Классификация и краткая характеристика абиотических факторов среды

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 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.  В основном он происходит между атмосферой и живыми организмами.

Потребление атмосферного  кислорода  и  его  возмещение  растениями  в процессе фотосинтеза осуществляется  довольно  быстро.  Расчёты  показывают, что для полного обновления  всего  атмосферного  кислорода  требуется  около двух тысяч лет.  С  другой  стороны,  для  того,  чтобы  все  молекулы  воды гидросферы  были  подвергнуты  фотолизу   и   вновь   синтезированы   живыми организмами,  необходимо  два  миллиона  лет.   Большая   часть   кислорода, вырабатываемого в течение геологических эпох, не оставалась в  атмосфере,  а фиксировалась литосферой в виде карбонатов, сульфатов, оксидов железа, и  её масса составляет 5,9*1016 т. Масса кислорода, циркулирующего  в  биосфере  в виде газа или  сульфатов,  растворённых  в  океанических  и  континентальных водах, в несколько раз меньше (0,4*1016 т).

Отметим, что, начиная  с  определённой  концентрации,  кислород  очень токсичен  для  клеток  и  тканей  (даже  у  аэробных  организмов).  А  живой анаэробный организм не может выдержать (это  было  доказано  ещё  в  прошлом веке Л. Пастером) концентрацию кислорода, превышающую атмосферную на 1%.

 

                             4. Круговорот воды.

Вода, как и воздух, - основной компонент,  необходимый  для  жизни.  В количественном   отношении   это   самая   распространённая   неорганическая составляющая живой материи. Семена растений, в которых  содержание  воды  не превышает 10%, относятся  к  формам  замедленной  жизни.  Такое  же  явление (ангидробиоз)  наблюдается у некоторых   видов   животных,   которые   при неблагоприятных внешних условиях могут терять большую  часть  воды  в  своих тканях.

Вода в трёх  агрегатных  состояниях  присутствует  во  всех  составных частях биосферы: атмосфере, гидросфере и литосфере. Если  воду,  находящуюся в  различных   гидрогеологических   формах,   равномерно   распределить   по соответствующим  областям  земного  шара,  то  образуются   слои   следующей толщины: для Мирового океана 2700 м, для ледников 100 м, для  подземных  вод 15 м, для поверхностных пресных вод 0,4 м, для атмосферной влаги 0,03 м.

Основную роль в циркуляции и  биогеохимическом круговороте воды  играет атмосферная  влага,  несмотря  на  относительно  малую  толщину   её   слоя.

Атмосферная влага распределена  по  Земле  неравномерно,  что  обуславливает большие различия в количестве осадков в  разных  районах  биосферы.  Среднее содержание  водяного  пара  в  атмосфере   изменяется   в   зависимости   от географической широты. Например, на Северном полюсе  оно равно 2,5  мм  (в столбе воздуха с поперечным сечением 1 см2), на экваторе - 45 мм.

О механизме гидрогеологического  цикла было сказано выше  –  в  разделе касающемся описания особенностей гидросферы. Вода, выпавшая на сушу,  затем расходуется  на  просачивание  (или   инфильтрацию),   испарение   и   сток.

Просачивание особенно важно для  наземных  экосистем,  так  как  способствует снабжению почвы водой. В процессе инфильтрации вода поступает  в  водоносные горизонты и подземные реки.  Испарение с поверхности почвы также играет важную роль в водном режиме  местности,  но  более  значительное  количество воды  выделяют  сами  растения  своей  листвой.  Причём   количество   воды, выделяемое растениями, тем больше, чем лучше они  ею  снабжаются.  Растения, производящие одну тонну растительной массы,  поглощают  как  минимум  100  т воды.

Главную роль  в  круговороте  воды  на  континентах  играет  суммарное испарение (деревья и почва).

Последняя составляющая круговорота воды на суше – сток.  Поверхностный сток и  ресурсы  подземных  водоносных  слоёв  обеспечивают  питание  водных потоков. Вместе с тем при уменьшении плотности  растительного  покрова  сток становится основной причиной эрозии почвы.

Как уже отмечалось, вода участвует и в  биологическом  цикле,  являясь источником кислорода и  водорода.  Однако  фотолиз  её  при  фотосинтезе  не играет существенной роли в процессе круговорота.

 

              5. Антропогенные воздействия на  окружающую среду.

Проблемы народонаселения и ресурсов биосферы тесно связаны с реакциями окружающей  природной  среды  на  антропогенные  воздействия.   Естественное экологически сбалансированное состояние  окружающей  среды  обычно  называют нормальным. Это состояние, при котором отдельные группы организмов  биосферы взаимодействуют  друг  с  другом  и  с  абиотической  средой  без  нарушения равновесия круговоротов веществ и потоков энергии в  пределах  определённого геологического  периода,  обусловлено   нормальным   протеканием   природных процессов во всех геосферах.

Природные процессы могут  иметь  катастрофический  характер,  например извержения  вулканов,  землетрясения,   наводнения,   что,   однако,   также составляет «норму» природы. Эти и другие природные  процессы  постепенно,  с геологической  скоростью,  эволюционируют  и  в  то  же  время   в   течение тысячелетий  (на  протяжении  одного  геологического  периода)  остаются   в квазистатическом  сбалансированном  состоянии.  При   этом   квазистатически протекают  малый  (биологический)  и  большой  (геологический)   круговороты веществ и  устанавливаются  квазистатические  энергетические  балансы  между различными геосферами и космосом, что объединяет  природу  в  единое  целое.

Круговороты веществ  и  энергии  в  биосфере  характеризуются  определёнными количественными параметрами, которые квазистатичны и специфичны для  данного геологического  периода  и  для  каждого  элемента  земной   поверхности   в соответствии с их географией.

Обычно  в  качестве основных  параметров,  характеризующих состояние окружающей природной среды, выделяют следующие:

     1. Энергетический:

Е = Е0 + (Е, где Е0 – запас  энергии в системе в момент времени t0;

(Е – энергетический  баланс системы за время (t, т.е. в период от t = t0 до t = t0 + (t .

     2. Водный:

W = W0 + (W, где W0 – запас воды в системе в момент времени t0;

(W – водный баланс  системы за время (t, т.е. в  период от t =  t0 до t = t0 + (t .

     3. Биологический:

В = В0 + (Вв - (Вm, где B0 –  начальная биомасса;

(Вв – биологическая  продуктивность;

(Вm – минерализация  органики за время (t .

     4. Биогеохимический:

G = G0 + (Gв - (Gg, где G0 –  запас химических элементов в  системе;

(Gв и (Gg – изменение   запаса  химических  элементов   вследствие биологического и геологического круговоротов веществ.

Эти параметры состояния  окружающей  среды  могут  быть  количественно определены  экспериментальным  путём  для  каждой  точки,  района,  крупного региона, природной зоны или ландшафтно-географического пояса,  наконец,  для земного  шара  в  целом;  они  количественно   характеризуют   состояние   и пространственную неоднородность среды.

Геохимический параметр состояния окружающей  среды  также  существенно изменился,   особенно   в   отношении   биологического   и    геологического круговоротов. Под  влиянием  человеческой  деятельности  происходят  большие изменения в распределении  химических  элементов  в  биосфере,  природная  и антропогенная трансформация веществ, а также  переход  химических  элементов из одних соединений в другие.  Природный  биологический  круговорот  веществ нарушен человеком на площади, достигающей почти  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 факторы:

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

     2. Перемещение  огромных масс земной коры;

     3. Извлечение  из недр значительных количеств  руд,  горючих  и  других 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.

Таким образом, исследование изменений параметров состояния  окружающей природной среды (хотя и на качественном уровне) позволяет сделать  вывод  об отсутствии в настоящее время глобального экологического  кризиса.  В  то  же время есть все основания считать теперешнее состояние биосферы нарушенным  и аномальным. Такое состояние может перейти в кризисное, если человечество  не проведёт специальные мероприятия по оздоровлению окружающей его среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Международное  сотрудничество в области охраны  природы.

 

Международное сотрудничествов  охране окружающей среды

 

Международное сотрудничество - все направления и формы межгосударственных и межучрежденческих контактов - в области охраны окружающей природной среды с 70-х гг. развивалось весьма активно. Оно стало более интенсивным как по линии прямого политического сотрудничества государств, так и по линии экономического, культурного и научно-технического сотрудничества в рамках правительственных и неправительственных организаций на всех уровнях.

Отношение государств, организаций, политических деятелей, ученых, представителей всех профессий и слоев населения  к охране окружающей среды стало более квалифицированным, научно обоснованным, сбалансированным. Это проявилось в том, что в многочисленных международно-правовых актах, принятых за последние десятилетия, в решениях и резолюциях международных организаций, конференций, совещаний, в планах, проектах и программах совместной деятельности, а также в конкретной практической природоохранительной работе регулярно уделяется должное внимание как защите отдельных природных объектов и экологических систем, так и разработке и осуществлению мер всесторонней охраны природной среды в целом.

 

1. МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВОЙ  МЕХАНИЗМ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ  МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА  В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ

Необходимость международного сотрудничества в области ООС диктуется все большей и большей экологической зависимостью всех стран друг от друга. Разрушение озонового слоя земли, загрязнение атмосферного воздуха, Мирового океана, пагубное влияние ядерных взрывов распространяются не только на те государства, где допускаются экологически опасные действия, но и на все мировое сообщество. По этому в настоящее время государства под эгидой ООН или на двухсторонней основе организуют взаимодействие с целью охраны среды обитания человека, растительного и животного мира. В основу такого взаимодействия положен ряд общепризнанных мировым сообществом принципов человеческой деятельности в области использования природной среды. Они содержатся отчасти в межгосударственных договорах и актах, в нормативных документах международных организаций и суммированы в решениях наиболее значительных международных конференций, полностью или частично посвященных охране окружающей среды и регулированию сотрудничества государств и народов в этой области.

Впервые принципы международного экологического сотрудничества были обобщены и объединены в декларации Стокгольмской конференции ООН по проблемам окружающей человека среды 1972 г., но наиболее полно они были изложены в декларации по окружающей среде и развитию, принятой Конференцией ООН, состоявшейся в июне 1992 г. в г. Рио-де-Жанейро (Бразилия).