Нарушение круговорота веществ в природе.

Биосфера Земли характеризуется определенным образом сложившимся круговоротом веществ и потоком энергии. Воздействием человека на природу нарушает эти процессы.

Круговорот веществ — многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере, в том числе в тех слоях, которые входят в состав биосферы Земли.

В зависимости от движущей силы, с определенной долей условности, внутри круговорота веществ можно выделить геологический, биологический и антропогенный круговороты.

До возникновения человека на Земле осуществлялись только два круговорота веществ — геологический и биологический. Геологический круговорот (большой круговорот) — круговорот веществ, движущей силой которого являются экзогенные и эндогенные геологические процессы. Геологический круговорот веществ осуществляется без участия живых организмов. Биологический круговорот (малый) — круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов.

С появлением человека возник антропогенный круговорот или обмен веществ. Антропогенный круговорот (обмен) — круговорот (обмен) веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нем можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей (техногенный круговорот (обмен)).

В отличие от геологического и биологического круговоротов веществ, антропогенный круговорот веществ в большинстве случаев является незамкнутым. Поэтому часто говорят не об антропогенном круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Незамкнутость антропогенного круговорота веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды.

Загрязнение – привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не характерных для нее) вредных химических, физических, биологических агентов. Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природных) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).

Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере. Наиболее опасным является тепловое загрязнение биосферы, связанное с использованием ядерной и термоядерной энергии.

Таким образом, воздействие человека на природу заключается в перераспределении вещества в окружающей среде и изменении ее физических, химических и биологических характеристик.

Человек влияет на геологический и биологический круговороты.

Под влиянием человеческой деятельности происходят огромные конфигурации в распределении химических частей в биосфере, природная и антропогенная трансформация веществ, а также переход химических частей из одних соединений в остальные. Природный биологический круговорот веществ нарушен человеком на площади, достигающей практически половины всей поверхности суши: антропогенные пустыни, индустриальные и городские земли, пашни, сады, вторичные низкопродуктивные леса, истощённые пастбища и т.д.

Нарушению геологического круговорота веществ способствовали такие причины:

1. Эрозия почвенного покрова и возрастания твёрдого стока в океан;

2. Перемещение больших масс земной коры;

3. Извлечение из недр значимых количеств руд, горючих и остальных ископаемых;

4. Перераспределение солей в почвах, грунтовых и речных водах под влиянием орошаемого земледелия;

5. Применение минеральных удобрений и ядохимикатов;

6. Загрязнение среды сельскохозяйственными, промышленными и коммунальными отходами;

7. Поступление в природную среду энергетических загрязнений.

В ходе сукцессии увеличивается замкнутость биогеохимических круговоротов веществ. Примерно за 10 лет с момента начала восстановления растительного покрова разомкнутость круговоротов уменьшается со 100 до 10%, а далее она еще больше снижается, достигая минимума в климаксовой фазе. Правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота веществ в ходе сукцессии, со всей уверенностью можно утверждать, нарушается антропогенной трансформацией растительности и вообще естественных экосистем. Несомненно, это ведет к длинному ряду аномалий в биосфере и ее подразделениях.

Биогеохимические круговороты любых экосистем замкнуты не полностью, однако степень незамкнутости варьируется в очень больших пределах. Патэн в 1979 г. установили, что примерно за 10 лет с момента начала восстановления растительного покрова разомкнутость круговоротов уменьшается со 100 до 10%, а далее снижается еще более, достигая минимума в климаксе. В этом заключается правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота веществ в ходе сукцессии. Антропогенная трансформация растительности и экосистем в целом нарушает сформулированное правило, что ведет к многочисленной череде аномалий в природной среде.

Нитраты в почве и воде за последние несколько десятилетий существенно изменило процентное соотношение элементов, причем важнейшее и наиболее массовое нарушение нормального биогеохимического круговорота веществ в биосфере связано с уничтожением лесов и заменой их травяным покровом, распашкой прерий, пампасов, степей, орошением пустынь и возделыванием на их месте культурных растений с отчуждением урожая и продуктов животноводства. И хотя удобрения включают в круговорот от 100 до 300 кг азота, фосфора и калия на 1 га, с урожаями из него уходит до 400-600 кг зольных веществ и азота с каждого гектара.