лирике А. С. Пушкина
60. Поэзия природы и природа поэзии
61. Изображение природы в творчестве Фета
62. Природа как герой в произведениях Фолкнера
64. Человек и природа (проблематика и система образов в повести Ч. Айтматова «Плаха»)
66. Тема родины и природы в лирике М.Ю.Лермонтова
67. Природа в произведениях Пушкина
69. Родина и природа в лирике С.А. Есенина
73. Структура статистики объектов нечисловой природы
74. Универсальная геометрия в природе и архитектуре
75. Круговорот воды на Марсе: работа над ошибкамир
76. Вечный круговорот материи во вселенной
77. Газовые законы в живой природе и медицине
78. Взаимодействия и силы в природе
79. Чудо природы: чеснок обыкновенный
80. Природа процесса принятия решения
81. Природа в окрестностях Акатова, Мешкова и Валуева
82. Очерк природы Кускова в Москве
83. Природа в окрестностях Ильинского и Усова
84. "Он имел от природы огромный дар пения..."
85. Природа науки
90. Классификация объектов нечисловой природы на основе непараметрических оценок плотности
91. Единая природа зарядов, полей и сил взаимодействий
92. Познание природы в эпоху греко-римской античности
93. Сверхмалые дозы - большая загадка природы
94. Природа рокового цикла Сепкоски - Мюллера - Роде
95. Электромагнитогравитационное взаимодействие в природе и технике
96. Приёмы исследования природы
97. «Храм наук» и «Книга природы»
98. Принцип классификации природы
99. Природа и закономерности международных отношений
100. Воспитание гуманного отношения к обитателям уголка природы