Региональные биогеохимические проблемы
В природные циклы массообмена, охватывающие экогеосистемы крупных регионов, ощутимый дисбаланс вносят отходы промышленных предприятий и транспорта. Более 95 % техногенных выбросов соединений серы приходится на химически весьма агрессивный диоксид серы. При сжигании каменных углей, содержащих сульфиды железа, и нефти, в которой постоянно присутствуют серусодержащие органические соединения, происходит основная эмиссия SO2. При выплавке металлов также выделяются в атмосферу крупные массы диоксида серы. Общемировой техногенный выброс серы в атмосферу в 1990 г. оценивается в 100–110 млн. тонн. Осаждаясь с атмосферными осадками, оксиды серы поражают растительность, почвенную биоту, подкисляют водоемы, вызывают заболевания населения. Вследствие неравномерного распределения техногенных оксидов серы поражаются отдельные территории. Жидкие (в виде дождей) кислые осадки выпадают преимущественно в скандинавских странах и Канаде, в сухом виде (аэрозоли) – на среднем западе США, в Чехословакии. Наиболее сильно загрязнена SO2 атмосфера в Финляндии, Люксембурге, Чехословакии, Венгрии, Канаде. В Финляндии, Швеции, Норвегии, Нидерландах и Австрии загрязнение атмосферы оксидами серы вследствие трансграничного переноса намного превышает выбросы их собственной промышленности. От кислотных дождей в ФРГ погибло 1500 га леса, в Швеции в 2000 озер исчез лосось. На территории бывшего СССР площадь существенного закисления от дождей и снега достигла 46 млн. га – в основном за счет переноса подкисленных осадков из Западной Европы в Прибалтику, Карелию, на весь Северо-Запад России. Очень опасно подкисление океанических мелководий, ведущее к невозможности размножения многих беспозвоночных животных, что может вызвать разрыв пищевых сетей и глубокое нарушение экологического равновесия в Мировом океане. Сельскохозяйственное производство оказывает существенное влияние на природные биогеохимические циклы некоторых химических элементов. В сфере земледелия в настоящее время находится около 15 млн. км2, т.е. около 10 % от площади всей суши. Опасность агрогенных геохимических аномалий связана с большими масштабами проявления их и охватом практически всей сельскохозяйственной продукции. Попадающие в почву при ее обработке выхлопы техники, износ орудий; внесение удобрений и других химических веществ – главный вид агрогенного воздействия. Хотя удобрения увеличивают урожайность наполовину, но это меняет химический состав почв, повышает концентрацию токсичных и канцерогенных соединений азота, фосфора и других химических элементов (30 элементов в апатите). Структура биологического круговорота на площади земледелия трансформирована. Находившаяся в биогеохимическом равновесии с окружающей средой природная растительность заменена сельскохозяйственными культурами, которые способны существовать в условиях данных экогеосистем лишь благодаря человеку. Образующаяся продукция возвращается в почву не полностью, так как частично удаляется в виде урожая. В систему биологического круговорота искусственно вводятся значительные массы азота, калия, фосфора и воды. Одновременно в результате механического нарушения почвы активизируются процессы эрозии и выноса химических элементов за пределы обрабатываемых площадей. Обеспечение растущего населения Земли продуктами питания – одна из актуальных проблем современности. Поэтому расширяются старые и строятся новые горные предприятия, химические комбинаты для переработки горно-химического сырья в минеральные удобрения. Главным мероприятием в повышении урожайности является увеличение доз вносимых минеральных удобрений, т.е. искусственное включение масс химических элементов в биологический круговорот. Анализ масс миграционных потоков азота и фосфора показал, что количество этих элементов, искусственно включаемых в систему биологического круговорота, уже в 1970 г. превышало соответствующие массы, вовлекаемые в водную миграцию естественным путем (табл. 2.1).
Агрохимическая интенсификация сельского хозяйства породила проблему азота, имеющую особое биогеохимическое и экологическое значение. Во-первых, искусственное введение крупных масс азота в обрабатываемые почвы ведет к разбалансированности массообмена элемента в системе «почва – растительность». Не вовлеченные в биологический круговорот избыточные массы азота в виде нетратов активно участвуют в водной миграции. В результате соединения азота аккумулируются в геохимически подчиненных экогеосистемах (отрицательных элементах рельефа, озерах, а также водохранилищах, образованных плотинами гидроэлектростанций). Повышение концентрации азота вызывает усиленный рост водной растительности, зарастание водоемов, перегрузку их мертвыми растительными остатками и продуктами разложения. Во-вторых, аномально высокая концентрация в почве растворимых соединений азота влечет за собой повышенное их содержание в сельскохозяйственных продуктах питания и питьевой воде. Имеющиеся данные говорят о том, что в настоящее время нормальное функционирование глобального цикла азота сохраняется благодаря незамкнутости природных циклов массообмена, связывающих отдельные экогеосистемы. Вместе с тем в некоторых сельскохозяйственных регионах избыточные массы азота не могут быть вовлечены в биологический круговорот и захватываются в водную миграцию, что нарушает нормальное функционирование биогеохимически подчиненных экогеосистем в районах интенсивного сельскохозяйственного производства.
93 Локальные антропогенные биогеохимические аномалии тяжелых металлов
Среди последствий хозяйственной деятельности человеческого общества особо важное значение имеет процесс прогрессирующего накопления металлов в окружающей среде. Различные металлы (как использовавшиеся с отдаленного времени, так и получившие применение недавно) используются в индустриальном производстве в нарастающем количестве
После получения металлов вся технология современного производства сопровождается их рассеиванием в окружающей среде. Огромные массы металлов используются в химической, бумажной, электротехнической и других отраслях промышленности и уходят с промышленными стоками. Столь же крупные массы металлов истираются и рассеиваются во время работы различных машин и механизмов. Значительная часть некоторых металлов и других рассеянных элементов добывается лишь для того, чтобы их рассеять на поверхности Земли. Примером могут служить производство алкидов свинца, применяющихся в качестве добавок в бензин для автомобилей, а также использование ртути и мышьяка для изготовления ядохимикатов в сельском хозяйстве. Кроме отраслей промышленности, производящих или использующих металлы, существуют и другие пути их техногенного рассеяния, среди которых особенно важную роль играет сжигание минерального топлива, главным образом каменного угля. Массы тяжелых металлов, ежегодно поступающие в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человечества, сопоставимы с количеством металлов, участвующих в глобальных процессах массообмена. Годовая добыча некоторых металлов, прежде всего меди и свинца, значительно превышает и вынос растворимых форм, и годовой захват растительностью.
В степных ландшафтах протяженность техногенных геохимических аномалий увеличивается — заводы цветной металлургии сопровождаются ореолами рассеяния свинца, цинка, меди, мышьяка с радиусом от 5 до 20 км. Вокруг крупного Чимкентского свинцово-плавильного завода, расположенного в условиях сухих степей Южного Казахстана, ореол техногенного рассеяния распространяется до 25 — 30 км. Содержание металлов-загрязнителей от источника к фону убывает в степенной зависимости независимо от того, является металл главным компонентом или примесью в руде
95.Климатическая, ландшафтная, почвенная, геохимическая зональность Под широтной (географической, ландшафтной) зональностью подразумевается закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов (геосистем) от экватора к полюсам. Ландшафтная зональность определяется тем, что географическая оболочка в процессе своего развития приобрела «мозаичное» строение и состоит из множества природных комплексов неодинаковой величины и сложности. По определению Ф.Н. Милькова ПТК – это саморегулируемая система взаимосвязанных компонентов, функционирующая под воздействием одного или нескольких компонентов, выступающих в роли ведущего
96. Приходно-расходный бюджет тепла и влаги - основа зональности Поэтому годовое количество атмосферных осадков распределяется значительно более сложно, чем солнечное тепло. Отсюда и природные ландшафты суши разнообразнее и картина их распределения сложнее широтных тепловых поясов. Можно, таким образом, сказать, что в пределах радиационно-тепловых поясов неодинаковое увлажнение ведет к формированию различных географических зон на земном шаре. Однако не только количеством тепла и влаги определяются особенности природы отдельных участков земной поверхности, но и соотношением тепла и влаги. В каждом поясе, в соответствии с запасами тепла, может испариться определенное количество влаги. В тундровой зоне, где господствуют низкие температуры и испарение влаги невелико, даже небольшое количество выпадающих осадков не может полностью испариться и вода накапливается на поверхности, вызывая заболачивание местности. В жарких поясах выпадающие даже в большом количестве осадки испаряются полностью, а во многих местах этого пояса испаряются также запасы и грунтовых вод. Таким образом, природные условия на суше лишь в общих чертах изменяются с географической широтой и большая часть географических зон в отличие от радиационно-тепловых поясов не образует сплошных полос, опоясывающих весь земной шар. Они прерываются водными пространствами и отчетливо прослеживаются только на равнинах. В горах с высотой температура понижается, а количество осадков обычно увеличивается, обусловливая смену природных условий, т. е. так называемые вертикальные природные пояса. Широтная географическая зональность наиболее четко выражена в тех частях материковых равнин, где количество выпадающих осадков постепенно изменяется вместе с поступлением тепла с севера на юг. Так, например, в арктическом и субарктическом поясах количество осадков и тепла постепенно уменьшается от умеренного пояса к полюсу. Поэтому границы арктических пустынь, тундр, лесотундры и северной тайги вытянуты здесь с запада на восток на всех материках. В умеренном же поясе, где господствующие западные воздушные течения приносят с океана на материк осадки и тепло, количество их убывает с запада на восток, широтная географическая зональность нарушается. На одних и тех же широтах, в зависимости от удаленности равнин материка от океана, служащего источником влаги и тепла, встречаются и влажные широколиственные леса, и степи, и пустыни. В тех же местах, где воздушные течения направлены с материка на океан (например, пассаты в северо-западной части Африки и в Южной Америке), тропические пустыни подходят вплотную к океаническому берегу. фактора. Понятие широтной зональности известно нам как закономерное изменение и постоянное разнообразных физико-географических процессов, комплексов и компонентов геосистем отполюсов к экватору Земли. 97. явление азональности 98.Секторальность и особенности вертикальной поясности В горах при подъеме вверх меняется количество и состав солнечной радиации, уменьшаются количество атмосферных осадков и атмосферное давление. Изменение климатических условий приводит к изменению в том же направлении геоморфологических процессов, состава растительности, особенностей почв и характера животного мира. Это позволяет выделить в горных системах вертикальные пояса. Вертикальные пояса сходны с горизонтальными зонами в том смысле, что сменяются при движении вверх примерно в том же порядке (начиная от той широтной зоны, в которой расположена горная страна), в каком сменяются широтные зоны при движении от экватора к полюсам. Но вертикальные пояса не являются точными копиями аналогичных широтных зон, так как на них оказывают влияние местные условия (расчлененность рельефа, различие экспозиций склонов, высота гор, история развития местности и т. д.). Несмотря на некоторые черты сходства вертикальной поясности в разных горных системах, последняя проявляется по-разному на различных материках и географических широтах. Степень выраженности вертикальной поясности, т. е. количество вертикальных поясов, высота их, непрерывность протяжения, флористический и фаунистический состав зависят от положения горной системы, ее широты, направления хребтов, степени расчлененности, истории формирования и некоторых других причин
99.Современные проблемы охраны природы. Исчерпаемые и неисчерпаемые природные ресурсы. 100..Принципы и правила охраны природы. Хозяйственпая деятельность вызывает в природе многочисленные изменения, последствия которых необходимо уметь прогнозировать. В процессе длительного использования, природных ресурсов были разработаны общие принципы и правила рационального использования и охраны природы. Первый принцип сводится к тому, что все явления природы имеют для человека множественное значение и должны оцениваться с разных точек зрения. К каждому явлению необходимо подходить с учетом интересов разных отраслей производства и сохранения восстановительной силы самой природы. Так, лес рассматривается прежде всего как источник древесины и химического сырья, однако леса имеют водорегулирующее, почвозащитное, климатообразующее значение. Лес важен как место отдыха людей. В этих случаях промышленное значение леса отодвигается на второй план. Река не может служить только транспортной магистралью или местом для сооружения гидроэлектростанций. Нельзя использовать реку как место для стока отработанных промышленных вод. Реки доставляют в моря биогенные вещества, необходимые для живых организмов. Поэтому использовать реку только в интересах одной отрасли, как это часто бывает, нерационально. Необходимо комплексное ее использование в интересах различных отраслей производства, здравоохранения, туризма с учетом сохранения чистоты водоема и восстановления в нем запасов водыВторой принцип заключается в необходимости строгого учета местных условий при использовании и охране природного ресурса. Его называют правилом региональности. Особенно это касается использования водных а лесных богатств. На Земле много мест, где сейчас ощущается дефицит пресной воды. Избыток воды в других местах не улучшает затруднительного положения с водой в засушливых районах. Там, где лесов много и они неосвоены, допустимы интенсивные рубки, а в лесостепных районах, в центральных промышленно развитых и густо населенных областях России, где лесов мало, лесные ресурсы надо расходовать очень бережно, с постоянной заботой об их возобновлении. Правило региональности действует и в отношении животного мира. Один и тот же вид промыслового животного в одних районах нуждается и строгой охране, в других, при высокой численности, возможен интенсивный его промысел. Нет ничего более губительного, чем интенсивное расходование ресурса там, где он в недостатке, на основании того, что в других местах;этот ресурс находится в избытке. Согласно правилу региональности обращение с одним и тем же природным ресурсом в разных районах должно быть различным и зависеть от того, как этот ресурс в данной местности представлен в настоящее время. Третий принцип, вытекающий из взаимной связи предметов и явлений в гг-рироде, состоит в том, что охрана одного объекта означает оди-овременно охрану и других объектов, тесно с ним связанных. Охрана водоема от загрязнения — это одновременная охрана рыб, обитающих в нем. Сосранение с помощью лесной растительности нормального гидрологического режима местности — это и предупреждение эрозии почвы. Охране насекомоядных птиц и рыжих лесных муравьев — одновременная охрана леса от вредителей. Часто в природе складываются отношения противоположного характера, когда охрана одного объекта приносит вред другому. Например, охрана лося местами приводит к его перенаселению, а это наносит ощутимый ущерб лесу из-за повреждения подроста. Значительный вред растительности некоторых национальных парков Африки приносят слоны, N избытке населяющие эти территории. Поэтому охрана каждого природного объекта до лжна быть соотнесена с охраной других. Следовательно, охрана природы должна быть комплексной. Охраняться должна не сумма, отдельных природных ресурсов, а природный комплекс (экосистема), включающий различные компоненты, соединенные естественными связями, сложившимися в процессе длительного исторического развития.. Охрана и использование природы — это на первый взгляд два противоположно направленных действия человека. Однако антагонистического противоречия между этими действиями нет. Это две стороны одного и того же явления — отношения человека к природе. Поэтому вопрос, который иногда задают, — охранять природу или использовать ее — не имеет смысла. Природу надо использовать и охранять. Без этого невозможен прогресс человеческого общества. Природу необходимо охранять в процессе ее рационального использования. Важно разумное соотношение ее использования и охраны, что определяется количеством и распределением ресурсов, экономическими условиями страны, региона, социальными традициями и культурой населения. Основной принцип охраны природы — охрана в процессе ее использования.
|