В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора, серы и других веществ.
Углекислый газ поглощается растениями, продуцентами и в процессе фотосинтеза преобразуется в углеводы, белки, липиды и другие органические соединения. Эти вещества с пищей используют животные-консументы.
Одновременно с этим в природе происходит обратный процесс. Все живые организмы дышат, выделяя CO 2 , который поступает в атмосферу. Мертвые растительные и животные остатки и экскременты животных разлагаются микроорганизмами-редуцентами. CO 2 выделяется в атмосферу. Часть углерода накапливается в почве в виде органических соединений.
В процессе круговорота углерода в биосфере образуются энергетические ресурсы: нефть, каменный уголь, горючие газы, торф и древесина.
При разложении растений и животных азот выделяется в виде аммиака. Нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в соли азотистой и азотной кислот, которые усваиваются растениями. Некоторые азотфиксирующие бактерии способны усваивать атмосферный азот. Так замыкается круговорот азота в природе.
В результате круговорота веществ в биосфере происходит непрерывная биогенная миграция элементов: необходимые для жизни растений и животных химические элементы переходят из среды в организм, при разложении организмов эти элементы снова возвращаются в среду, откуда поступают в организм.
Основа биосферы - круговорот органического вещества, осуществляющийся при участии всех организмов, населяющих биосферу, получила название биотического круговорота.
В закономерностях биотического круговорота заключена основа длительного существования и развития жизни на Земле.
Человек - элемент биосферы и как составная часть биомассы Земли на протяжении всей эволюции находился и находится в непосредственной зависимости от окружающей природы.
С развитием высшей нервной деятельности человек сам становится мощным фактором среды (антропогенный фактор) в дальнейшей эволюции на Земле.
Влияние человека на природу двоякое - положительное и отрицательное. Деятельность человека часто приводит к нарушению природных закономерностей.
Доля массы человечества в биосфере невелика, но деятельность его грандиозна, в настоящее время она стала силой, изменяющей процессы в биосфере.
В. И. Вернадский утверждает, что биосфера закономерно перейдет в ноосферу (от гр. «ноос» - разум» + гр. «сфера» - шар).
По В. И. Вернадскому, ноосфера - это биосфера, преобразованная трудом человека и измененная научной мыслью.
В настоящее время наступил такой период, когда человек должен планировать свою хозяйственную деятельность так, чтобы она не нарушала сложившиеся в гигантской экосистеме, какой является биосфера, закономерности, не способствовала сокращению биомассы.
1. Круговорот веществ в биосфере Деятельность живых организмов в биосфере сопровождается извлечением из окружающей среды больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов составляющие их химические элементы биогенный (с участием живых организмов) круговорот веществ в природе , т. е. циркуляция веществ между литосферой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Под круговоротом веществ понимают повторяющийся процесс превращения и перемещения...
5126 Слова | 21 Стр.
Природа
тему: «Круговорот веществ в природe. Круговорот веществ в природе . Деятельность живых организмов сопровождается извлечением из окружающей их неживой природы больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе , т.е. циркуляция веществ между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами. Приведём некоторые примеры. Круговорот воды. Под...
1522 Слова | 7 Стр.
Круговорот фосфора
RКруговорот фосфора, азота, углерода в природе Круговорот веществ в природе Важным свойством биосферы является наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов , а также непрерывность биосферных процессов. Круговоротами называются повторяющиеся процессы превращения и перемещения веществ в природе , имеющие более или менее выраженный циклический характер. Круговороты веществ и элементов отражают неразрывную связь геологических...
2810 Слова | 12 Стр.
Круговорот воды
Тема: Круговороты веществ Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота веществ: большой, или геологический, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции атмосферы, и малый, биологический (биотический), развивающийся на основе большого и состоящий в непрерывном, циклическом, но неравномерном во времени и пространстве, и сопровождающийся более или менее значительными потерями закономерного перераспределения вещества, энергии и информации в пределах экологических систем различного...
1353 Слова | 6 Стр.
Основные представления о круговороте веществ в биосфере. Влияние человеческой деятельности на круговорот веществ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА Кафедра инженерной экологии РЕФЕРАТ на тему: «Основные представления о круговороте веществ в биосфере. Влияние человеческой деятельности на круговорот веществ» Выполнила студентка гр. ПГС-21/з Романова Юлия Вячеславовна зач.книжка...
6165 Слова | 25 Стр.
Биогеохимический круговорот веществ в природе
химических элементов , перехода их из внешней среды в организмы и обратно. Эта циркуляция химических элементов и получила название биогеохимических круговоротов . Биогеохимический круговорот представляет собой часть биотического круговорота , включающую обменные циклы химических элементов абиотического происхождения, без которых не может существовать живое вещество (углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера и многие другие).Обычно выделяют три основных типа биогеохимических круговоротов : круговорот воды...
2584 Слова | 11 Стр.
Круговорот серы
циклы. Круговорот серы Выполнил: студент 1-ого курса гр. ФКС-61 Кожакин И.С. Принял: Профессор кафедры биологии и химии доктор биологических наук Смирнов Андрей Анатольевич Магадан 2016 Содержание - Введение - 1. Круговорот серы...
1514 Слова | 7 Стр.
Реферат по экологии на тему: «Круговорот веществ в биосфере» Выполнил: ст. группы НЗД-216 Шадрин Ю.В. Проверил: Златоуст 2010 г. СОДЕРЖАНИЕ: |Вода и ее круговорот |3 | |Естественные циклы основных биогенных веществ...
2366 Слова | 10 Стр.
Ноосфера,Заповедование, Горная промышленность, Круговорот веществ в природе
Ноосфера Огромное влияние человека на природу и масштабные последствия его деятельности послужили основой для создания учения о ноосфере. Термин «ноосфера» переводится буквально как сфера разума. Впервые его ввел в научный оборот в 1927 г. Французский ученый Э. Леруа. Вместе с Тейяром де Шарденом он рассматривал ноосферу как некое идеальное образование, вне биосферную оболочку мысли, окружающую Землю. Следует отметить, что учение о ноосфере не носит пока законченного канонического характера...
3199 Слова | 13 Стр.
Значение экологического образования. Круговороты веществ и их нарушение человеком.
Содержание 1.Введение 2.Значение экологического образования 3.Круговороты веществ и их нарушение человеком 4.Платежи за вредные выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду 5.Заключение 6. Список используемой литературы 1.Введение Что такое экология? Экология – это наука о взаимодействиях организмов друг с другом и с окружающей средой. Я считаю, что экология – это очень серьезное и многозначащее понятие. В наше время это понятие стало на одну ступень с...
2565 Слова | 11 Стр.
Модель круговорота азота в куйбышевском водохранилище
аппарата, а именно - математического моделирования. Круговорот биогенных элементов представляет собой ключевой механизм формирования качества воды. В числе биогенных элементов азот занимает главенствующее положение, и зачастую от количества и характера его соединений зависит общая продуктивность водоема. Отсюда вытекает насущная потребность в изучении круговорота азота с помощью математических методов. Сложность процессов круговорота приводит по необходимости к созданию сложных многокомпонентных...
2343 Слова | 10 Стр.
Геологический и биотический круговорот фосфора
биотический круговорот фосфора». Вариант № 5 Студент: Пинжакова Е. В. Группа: ЭА - 12 – З Преподаватель: Котенко О.В. Бронницы 2014 Оглавление Введение 3 1.Круговорот фосфора. 4 2.Геологический круговорот фосфора. 6 3.Биотический (биологический) круговорот фосфора. 14 Заключение 22 Список литературы: 24 Введение Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота веществ: большой, или геологический круговорот веществ, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции...
3913 Слова | 16 Стр.
Круговорот веществ в природе
Содержание Введение 1. Биогеохимические круговороты 2. Круговорот веществ в биосфере 3. Круговорот углерода 4. Круговорот кислорода 5. Круговорот азота 6. Круговорот фосфора 7. Круговорот серы 8. Круговорот воды 9. Антропогенные воздействия на окружающую среду Заключение Использованная литература Введение Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического кругооборота веществ. Выделяют 2 основных кругооборота большой или геологический и малый или химический. ...
4566 Слова | 19 Стр.
Круговорот воды в природе
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА На тему: «Круговорот воды в природе » СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 1. Состояния воды 4 2. Круговорот воды в природе 5 3. Круговорот других веществ 9 Заключение 16 Список литературы 17 Введение Известно, что человеческий организм почти на 65% состоит из воды. Вода входит в состав тканей, без нее невозможно нормальное функционирование организма, осуществление процесса обмена, поддержание теплового баланса, удаление продуктов метаболизма и т.д. Потеря организмом...
2888 Слова | 12 Стр.
Круговороты веществ в биосфере
Круговороты веществ в биосфере Известно, что из более 90 химических элементов , встречающихся в природе , 30 – 40 необходимы живым организмам. Закон сохранения вещества: « атомы в химических реакциях никогда не исчезают, не образуются и не превращаются друг в друга; они только перегруппировываются с образованием различных молекул и соединений и выделением или поглощением энергии ». В силу этого атомы могут использоваться в самых различных соединениях и запас их никогда не истощается. Так происходит...
1537 Слова | 7 Стр.
Природа
Природа как объект философского осмысления История человеческого общества в определённом смысле являет картину его изменяющегося взаимодействия с природой . Но общество не существовало изначально. Являясь частью природы , человек в процессе труда и общения формировался как социальное существо. Этот процесс имеет своим началом выделение человека из животного мира. В силу вступает естественный и социальный отбор. Выживали те, кот подчинялись определённым социально значимым требованиям: сплоченности...
1605 Слова | 7 Стр.
Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ. БИОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ АТОМОВ. Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов , который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами. В природе существует теснейшая взаимосвязь между всеми живыми организмами: зелеными растениями, животными, бактериями, грибами. Эта взаимосвязь реализуется через потоки вещества и энергии и может быть представлена в виде схемы: Потоки...
625 Слова | 3 Стр.
Круговорот фосфора
Реферат на тему: КРУГОВОРОТ ФОСФОРА В ПРИРОДЕ Кемерово 2011 СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Фосфорсодержащие соединения 2. Круговорот фосфора 3. Вмешательство человека в круговорот фосфора Заключение Список литературы ВВЕДЕНИЕ В настоящее время стихийное развитие взаимоотношений с природой представляет опасность для существования не...
3022 Слова | 13 Стр.
Человек является разумной частью живой природы
Человек является разумной частью живой природы , и поэтому именно ему необходимо заботиться о ней: сохранять и приумножать ее богатства (воду, почву, полезные ископаемые), а также заботиться о флоре и фауне. Но сейчас, в основном, человеческая деятельность направлена на потребление и разрушение того, что у нас есть. Современная молодежь не сажает деревья, а только их ломает, мусор бросает там, где им хочется, а природный запас воды, плодородной земли и других ресурсов используют очень расточительно...
11167 Слова | 45 Стр.
Анализ схем кругооборота основных веществ в природе на прелмет изменения их цели антропогенной деятельности
веществ в природе на предмет изменения их цепи антропогенной деятельности» Содержание 1. Вступление………………………………………………………..3 стр. 2. Биогеохимические круговороты …………………………….......4 стр. 3. Круговорот веществ в биосфере...……….………………….......5 стр. 4. Круговорот углерода……………………………………………..6 стр. 5. Круговорот кислорода……………………………………………6 стр. 6. Круговорот азота………………………………………………….7 стр. 7. Круговорот фосфора……………………………………………...8 стр. 8. Круговорот серы…………………………………………………..9 стр. 9. Круговорот воды………………………………………………...
2883 Слова | 12 Стр.
Круговорот фосфора в природе
Круговорот фосфора в природе История «путешествий» фосфора на Земле, или, как говорят ученые-геохимики, его миграция, очень интересна и поучительна. Атомы фосфора, как и всех других элементов , постоянно участвуют в великом природном круговороте веществ. Фосфор – относительно редкий элемент . По данным академика А.Е.Ферсмана, его весовой кларк (процентное содержание элемента в земле) равен всего 0,12%. Фосфор – элемент , редко накапливающийся в больших количествах, и потому его относят к числу рассеянных...
1211 Слова | 5 Стр.
Философия природы. Коэволюционный императив и экологические ценности современной цивилизации
Введение Природа – материальный мир Вселенной, в сущности - основной объект изучения естественных наук. В быту слово «природа » часто употребляется в значении естественная среда обитания (всё, что не создано человеком). В предельно широком смысле оно обозначает весь мир в целом как бесконечное многообразие его конкретных проявлений. Очевидно, что в этом смысле понятие природы совпадает в своем содержании с такими научными и философскими категориями как "бытие", "Универсум", "реальность", "Вселенная"...
3296 Слова | 14 Стр.
Круговорот ахота в природе
Профессиональное Общеобразовательное Учреждение «Колледж Подмосковья». Реферат По дисциплине «Экология и природопользование» На тему: «Круговорот азота в природе .» Выполнил студент Группы ТОР-30 Сахаров А.О. 2016 Содержание Введение 1. Круговорот азота 2. Влияние хозяйственной деятельности человека на круговорот азота Введение Азот – газ, молекула которого состоит из двух атомов. Он содержится в атмосфере – на его долю...
3322 Слова | 14 Стр.
Круговорот веществ в биосфере
Глава I. Круговороты веществ в биосфере. Ключевымzобъектомzизученияzэкологииzявляется биосфера. Создателем современного учения о биосфере является выдающийся русский ученый академик В.И. Вернадский. Биосфера - сложная наружная оболочка Земли, в которой содержится вся совокупность живых организмов и та часть вещества планеты, которая находится в процессе непрерывного обмена с этими организмами. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей...
5655 Слова | 23 Стр.
Круговорот воды
государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» Кафедра геоэкологии реферат По дисциплине – Экология мегаполисов и промышленных агломераций Тема: «Круговорот воды» Выполнила: 11 1 (подпись) (Ф.И.О) Проверил: 1 ...
3454 Слова | 14 Стр.
Круговорот азота
(технический университет) Кафедра геоэкологии Реферат По дисциплине: Экология мегаполисов и промагломераций Тема: «Круговорот азота» Выполнила: студентка гр. ИЗ-07-1 /Муравьева А.А./ Проверил: доцент /Исаков А.Е./ Санкт-Петербург 2009 г. Содержание Введение1. Круговорот азота2. Влияние хозяйственной деятельности человека на круговорот азотаСписок литературы Введение Азот – газ, молекула которого состоит из двух атомов. Он содержится в атмосфере...
3410 Слова | 14 Стр.
круговорот азота
ОГБПОУ «Рязанский медицинский колледж» Реферат По дисциплине: Биология Тема: «Круговорот азота» Выполнила студентка группы с/д 6201 Расторгуева Наталья Проверила: Пчелинцева Наталья Михайловна Рязань 2015 Содержание: Введение…………………………………………………………………………………………………………………3 1. Круговорот азота……………………………………………………………………………………….4-7 1.1 Азот и растения………………………………………………………………………………………..8-9...
4460 Слова | 18 Стр.
Философия природы
Минск 2011 Тема №24 Философия природы . Коэволюционный императив и экологические ценности современной цивилизации. План 1. Введение. 2. Понятие природы . Эволюция представлений о природе в философии и науке. Понятие естественной и искусственной среды обитания. 3. Самоорганизация и развитие природы . Понятие биосферы и ноосферы (В. И. Вернадский). 4. Коэволюционный...
4912 Слова | 20 Стр.
роль природы в становлении и развитии человечества
План: Введение Роль природы в жизни человека и общества Роль природы в развитии человека с исторической точки зрения Периоды взаимодействия природы и человека Отношение человека к природе в разные этапы его развития Современное осознание проблем взаимоотношений человека и природы Ошибочные тенденции в природопользовании Гармонизация отношений природы и человека. Ноосфера Заключение Список использованной литературы Введение...
2888 Слова | 12 Стр.
углерод в природе
существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. В настоящее время стихийное развитие взаимоотношений с природой представляет опасность для существования не только отдельных объектов, территорий, стран и т. п., но и для всего человечества. Это объясняется тем, что человек тесно связан с живой природой происхождением, материальными и духовными потребностями, но, в отличие от других организмов, эти связи приняли такие масштабы и формы, что это может привести...
3030 Слова | 13 Стр.
Сообщение о взаимодействии человека и природы
Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротов веществ и энергии. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит биологические потребности человека, что и является основной причиной современного экологического кризиса (высокий уровень и быстрое нарастание антропогенной нагрузки на окружающую природную среду). Сегодня...
512 Слова | 3 Стр.
Философия природы
5. Сущность учения о ноосфере и его создатель. 6. “Глобальные проблемы” человечества. 7. Общие подходы к решению экологических проблем. Гармония между обществом и природой . 8. Список литературы 1. Определение культуры...
3129 Слова | 13 Стр.
Химический состав. Основные формы нахождения химических элементов в земной коре.
Западно-Казахстанский государственный университет им. М.Утемисова Реферат Химический состав. Основные формы нахождения химических элементов в земной коре. Подготовила: Студентка группы Эко-22 Кучкина А.А. Проверил: Чекалин С.Г. г. Уральск, 2016 год Содержание: Введение 1. Относительное содержание химических элементов в земной коре 2. Формы нахождения химических элементов в земной коре Выводы Литература Введение Земная кора – внешняя оболочка литосферы. Ее плотность примерно в два раза меньше...
2685 Слова | 11 Стр.
Роль животных в круговороте веществ в природе и жизни человека
животных в круговороте веществ в природе и жизни человека 2. Причины исчезновения видов Oхрана вымирающих видов. Законодательное обеспечение 3. природопользования и охраны окружающей среды в Приднестровской Молдавской Республике Список литературы 1. Роль животных в круговороте веществ в природе и жизни человека Животный мир представляет собой важную часть биосферы нашей планеты. Вместе с растениями животные играют исключительную роль в миграции химических элементов , которая...
3317 Слова | 14 Стр.
Вода в природе
на Земле, поэтому без воды не может существовать ни один из их видов. Велико значение воды и в повседневной практической деятельности человека. Важная роль воды всецело связана с её способностью растворять различные вещества, встречающиеся в природе , и образовывать сложные растворы солей, газов и органических веществ с разными свойствами. Перенос растворенных водой веществ ведет к образованию отложений в морях и бессточных бассейнах, способствует перераспределению солей на поверхности Земли....
739 Слова | 3 Стр.
Практическое значение биосферы и ее элементов
тему: Практичне значення біосфери та її елементів Виконала: Студентка гр. МУЕ-52 Бондаренко Світлана Перевірив: Попова М. О. Одеса, 2012 р. План Введение 3 1. Сущность биосферы и ее эволюция 5 2. Составляющие элементы биосферы 8 2.1 Атмосфера 8 2.2 Гидросфера 10 2.3 Литосфера 13 2.4 Живые организмы (живое вещество) 14 3. Процесс развития биосферы 18 4. Переход к ноосфере 20 Заключение 24 Список литературы 25 ...
4123 Слова | 17 Стр.
Виды и особенности антропогенных воздействий на природу.
МОСКОВСКИЙ ЭКОНОМИКО-ФИНАНСОВЫЙ ИНСТИТУТ Факультет: Банковское дело Дисциплина: Экология Курсовая работа Тема: Виды и особенности антропогенных воздействий на природу . Студент: Жучков Михаил Юрьевич Москва 2006 План 1. Введение. 2. Современное состояние природной среды. 3. Атмосфера – внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы. 4. Почва – важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы. 5. Вода – основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение...
6219 Слова | 25 Стр.
Экология природы
1. Действие абиотических факторов на уровне экосистемы. Природная среда включает в себя все элементы живой и неживой природы , в которой существуют организмы, популяции и природные сообщества. Отдельные факторы среды, оказывающие на их свойства и состояние прямое или косвенное влияние, называют экологическими факторами. В природе каждый вид в процессе эволюции приспосабливается к определённым изменениям экологических факторов и сам воздействует на окружающую...
2979 Слова | 12 Стр.
Основы экологии и охраны природы
ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения РФ» Кафедра гигиены Контрольная работа по ОСНОВАМ ЭКОЛОГИИ И ОХРАНЫ ПРИРОДЫ Среда обитания как фактор риска здоровью населения Выполнила: Студентка IV курса гр.43-з фармацевтического факультета Чертаганова (Лобанова) Н.Н. Н.Новгород 2015 ПЛАН: Введение………………………………………………………………………………..3 1. Экологический кризис, причины, характерные особенности……………... 3 2. Эколого-гигиеническая характеристика...
2982 Слова | 12 Стр.
Сохранение экологического равновесия в природе – важнейшая задача человечества.
области. Институт пищевых технологий и дизайна - ГБОУ ВПО Нижегородский государственный инженерно-экономический институт. Кафедра Математических и Естественно-научных дисциплин. Реферат на тему: Сохранение экологического равновесия в природе – важнейшая задача человечества. Выполнил: Студент группы ТВ-13 Палицына Дарья Владимировна. Проверил: Жадаев А.Ю., Преподаватель. Нижний Новгород 2013 Оглавление: стр. ...
4407 Слова | 18 Стр.
«Гидросфера как элемент биосферы и природный ресурс. Экологические проблемы мирового океана. Негативные последствия создания крупных
Университет Курс общей гигиены и экологии СРС На тему: «Гидросфера как элемент биосферы и природный ресурс. Экологические проблемы мирового океана. Негативные последствия создания крупных водохранилищ». Выполнила: ст.гр.1-076 ОМ Искакова Алия Проверила: доцент Коваленко Л. М. Караганда 2013 г. Содержание 1. Введение…………………………………………………………………….3 2. Характеристика гидросферы как одного из элементов биосферы...........4 3. Основные экологические проблемы гидросферы........
2814 Слова | 12 Стр.
Организация и самоорганизация в живой природе
совокупности действий, ведущих к созданию устойчивых, производственных и межличностных отношений в коллективе на основе свободного выбора принятых правил и процедур. Как явление самоорганизация представляет собой набор элементов , служащих для реализации программы или цели. К таким элементам относятся неформальные структуры управления, участники этого процесса, ресурсы и т.д. Самоорганизация может быть личной и коллективной. Личная самоорганизация реализуется: в планировании организации рабочего дня...
4058 Слова | 17 Стр.
Человек в гармонии с природой
Введение………………………………………………………………...................3 Глава 1.Природа – источник жизни, материального и духовного……………. 6 Глава 2.Концепции отношения общества к природе … ……..………..……9 Глава 3. Пути решения экологических проблем………………..………………9 Глава 4. Законы развития природы ………………………….………..…….17 Заключение…………………………………………………………………….....26 Список литературы………………………..……………………..........................28 Введение Я выбрала тему своего реферата: человек в гармонии с природой , для того чтобы выявить как люди должны...
5833 Слова | 24 Стр.
Современные проблемы экологического состояния природы
экологического состояния природы 2. Виды загрязнения окружающей среды 3. Мероприятия по защите окружающей среды 4. Правовые основы охраны окружающей среды Заключение Список литературы Введение Проблема охраны окружающей среды в конце XX столетия стала одной из острейших во всех государствах и достигла максимального пика в наиболее развитых странах, где прямое и косвенное воздействие на природу приобрело довольно широкие масштабы. Последствия вмешательства человека во все сферы природы нельзя игнорировать...
4092 Слова | 17 Стр.
Живые индикаторы загрязнения природы
Живые индикаторы загрязнений природы . Защита окружающей среды от промышленных загрязнений - «тема века». Этот вопрос не волнует сейчас разве только тех, кто не представляет, насколько загрязнения опасны для здоровья планеты. Чтобы поставить им надежный заслон, необходим чёткий контроль за состоянием окружающей среды, нужны приборы, которые вовремя подскажут нам о сдвигах экологического равновесия в природе . Физики и химики создали сейчас самые совершенные аналитические приборы. Многие из них...
Глобальный круговорот в о ды
Круговороты воды и СО2 в глобальном масштабе представляют собой, вероятно, самые важные для человечества биогеохимические круговороты. Для обоих характерны небольшие, но весьма подвижные фонды в атмосфере, высокочувствительные с нарушениям, которые вызываются деятельностью человека и которые могут влиять на погоду и климат.
Несмотря на то, что вода участвует в химических реакциях, из которых слагается и фотосинтез, большая часть потока воды, проходящего через экосистему, связана с испарением, транспирацией (испарение растениями) и выпадением осадков.
Круговорот воды, или гидрологический цикл, как и любой другой круговорот, приводится в движение энергией. Поглощение световой энергии жидкой водой представляет собой главную точку, в которой источник энергии сопряжен с круговоротом воды. По оценкам, около трети всей поступающей на Землю солнечной энергии затрачивается на приведение в движение круговорота воды.
Более 90 % имеющейся на земном шаре воды связано в горных породах, образующих земную кору, и в отложениях (льда и снега) на поверхности Земли. Эта вода вступает в происходящий в экосистеме гидрологический цикл очень редко: лишь при вулканических выбросах водяных паров. Таким образом, большие запасы воды, имеющиеся в земной коре, вносят весьма незначительный вклад в передвижение воды вблизи поверхности Земли, составляя основу резервного фонда этого круговорота.
Фонд воды в атмосфере невелик (составляет около 3%). Вода, содержащаяся в воздухе в виде пара в любой данный момент, соответствует в среднем слою толщиной 2,5 см, равномерно распределенному по поверхности Земли. Количество осадков, выпадающих за год, составляет в среднем 65 см, что в 25 раз больше того количества влаги, которое содержится в атмосфере в любой данный момент. Следовательно, водяные пары, постоянно содержащиеся в атмосфере, так называемый атмосферный фонд, ежегодно совершают круговорот 25 раз. Соответственно время переноса воды в атмосфере равно в среднем двум неделям.
Содержание воды в почве, реках, озерах и океанах в сотни тысяч раз больше, чем в атмосфере. Однако она протекает через оба эти фонда с одинаковой скоростью, поскольку испарение сбалансировано с выпадением осадков. Среднее время переноса воды в ее жидкой фазе по поверхности Земли, равное 3650 годам, в 105 раз больше, чем время ее переноса в атмосфере.
Особое внимание следует обратить на следующие аспекты круговорота воды:
- Море теряет из-за испарения больше воды, чем получает с осадками; на суше ситуация противоположная. Т.о. значительная часть осадков, поддерживающих экосистемы суши, в том числе большинство агроэкосистем, состоит из воды, испаренной из моря.
- Важная, если не главная роль транспирации растений в общей эвапотранспирации (испарении) с суши. Влияние, оказываемое растительностью на движение воды, выявляется лучше всего при удалении растительности. Так экспериментальная вырубка всех деревьев в бассейнах небольших рек увеличивает сток воды в реки, дренирующие расчищенные участки, более чем на 200%. В нормальных условиях этот излишек в виде водяного пара траспирировался бы непосредственно в атмосферу.
- Хотя поверхностный сток пополняет резервуары грунтовых вод и сам пополняется от них, эти величины имеют обратную зависимость. В результате деятельности человека (покрытия земной поверхности непроницаемыми для воды материалами, создания водохранилищ на реках, строительства оросительных систем, уплотнения пахотных земель, сведения лесов и т.д.) сток увеличивается и пополнение столь важного фонда грунтовых вод сокращается. Во многих засушливых районах резервуары грунтовых вод сейчас быстрее выкачиваются человеком, чем пополняются природой.
Биогеохимические циклы углерода, азота и кислорода наиболее совершенны. Благодаря большим атмосферным резервам, они способны к быстрой саморегуляции.
Глобальный круговорот углерода
В круговороте углерода, а точнее наиболее подвижной его формы СО2, четко прослеживается трофическая цепь: продуценты, улавливающие углерод из атмосферы при фотосинтезе, консументы поглощающие углерод вместе с телами продуцентов и консументов низших порядков, редуцентов возвращающих углерод вновь в круговорот. В биологическом круговороте углерода участвуют только органические соединения и диоксид углерода. Весь ассимилированный в процессе фотосинтеза углерод включается в углеводы, а в процессе дыхания углерод, содержащийся в органических соединениях, превращается в диоксид углерода.
Обширные фонды углерода неорганического происхождения - атмосферный диоксид углерода, растворенный диоксид углерода (главным образом в форме HCO3-), угольная кислота и карбонатные отложения - участвуют в круговороте углерода в различной степени. Обмен между углеродом, содержащимся в изверженных породах, отложениях карбоната кальция, каменном угле и нефти, и другими более активными его фондами происходит настолько медленно, что влияние этого углерода на краткосрочное функционирование экосистем незначительно.
В круговороте СО2 атмосферный фонд очень невелик, в сравнении с запасами углерода в океанах, в ископаемом топливе и других резервуарах земной коры. Полагают, что до наступления индустриальной эры потоки углерода между атмосферой, материками и океанами были сбалансированы.
В основе этого баланса лежит регулирующая деятельность зеленых растений и поглощающая способность карбонатной системы моря. Когда более 2 млрд. лет назад на Земле появилась жизнь, атмосфера состояла из вулканических газов. В ней было много СО2 и мало кислорода (а быть может, его не было совсем), и первые организмы были анаэробными. В результате того, что продукция в среднем слегка превосходила дыхание, за геологическое время в атмосфере накопился кислород и уменьшилось содержание СО2. Накоплению кислорода способствовали также геологические и чисто химические процессы, например высвобождение его из оксидов железа или образование восстановленных соединений азота и расщепление воды ультрафиолетовым излучением с выделением кислорода. Низкое содержание СО2 , также как высокие концентрации О2 служат лимитирующими факторами для фотосинтеза: для большинства растений характерно увеличение интенсивности фотосинтеза, если в эксперименте увеличивается содержание CО2 или понижается содержание О2. Таким образом, зеленые растения оказываются весьма чувствительным регулятором содержания этих газов.
Фотосинтезирующий "зеленый пояс" Земли и карбонатная система моря поддерживают постоянный уровень содержания СО2 в атмосфере. Но в последнем столетии стремительно возрастающее потребление горючих ископаемых вместе с уменьшением поглотительной способности "зеленого пояса" начинает превосходить возможности природного контроля, так что содержание СО2 в атмосфере, сейчас постепенно возрастает. Действительно, наибольшим изменениям подвержены потоки веществ на входе и на выходе небольших обменных фондов. Полагают, что в начале промышленной революции (примерно 1800 г.) в атмосфере Земли содержалось около 290 частей СО2 на миллион (0,029 %). В 1958 г., когда были впервые проведены точные измерения, содержание составило 315, а в 1960 г. оно выросло до 335 частей на миллион. Если концентрация вдвое превысит доиндустриальный уровень, что может случишься к середине будущего века, вероятно потепление климата Земли: температура в среднем повысится на 1,5 - 4,5°С, и это наряду с подъемом уровня моря (в результате таяния полярных шапок) и изменением распределения осадков может погубить сельское хозяйство.
Считают, что в следующем веке может установиться новое, но ненадежное равновесие между увеличением содержания СО2 (способствующего разогреву Земли) и усилением загрязнения атмосферы пылью и другими частицами, отражающими излучение и этим охлаждающими планету. Любое значительное результирующее изменение теплового бюджета Земли тогда повлияет на климат.
Основным источником поступления "парникового газа" СО2 считается сжигание горючих ископаемых, однако свой вклад вносят также развитие сельского хозяйства и сведение лесов. Может показаться удивительным, что сельское хозяйство в конечном счете приводит к потере СО2 из почвы (то есть вносит в атмосферу больше, чем забирает оттуда), но дело в том, что фиксация СО2 сельскохозяйственными культурами, многие из которых активны лишь часть года, не компенсирует количества СО2, высвобождающееся из почвы, особенно в результате частой вспашки. Леса - важные накопители углерода, так как в биомассе лесов содержится в 1,5 раза, а в лесном гумусе - в 4 раза больше углерода, чем в атмосфере. Сведение леса, разумеется, может высвободить углерод, накопленный в древесине, особенно если она немедленно сжигается. Уничтожение леса, особенно при последующем использовании этих земель для сельского хозяйства или строительства городов, приводит к окислению гумуса.
Кроме СО2 в атмосфере присутствуют в небольших количествах еще два соединения углерода: оксид углерода (СО)- примерно 0,1 части на миллион и метан (СH4) - около 1,6 части на миллион. Как и СО2 , эти соединения находятся в быстром круговороте и поэтому имеют небольшое время пребывания в атмосфере - около 0,1 года для СО; 3,6 года для СH4 и 4 года для СО2.
И СО, и СH4 образуются при неполном или анаэробном разложении органического вещества; в атмосфере оба окисляются до СО2. Столько же СО, сколько попадает в атмосферу в результате естественного разложения, вносится в нее сейчас при неполном сгорании горючих ископаемых, особенно с выхлопными газами. Накопление монооксида углерода - этого смертельного яда для человека - в глобальном масштабе не представляет собой угрозы, но в городах, где воздух застаивается, повышение концентрации этого газа в атмосфере начинает становиться угрожающим, достигая 100 частей на миллион.
Производство метана - одна из важнейших функций водно-болотистых угодий и мелководных морей мира. Метан, как полагают, имеет полезную функцию: он поддерживает стабильность озонного слоя в верхней атмосфере, который блокирует смертельно опасное ультрафиолетовое излучение Солнца. Биотический кругооборот углерода составная часть большого кругооборота, он связан с жизнедеятельностью организмов. Скорость оборота СО2 составляет порядка 300 лет (полная замена его в атмосфере).
Круговорот кислорода
Вторым по содержанию в атмосфере после азота является кислород, составляющий 20,95% ее по объему. Гораздо большее его количество находится в связанном состоянии в молекулах воды, в солях, а также в оксидах и других твердых породах земной коры, однако к этому огромному фонду кислорода экосистема не имеет непосредственного доступа. Время переноса кислорода в атмосфере составляет около 2500 лет, если пренебречь обменом кислорода между атмосферой и поверхностными водами. В первичной атмосфере земли содержание О2 было очень низким, однако с появлением фотосинтезирующих организмов он стал важной составляющей атмосферы. На протяжении мн. млн лет концентрация О2 в атмосфере постепенно возрастала, достигнув к наст, времени 21% (по объему). Практически весь О2 был образован в результате фотосинтеза цианобактериями, а впоследствии и зелеными растениями. Удаление кислорода из атмосферы происходит в результате его поглощения живыми организмами при аэробном дыхании, при сжигании ископаемого топлива и при образовании оксидов (окислов). При дыхании и сжигании ископаемого топлива образуется углекислый газ (диоксид углерода, СО2), который вновь используется в фотосинтезе процессе, приводящем, в свою очередь, к высвобождению кислорода в атмосферу, завершая, таким образом, цикл. Круговорот кислорода в природе аналогичен в основном круговороту углерода в природе.
Биогеохимический цикл азота .
Безусловно, цикл азота один из самых сложных и одновременно самых уязвимых круговоротов (рис.). Несмотря на большое число участвующих в нем организмов, он обеспечивает быструю циркуляцию азота в различных экосистемах. Как правило, в количественном отношении азот следует за углеродом, вместе с которым он участвует в образовании белковых соединений. Азот, входящий в состав белков и других азотсодержащих соединений, переводится из органической формы в неорганическую в результате деятельности ряда хемотрофных бактерий. Каждый вид бактерий выполняет свою часть работы, окисляя аммоний до нитритов и далее до нитратов. Однако нитраты, доступные для растений, «ускользают» от них в результате деятельности денитрифицирующих бактерий, которые восстанавливают нитраты до молекулярного азота.
Цикл азота характеризуется обширным резервным фондом в атмосфере. Воздух по объему почти на 80 % состоит из молекулярного азота (N2) и представляет собой крупнейший резервуар этого элемента. В то же время недостаточное содержание азота в почве часто лимитирует продуктивность отдельных видов растений и всей экосистемы в целом. Все живые организмы нуждаются в азоте, используя его в различных формах для образования белка и нуклеиновых кислот. Но лишь немногие микроорганизмы могут использовать газообразный азот из атмосферы. К счастью, фиксирующие азот микроорганизмы преобразуют молекулярный азот в доступные растениям ионы аммония. Кроме того, в атмосфере постоянно происходит образование нитратов неорганическим путем, но это явление играет лишь вспомогательную роль по сравнению с деятельностью нитрифицирующих организмов.
Биогеохимические циклы фосфора и серы
Биогеохимические циклы фосфора и серы, важнейших биогенных элементов, значительно менее совершенны, так как основная их масса содержится в резервном фонде земной коры, в «недоступном» фонде.
Круговорот серы и фосфора типичный осадочный биогеохимический цикл. Такие циклы легко нарушаются от различного рода воздействий и часть обмениваемого материала выходит из круговорота. Возвратиться опять в круговорот она может лишь в результате геологических процессов или путем извлечения живым веществом биофильных компонентов.
Фосфор
Фосфор содержится в горных породах, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. В биогеохимический круговорот (рис.) он может попасть в случае подъема этих пород из глубины земной коры на поверхность суши, в зону выветривания. Эрозионными процессами он выносится в море в виде широко известного минерала апатита.
Общий круговорот фосфора можно разделить на две части водную и наземную. В водных экосистемах он усваивается фитопланктоном и передается по трофической цепи вплоть до консументов третьего порядка морских птиц. Их экскременты (гуано) снова попадают в море и вступают в круговорот, либо накапливаются на берегу и смываются в море.
Из отмирающих морских животных, особенно рыб, фосфор снова попадает в море и в круговорот, но часть скелетов рыб достигает больших глубин и заключенный в них фосфор снова попадает в осадочные породы.
В наземных экосистемах фосфор извлекают растения из почв и далее он распространяется по трофической сети. Возвращается в почву после отмирания животных и растений и с их экскрементами. Теряется фосфор из почв в результате их водной эрозии. Повышенное содержание фосфора на водных путях его переноса вызывает бурное увеличение биомассы водных растений, «цветение» водоемов и их эвтрофикацию. Большая же часть фосфора уносится в море и там теряется безвозвратно.
Последнее обстоятельство может привести к истощению запасов фосфорсодержащих руд (фосфоритов, апатитов и др.). Следовательно, надо стремиться избежать этих потерь и не ожидать того времени, когда Земля вернет на сушу «потерянные отложения».
Сера
Сера также имеет основной резервный фонд в отложениях и почве, но в отличие от фосфора у нее есть резервный фонд и в атмосфере (рис.). В обменном фонде главная роль принадлежит микроорганизмам. Одни из них восстановители, другие окислители.
В горных породах сера встречается в виде сульфидов (FeS2 и др.), в растворах в форме иона (S042~), в газообразной фазе в виде сероводорода (H2S) или сернистого газа (S02). В некоторых организмах сера накапливается в чистом виде (S2) и при их отмирании на дне морей образуются залежи самородной серы.
В морской среде сульфат-ион занимает второе место по содержанию после хлора и является основной доступной формой серы, которая восстанавливается автотрофами и включается в состав аминокислот.
Круговорот серы, хотя ее требуется организмам в небольших количествах, является ключевым в общем процессе продуцирования и разложения (Ю. Одум, 1986). Например, при образовании сульфидов железа фосфор переходит в растворимую форму, доступную для организмов.
В наземных экосистемах сера возвращается в почву при отмирании растений, захватывается микроорганизмами, которые восстанавливают ее до H2S. Другие организмы и воздействие самого кислорода приводят к окислению этих продуктов. Образовавшиеся сульфаты растворяются и поглощаются растениями из поровых растворов почвы так продолжается круговорот.
Однако круговорот серы, так же как и азота, может быть нарушен вмешательством человека и виной тому прежде всего сжигание ископаемого топлива, а особенно угля. Сернистый газ (S02t) нарушает процессы фотосинтеза и приводит к гибели растительности.
Биогеохимические циклы легко нарушаются человеком. Так, добывая минеральные удобрения, он загрязняет воду и воздушную среду. В воду попадает фосфор, вызывая эвтрофикацию, образуются азотистые высокотоксичные соединения и др. Иными словами, круговорот становится не циклическим, а ациклическим. Охрана природных ресурсов должна быть, в частности, направлена на то, чтобы ациклические биогеохимические процессы превратить в циклические.
Таким образом, всеобщий гомеостаз биосферы зависит от стабильности биогеохимического круговорота веществ в природе. Но являясь планетарной экосистемой, она состоит из экосистем всех уровней, поэтому первоочередное значение для ее гомеостаза имеют целостность и устойчивость природных экосистем.
Между литосферой, гидросферой, атмосферой и живыми организмами Земли постоянно происходит обмен химическими элементами. Этот процесс имеет циклический характер: переместившись из одной сферы в другую, элементы вновь возвращаются в первоначальное состояние. Круговорот элементов имел место в течение всей истории Земли, насчитывающей 4,5 млрд. лет.
Гигантские массы химических веществ переносятся водами Мирового океана. В первую очередь это относится к растворенным газам - диоксиду углерода, кислороду, азоту. Холодная вода высоких широт растворяет газы атмосферы. Поступая с океаническими течениями в тропический пояс, она их выделяет, так как растворимость газов при нагревании уменьшается. Поглощение и выделение газов происходит также при смене теплых и холодных сезонов года.
Огромное влияние на природные циклы некоторых элементов оказало появление жизни на планете. Это, в первую очередь, относится к круговороту главных элементов органического вещества - углерода, водорода и кислорода, а также таких жизненно важных элементов как азот, сера и фосфор. Живые организмы оказывают влияние и на круговорот многих металлических элементов. Несмотря на то, что суммарная масса живых организмов Земли меньше массы земной коры в миллионы раз, растения и животные играют важнейшую роль в перемещении химических элементов.
Деятельность человека также оказывает влияние на круговорот элементов. Особенно заметным оно стало в последнее столетие. При рассмотрении химических аспектов глобальных изменений в круговоротах химических элементов следует учитывать не только изменения в природных круговоротах за счет добавления или удаления присутствующих в них химических веществ в результате обычных циклических или вызванных человеком воздействий, но и поступление в окружающую среду химических веществ, ранее не существовавших в природе. Рассмотрим один из наиболее важных примеров циклического перемещения и миграции химических элементов.
Углерод - основной элемент жизни - содержится в атмосфере в виде диоксида углерода. В океане и пресных водах Земли углерод находится в двух главных формах: в составе органического вещества и в составе взаимосвязанных неорганических частиц: гидрокарбонат-иона - , карбонат иона и растворенного диоксида углерода . Большое количество углерода сосредоточено в виде органических соединений в животных и растениях. Много "неживого" органического вещества имеется в почве. Углерод литосферы содержится также в карбонатных минералах (известняк, доломит, мел, мрамор). Часть углерода входит в состав нефти, каменного угля и природного газа.
Связующим звеном в природном круговороте углерода является диоксид углерода (рис. 1).
Упрощенная схема глобального цикла углерода. Числа в рамках отражают размеры резервуаров в миллиардах тонн - гигатоннах (Гт). Стрелки показывают потоки, а связанные с ними числа выражены в Гт/год.
Самыми крупными резервуарами углерода являются морские отложения и осадочные породы на суше. Однако большая часть этого вещества не взаимодействует с атмосферой, а подвергается круговороту через твердую часть Земли в геологических временных масштабах. Поэтому эти резервуары играют лишь второстепенную роль в сравнительно быстром цикле углерода, протекающем с участием атмосферы. Следующим по величине резервуаром является морская вода. Но и здесь глубинная часть океанов, где содержится основное количество углерода, не взаимодействует с атмосферой так быстро, как их поверхность. Самыми маленькими резервуарами являются биосфера суши и атмосфера. Именно небольшой размер последнего резервуара делает его чувствительным даже к незначительным изменениям процентного содержания углерода в других (больших) резервуарах, например, при сжигании ископаемых топлив.
Современный глобальный цикл углерода состоит из двух меньших циклов. Первый из них заключается в связывании диоксида углерода в ходе фотосинтеза и новом образовании его в процессе жизнедеятельности растений и животных, а также при разложении органических остатков. Второй цикл обусловлен взаимодействием диоксида углерода атмосферы и природных вод:
В последнее столетие в углеродный цикл существенные изменения внесла хозяйственная деятельность человека. Сжигание ископаемого топлива - угля, нефти и газа - привело к увеличению поступления диоксида углерода в атмосферу. Это не очень сильно влияет на распределение масс углерода между оболочками Земли, но может иметь серьезные последствия из-за усиления парникового эффекта.