Контрольная работа по «Экология». 2. 4

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО «УЛЬЯНОВСКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

ИНЖЕНЕРНЫЙ  ФАКУЛЬТЕТ 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По  дисциплине:

«Экология» 
 

                                                                                       выполнил студент 2 курса ССО З/О

                                                                    инженерного факультета

                                                                    специальность:190601

Шифр :100156                                                                  

 Кознов Федор Игорьевич

                                                                    проверил: Игнатова Т.Д. 
 
 
 

г. Ульяновск  2011г.

Оглавление

1.Определение и структура биосферы. Живое вещество биосферы. Геохимическая роль живого вещества в биосфере. 2

2.Пространственная структура биоценоза. 5

3. Природные ресурсы Земли как лимитирующий фактор выживания человека. 6

4. Экологическая обусловленность экономики. 7

5. Природные ресурсы и их использование. 8

6.Международное сотрудничество в области экологии. 12

Источники информации: 15 

1.Определение  и структура биосферы. Живое вещество  биосферы. Геохимическая  роль живого вещества  в биосфере.

Биосфера - совокупность всех живых организмов и их экологической среды в пределах планеты.

      Впервые, термин «биосфера» применил австрийский геолог Э.Зюсс, определяя им пространство органической жизни на Земле. И впоследствии биосферу определяли аналогично биотопу - как пространство на планете, заполненное жизнью.

      Выдающаяся  роль в развитии учения о  биосфере принадлежит великаому ученому Вернадскому В.И.. В своем классическом труде «Биосфера» он по существу переоткрыл это понятие, придав ему смысл и статус глобальной системы, в которой все живые организмы так взаимодействуют между собой и с окружающей средой, что оказывают определяющее влияние на планетарные геохимические и энергетические превращения.Вернадский подошел к такому пониманию со стороны геохимии. По его представлениям биосферу слагают три категории субстанций: 1)Живое вещество - совокупность всех живых организмов - микроорганизмов, растений и животных, их активная биомасса; живое вещество противопоставлено неживому, косному веществу - горным породам, минералам, никак не связанным с деятельностью живых организмов (изверженные и метаморфические породы земной коры, магматические руды, продукты их абиогенного преобразования и т.п.).

2)Биогенное вещество - мертвая органика, все формы детрита, торф, уголь, нефть и газ биогенного происхождения, а также осадочные карбонаты,

3)Биокосное вещество - смеси живого вещества и биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных пород).

      Вернадский  рассматривал земную кору как продукт деятельности прошлых биосфер, но современные теоретические подходы вносят поправку в представление о структуре и функциях биосферы. Значительная часть биогенных и биокосных веществ, заключенных в глубоких недрах (уголь, нефть, нефтеносные сланцы и др.), фактически выведена из текущего естественного биотического круговорота, хотя некоторое их количество искусственно вносится в оборот человеком. Поэтому, строго говоря, они не относятся к биосфере как таковой; ей присущи только те вещества и процессы, те элементы и характеристики, которые находятся под контролем современной глобальной биоты, но не компоненты природы, сложившиеся и захороненные в геологическом прошлом. Таким образом, к современной биосфере относится вся совокупность живых организмов (живое вещество) и все вещества литосферы, гидросферы и атмосферы, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами, т.е. современное «биогенное вещество».

      Живое вещество - совокупность всех живых организмов - микроорганизмов, растений и животных, их активная биомасса; живое вещество противопоставлено неживому, косному веществу - горным породам, минералам, никак не связанным с деятельностью живых организмов (изверженные и метаморфические породы земной коры, магматические руды, продукты их абиогенного преобразования и т.п.). Живое вещество почти целиком состоит из самых легких химических элементов, в основном неметаллов. Содержание легких металлов - Са, Na, К и Mg - в сумме, как правило, не превышает 1%. Живое вещество биосферы на 99,5% представлено биомассой наземных растений. Общее количество энергии, преобразуемое биотой биосферы за год, превышает 10²² Дж. Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей растения и другие организмы выполняют ряд фундаментальных биогеохимических функций планетарного масштаба . Выделяют пять основных функций живого вещества:

      1.Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной  энергии при фотосинтезе, а  химической энергии – путем  разложения энергонасыщенных веществ  и передаче энергии по пищевой  цепи разнородного живого вещества.

      2.Концентрационная. Избирательное накопление в ходе  жизнедеятельности определенных  видов вещества. Выделяют два  типа концентраций химических  элементов живым веществом: а)  массовое повышение концентраций  элементов в среде, насыщенной  этим элементов, например, серы  и железа много в живом веществе  в районах вулканизма; б) специфическую  концентрацию того или иного  элемента вне зависимости от  среды.

      3.Деструктивная.  Заключается в минерализации  необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического  вещества, вовлечении образовавшихся  веществ в биологический круговорот.

      4.Средообразующая.  Преобразование физико-химических  параметров среды (главным образом  за счет необиогенного вещества).

      5.Транспортная. Перенос вещества против силы  тяжести и в горизонтальном  направлении.

      Место человека в биосфере определяется прежде всего тем, что человек, ввиду  значительного отчуждения от остальной  живой природы, благодаря большой  численности и огромному надбиологическому  потреблению природных ресурсов, стал по существу главной причиной нарушения равновесия в природе.

      Составляя ничтожную часть массы планеты  и даже массы всей биосферы, оно  является мощнейшим геохимическим  и энергетическим фактором. Границы  биосферы обусловлены возможностями  жизни. Верхняя граница обусловлена  губительным действием ультрафиолета, нижняя — температурой земных недр. Основная масса организмов сосредоточена  в середине, главным образом на границе трех сред — атмосферы, литосферы  и гидросферы. Благодаря деятельности живого вещества изменился состав атмосферы, в частности, в результате процесса фотосинтеза в ней появился кислород (газовая функция живого вещества).

        Способность живого вещества  активно поглощать из внешней  среды и накапливать определенные  элементы приводит к образованию  скоплений углерода, кальция, кремния,  которые иначе бы равномерно  рассеялись по поверхности Земли  (концентрационная функция). Окислительно-восстановительная  функция живого вещества заключается  в его способности осуществлять  окислительные и восстановительные  химические реакции, почти невозможные  в неживой природе. Благодаря  живому веществу, в биосфере постоянно  осуществляется круговорот энергии  и многих химических элементов.

2.Пространственная  структура биоценоза.

Биоценоз - сообщество взаимодействующих организмов разной систематической принадлежности, совместно обитающих на каком-либо участке суши или водоема; население биотопа.

Популяции различных  видов биоценоза, подчиняясь соответствующим  природным закономерностям, располагаются  в пределах пространственных границ биотопа как по площади, так и  по высоте. Пространственная структура наземного биоценоза определяется закономерностью распределения надземных и подземных органов растительности по ярусам (расчленением растительных сообществ по высоте). Ярусное строение растительности (фитоценоза) позволяет максимально использовать лучистую энергию Солнца и зависит от теневыносливости растений. Ярусность хорошо выражена в лесах умеренного пояса. Так, например, в широколиственном лесу выделяются 5—6 ярусов:

 деревья первой, второй величины, подлесок, кустарник,  высокие травы, низкие (приземные)  травы.

Существуют  межъярусные растения — лишайники  на стволах и ветках, лианы и  др. Ярусность существует и в травянистых  сообществах лугов, степей, саванн.   Ярусное строение подземных органов определяется разной глубиной проникновения корневых систем. В каждом ярусе растительности преимущественно обитают свои животные из состава биоценоза. Также существует разделение птиц на экологические группы по месту их питания (воздух, листва, ствол, земля). Несмотря на то что каждый вид стремится обзавестись собственной нишей, некоторая межвидовая конкуренция между ними за доступные ресурсы неизбежна.

3. Природные ресурсы  Земли как лимитирующий  фактор выживания  человека.

В самом  общем виде, применительно к человеку, «ресурсы — это нечто, извлекаемое  из природной среды Земли для  удовлетворения своих потребностей и желаний». Потребности человека можно разделить на материальные и духовные. Природные ресурсы в прямом их применении в какой-то части удовлетворяют духовные потребности человека, являясь лимитирующим фактором, например, эстетические («красота природы»), рекреационные и т. п. Но главное их назначение — удовлетворять материальные потребности, т. е. создание материальных благ.

Природные (естественные) ресурсы — это природные объекты и явления, которые человек использует для создания материальных благ, обеспечивающих не только поддержание существования человечества, но и постепенное повышение качества жизни.

Природные объекты и явления — это  различные тела и силы природы, используемые человеком как ресурсы. Организмы, кроме человека и в значительной степени домашних животных, — черпают  живые энергетические ресурсы непосредственно  из окружающей среды, являясь частью биогеохимических циклов. Эти ресурсы по своему действию можно рассматривать и как экологические факторы, в том числе и как лимитирующие, например большая часть пищевых ресурсов.

Человек, благодаря своим все возрастающим материальным потребностям, не может  довольствоваться дарами природы только в той мере, при которой не должен нарушать ее равновесие, т. е. около 1% от ресурсов природной экосистемы, поэтому  ему приходится использовать и те природные ресурсы, которые накоплены  за миллиарды и миллионы лет в  недрах Земли и определяют ресурсную  экологическую функцию метосферы (Трофимов, Зилинг, 2002). Для создания материальных благ человеку необходимы металлы (железо, медь, алюмйний и др.) и неметаллическое сырье (глина, песок, минеральные удобрения и  др.), а также лесная продукция (строительный лес, для производства целлюлозы  и бумаги, и т. д.) и многое другое.

Иными словами, природные ресурсы, используемые человеком, многообразны, многообразны их назначение, происхождение, способы  использования и т. п. Это требует  определенной их систематизации.

4. Экологическая обусловленность  экономики.

      Современная эколого-экономическая ситуация указывает  на необходимость замены сложившегося техноцентрического образа экономики  на устойчивый экологически сбалансированный тип хозяйственного развития. Нужен  пересмотр приоритетов как в  макро-, так и в микроэкономике. При этом вся макроэкономика должна быть включена в макроэкологию. Основу макроэкономики образуют два фундаментальных факта:

      1)материальные  потребности людей и всего  человеческого общества безграничны  и неутолимы; 

      2)материальные ресурсы - средства удовлетворения потребностей - ограниченны или редки. Эти факты охватывают всю проблему экономии, в которой находит свое отражение экономический критерий оптимальности - максимально возможное удовлетворение потребностей при ограниченности ресурсов. Но именно эта основа макроэкономики стала центральной проблемой экологии, так как развитие цивилизации и особенно современной экономики обусловило большой объем надбиологического потребления. А большая часть ресурсов техносферы - небиотических ресурсов - и до, и после переработки их человеком не пригодна для естественной ассимиляции в экосфере. Эти факторы, умноженные на большую численность людей, которая отчасти также обусловлена экономикой, стали главными причинами нарушения природного равновесия и ухудшения качества окружающей среды.

Уровень благосостояния людей определяется всеми факторами  общественной жизни, но прежде всего - первичными, экологически значимыми факторами жизнеобеспечения - пищей, водой, одеждой, жилищем. Они образуют наиболее постоянную, базисную часть структуры потребностей.

      Самые важные потребности человека - пища, кислород, одежда, в известной части вода и жилище - как и тысячелетия тому назад, удовлетворяются в основном продуктами живой природы. То, что теперь многие из этих продуктов мы получаем не из девственных лесов и степей, а на полях и фермах, отражает не столько уменьшение зависимости от естественных биологических процессов, сколько перераспределение человеческого труда. Нефть, газ и уголь - это тоже продукты живых организмов, существовавших в геологическом прошлом Земли. Из раковин морских существ сложились толщи известняков и доломитов, дающих строительный материал и сырье для производства цемента и бетона. Благодаря деятельности микроорганизмов из остатков обитателей моря и экскрементов птиц образовались залежи селитры и фосфоритов; микробы участвуют в образовании руд некоторых металлов. Живые организмы творят плодородие почвы.

        Многие отрасли хозяйства находятся  в большой зависимости от природных  ресурсов, формирующихся в ходе  экологических процессов. На сегодняшний день человечество вышло на один из самых важных рубежей в своей истории, требующий, наряду с изменением демографической ситуации, и смены парадигмы экономики - образа ее структуры и функционирования. Необходим переход на новую ступень материальной культуры, совместимой и сбалансированной с уже оскудевшим природным потенциалом планеты. Экологизация экономики - необходимое условие и одновременно главная составная часть экоразвития. В сущности, она означает экологизацию всего социально-экономического уклада и развития общество.

5. Природные ресурсы  и их использование.

      Природные ресурсы - это объекты и силы природы, используемые человеком для поддержания  своего существования. К ним относятся  солнечный свет, вода, почва, воздух, полезные ископаемые, энергия приливов и отливов, сила ветра, растительный и животный мир, внутриземная теплота и др.Человек использует природные ресурсы в качестве источников энергии, предметов потребления, средств и предметов труда и др.

        На фоне роста масштабов производства  на первый план выступает вопрос  об ограниченности природных  ресурсов, необходимых для удовлетворения  потребностей цивилизации, и о  путях их рационального использования.

        Человечество не может существовать, не используя природных ресурсов, не влияя на их количество  и качество, а следовательно, не внося изменений в окружающую его природную среду.

      Природные ресурсы классифицируют по ряду признаков:

по их использованию - на производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (рекреационные), эстетические, научные и др.;

по принадлежности к тем или иным компонентам  природы - на земельные, водные, минеральные, а также на животный и растительный мир и др.;

по заменимости - на заменимые (например, топливно-минеральные  энергетические ресурсы можно заменить ветровой, солнечной энергией) и  незаменимые (кислород воздуха для  дыхания или пресную воду для  питья заменить нечем);

по исчерпаемости - на исчерпаемые и неисчерпаемые.

К неисчерпаемым  природным ресурсам относятся преимущественно  процессы и явления, внешние по отношению  к нашей планете и присущие ей как космическому телу. Прежде всего - это ресурсы космического происхождения, например, энергия солнечного излучения  и ее производные - энергия движущегося  воздуха, падающей воды, морских волн, приливов и отливов, морских течений, внутриземная теплота.

К исчерпаемым  ресурсам относятся все природные  тела, находящиеся в пределах земного  шара как физического тела, имеющего конкретную массу и объем. В состав исчерпаемых ресурсов входит животный и растительный мир, минеральные  и органические соединения, содержащиеся в недрах Земли (полезные ископаемые).

По способности  к самовосстановлению все исчерпаемые  ресурсы условно можно классифицировать на возобновимые, относительно возобновимые и невозобновимые.  

Возобновимые  ресурсы - это ресурсы, способные  к восстановлению через различные  природные процессы за время, соизмеримое  со сроками их потребления. К ним  относятся растительность, животный мир и некоторые минеральные  ресурсы, осаждающиеся на дно современных  озер и морских лагун.

Невозобновимые  ресурсы - это ресурсы, которые совершенно не восстанавливаются или скорость их восстановления настолько мала, что практическое использование  их человеком становится невозможным.К  ним относятся, в первую очередь, руды металлов и неметаллов, подземные  воды, твердые строительные материалы (гранит, песок, мрамор и т. п.), а также  энергоносители (нефть, газ, каменный уголь).

Особое положение  имеют два важнейших природных  тела, являющихся не только природными ресурсами, но и одновременно основными  составляющими среды обитания живых  организмов (природные условия): атмосферный  воздух и вода. Будучи неисчерпаемыми в количественном отношении, они  являются исчерпаемыми качественно (по крайней мере, в отдельных регионах). Воды на Земле достаточно, вместе с  тем запасы пресной воды, пригодные  к использованию, составляют 0,3% от общего объема. Подобное положение характерно и для атмосферного воздуха, который  в ряде крупных городов и промышленных центров 

 так сильно  загрязнен, что содержащиеся в  нем примеси оказывают вредное  воздействие на людей и другие  живые организмы.

Особую группу составляют земельные ресурсы. Почва  представляет собой биокосное тело, возникшее в результате различных  форм выветривания (физического, химического, биологического) горных пород в обстановке различного климата, рельефа и в  условиях земной гравитации. Почвообразовательный процесс длителен и сложен. Известно, что слой черноземного горизонта толщиной 1 см образуется  примерно за столетие. Таким образом, будучи в принципе возобновимым ресурсом, почва восстанавливается в течение очень длительного периода времени (многие десятилетия и даже столетия), что дает основания оценивать ее как относительно возобновимый ресурс.

В 1957 году П. Дансеро  сформулировал закон необратимости  взаимодействия "Человек - Биосфера", согласно которому часть возобновимых природных ресурсов (животных, растительных) может стать исчерпаемой, невозобновляемой, если человек при нерациональных сельскохозяйственных, гидротехнических, промышленных и других мероприятиях сделает невозможным их жизнедеятельность и воспроизводство. 

Так, неконтролируемая охота на стеллерову корову привела  к ее исчезновению как биологического вида. То же самое произошло и  с некоторыми другими видами животных. В целом за последние 400 лет с  лица Земли исчезло свыше 160 видов  млекопитающих и птиц. В настоящее  время, по данным Международного союза  охраны природы (МСОП), в результате человеческой деятельности ежегодно исчезает по одному виду животных и растений.Деление  ресурсов по какому-то признаку весьма условно, поскольку один и тот  же ресурс, например, вода в озере, может  быть использован как для промышленных, сельскохозяйственных и рыбоводческих  нужд, так и для рекреационных  целей или просто имеет большую  эстетическую ценность. При этом часто  в действие вступает правило материального  ресурса, согласно которому использование  ресурса в одних целях затрудняет или исключает использование  в других. Если в озеро сбрасываются отходы промышленного предприятия, даже в значительной мере очищенные, использование воды в целях рыбоводства  и оздоровления населения затрудняется или становится невозможным. В связи с этим в каждом конкретном случае необходимо рассматривать целую сеть природных взаимосвязей и определять оптимальный вариант, приемлемый как для природы, так и для общества. Процесс эксплуатации природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества называется природопользованием.

Человечество интенсивно изменяет процессы круговорота всех химических веществ не только на локальном, но и на биосферном (глобальном) уровне. Для того чтобы создать необходимую продукцию, получить энергию, сырье, человек находит и добывает природные ресурсы, перевозит их к местам переработки, производит из них необходимые предметы. Таким образом, человек вовлекает природные ресурсы в ресурсный цикл.Под ресурсным циклом понимают совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества (или группы веществ) на всех этапах использования его человеком (включая его выявление, подготовку к эксплуатации, извлечение из природной среды, переработку, превращение и возвращение в природу). Слово "цикл" предполагает замкнутость процесса. Известно, что в природе все химические вещества (вода, газы, металлы) движутся по замкнутому циклу. Ресурсный цикл как круговорот фактически не замкнут.

Концепция ресурсных  циклов была предложена И. В. Комаром. Он выделил следующие ресурсные  циклы: цикл энергоресурсов и энергии  с гидроэнергетическим и энергохимическим подциклами; цикл металлорудных ресурсов и металлов с коксохимическим  подциклом; цикл неметаллического ископаемого сырья с подциклами горно-химических и минеральных строительных материалов; цикл почвенно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья; цикл лесных ресурсов и лесоматериалов; цикл ресурсов дикой фауны и флоры. Как легко заметить, первые три цикла связаны с невозобновимыми ресурсами, а остальные - с возобновимыми природными ресурсами.

Что касается невозобновимых ресурсов, то их истощение со временем неизбежно, и задача заключается  не столько в том, чтобы растянуть  эти ресурсы на более длительный срок, сколько в том, чтобы до исчерпания того или иного природного ресурса  найти ему заменитель природного или искусственного происхождения  либо изыскать возможность его регенерации  за счет использования вторичного сырья.

6.Международное сотрудничество в области экологии.

Из всех видов  безопасности (военной, экологической, экономической и др.) именно экологическая  на сегодняшний день является самой  актуальной. Ряд ее проблем, конечно, возможно и нужно решать в пределах отдельно взятого государства или региона, но в целом экологическая безопасность жителей Земли может быть обеспечена лишь усилиями всего человечества. Для этого требуется единое понимание проблемы экологического кризиса планеты и совместные скоординированные действия всех стран и народов по его преодолению.

Объектами международно-правовой охраны признаются природные объекты, по поводу которых у субъектов  международного права (государств и  международных организаций) возникают  и развиваются экологические  отношения .Среди международных  объектов охраны выделяются две категории: 1) не входящие и 2) входящие в юрисдикцию отдельных государств. Первые —  это воздушный бассейн, Ближний  Космос, Мировой океан, Антарктида, мигрирующие виды животных. Указанные  объекты охраняются и используются в соответствии с нормами международного экологического права. Те природные  объекты, которые не вошли в категорию  международных охраняемых объектов, могут при необходимости выступать в качестве объектов международного сотрудничества в области охраны ОПС, рационального природопользования, экологической безопасности. 

Международно-правовые объекты природы, входящие в юрисдикцию конкретных государств, — это объекты  на их территории, которые включены в число мирового природного наследия, занесены в Международную Красную  книгу исчезающих и редких животных и растений, международные реки, моря, озера.

Основополагающие  принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды  были сформулированы в Декларации Стокгольмской  конференции ООН 1972 г. по проблемам  окружающей среды.

Первый принцип (основной): государства вправе использовать собственные ресурсы в соответствии со своей национальной политикой  в подходе к проблемам окружающей среды. Однако на них лежит ответственность  за то, чтобы их деятельность не причиняла  ущерба окружающей среде других государств или регионов, лежащих за пределами  национальной территории.

Второй принцип: природные ресурсы Земли, включая  воздух, воду, землю, флору, фауну и  особенно репрезентативные (характерные) образцы естественных экосистем, должны быть сохранены на благо нынешнего  и будущих поколений путем  тщательного планирования деятельности человека и управления ею по мере необходимости.

Третий принцип: невозобновимые ресурсы должны разрабатываться  таким образом, чтобы обеспечивалась их защита от истощения в будущем  и чтобы выгоды от их разработки в международных пространствах  получало все человечество.

Принципы международного взаимодействия в области охраны окружающей среды дополнены Всемирной  хартией природы, которая была одобрена Генеральной Ассамблеей ООН и  провозглашена в резолюции от 28 октября 1988 г.