Антропогенная деятельность

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Пермский государственный университет»

Географический факультет

Кафедра физической географии

и ландшафтной экологии

АНТРОПОГЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАК ГЛОБАЛЬНЫЙ

ФАКТОР ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Курсовая работа

Пермь 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………..................................3

1.        ПОНЯТИЕ О ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ…………….....................4

1.1.      Особенности географической оболочки………………….....……..…4

1.2.      Системные свойства географической оболочки…………………......5

1.3.      Основные закономерности географической оболочки………............6

2.        ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ В ПРЕОБРАЗОВАНИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ………………………………….............9

2.1.      Природные факторы………………………………………………........9

2.2.      Антропогенные факторы…………………………………………......11

3.        АНТРОПОГЕНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ

ОБОЛОЧКИ..…………………………………………………….…….....…15

3.1.           Антропогенная деятельность как глобальный фактор изменения географической среды...……………………………............……....15

3.2.           Глобальное потепление…..………………………................……..…17

3.3.           Разрушение озонового слоя…………………………………………..20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………….........................................…….22

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………........................……25

ВВЕДЕНИЕ

В начале 21 века численность населения Земли превысила 6 млрд. человек, и воздействие человека на природу достигло планетарных масштабов. Главными факторами этого воздействия являются: выбросы загрязняющих веществ, вырубка лесов, распашка и мелиорация земель, вовлечение  в технологические процессы больших масс пресной воды, изменение естественных ландшафтов  и превращение их в природно-антропогенные. Воздействие такого рода вызывают негативные последствия  в виде глобального потепления, выпадения кислотных дождей, нарушения озонового слоя.

Данная тема достаточно актуальна в наше время, так как именно сейчас обострились проблемы, связанные с антропогенным воздействием на географическую оболочку.

Целью работы являлось определение современного состояния географической среды и роль антропогенного фактора в этом преобразовании.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1) охарактеризовать современное состояние географической оболочки,

2) определить соотношение природного и антропогенного факторов в преобразовании географической среды,

3) оценить роль антропогенного фактора.

Методы исследования, применяемые для выполнения данной работы:

1) Библиографический метод

2) Информационно-поисковой метод

3) Аналитический метод

Курсовая работа состоит из введения, 3-х глав, заключения. Содержит 1 таблицу и 2 рисунка. Список использованных источников включает наименований. Общий объем работы составляет 26 машинописных листов.

1. ПОНЯТИЕ О ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ

Географическая оболочка – это сложная материальная система, возникшая на земной поверхности в результате взаимодействия и взаимопроникновения литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы (Григорьев, 1932).

1.1. Особенности географической оболочки (ГО)

Особенность ГО, её уникальность состоит в том, что вещество представлено в неё тремя агрегатными состояниями. С точки зрения агрегатного состояния вещества она представляет триединую оболочку. Наблюдается это в зоне соприкосновения, взаимопроникновения и взаимодействия друг с другом литосферы, атмосферы и гидросферы. Именно здесь, в ядре ГО, в зоне контакта зародилась органическая жизнь, присутствие которой – вторая уникальная особенность не только одной из оболочек, но и Земли как планеты в целом.

Природные тела географической оболочки (горные породы, вода, воздух, растительность, живое вещество) имеют различное агрегатное состояние и разные уровни организации вещества.

Разнообразный состав и состояние вещества, формы энергии и взаимодействия природных тел в географической оболочке в ходе длительной эволюции привели к ее сложной пространственной дифференциации. Возникли разнородные части географической оболочки – природно-территориальные и аквальные комплексы, или ландшафты различного ранга: от географических стран и зон до урочищ и фаций. Таким образом, будучи единым целым, географическая оболочка в то же время состоит из относительно самостоятельных, но всегда взаимосвязанных и взаимообусловленных частей.

Географическая оболочка является колыбелью жизни, которая в разных формах и проявлениях сопровождает ее с начальных этапов возникновения. Живые организмы всегда оказывали влияние на формирование компонентов географической оболочки. С течением времени при совершенствовании форм жизни, ее распространенности и обильности роль живого вещества возра­стала и все более изменяла и совершенствовала облик географической оболочки.

Большинство исследователей вслед за С.В. Калесником называет взаимосвязанное и взаимообусловленное вещественное тело, повсеместно обрамляющее планету Земля, географической оболочкой. Существуют и другие названия – наружная земная оболочка (П.И. Броунов), эпигеосфера (А.Г.Исаченко), эпигенема (Р.И.Аболин), физико-географическая оболочка (А.А. Григорьев), биогеносфера (И.М. Забелин), ландшафтная сфера (Ю.К. Ефремов), но они не получили широкого применения.

1.2. Системные свойства географической оболочки

Основополагающим в естествознании является понятие «система» - это прежде всего целостная совокупность элементов. Это означает, что, с одной стороны, система – целостное образование и, с другой – в ее составе отчетливо могут быть выделены целостные объекты (элементы). При этом следует иметь в виду, что элементы существуют лишь в системе. Вне системы это в лучшем случае объекты, обладающие системнозначимыми свойствами. При вхождении и систему элемент приобретает системноопределенное свойство взамен системнозначимого. Для системы первичным является признак целостности, т. е. она рассматривается как единое целое, состоящее из взаимодействующих частей, часто разнокачественных, но одновременно совместимых (http://grachev.distudy.ru).

Все то, с чем данная система взаимодействует, называют средой. Географические системы взаимодействуют между собой территориально и функционально. Каждая система состоит из конечного числа элементов. С некоторой долей условности системы географической оболочки (геосистемы) и его внешнего окружения можно подразделить на механические, термодинамические, биокосные, биологические, этнические и социальные.

К системным свойствам географической оболочки относятся:

1.        Эмерджентность - наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих её подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями; несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов.

2.        Открытость – обмен веществом и энергией с внешним, по отношении к системе, миром.

3.        Эволюция – естественный процесс развития ГО или её частей, состоящий из постепенных изменений.

4.        Целостность – главное свойство любой системы. Изменение какого-либо одного компонента географической оболочки ведет к изменению структуры все географической оболочки.

5.        Динамика – направленные, обратимые изменения геосистемы под воздействием внешних причин, такие внешние воздействия не приводят к изменению структуры геосистемы в целом. В ГО динамика представлена различной ритмикой.

6.        Функционирование – это процесс сохранения геосистемной относительной устойчивости своей структуры и обеспечение (поддержание) жизненно важных параметров системы: обмен энергии с окружающей средой и другими геосистемами.

7.        Ритмичность – повторяющиеся во времени явления, которые каждый раз развиваются в одном направлении.

1.3. Основные закономерности географической оболочки

К основным закономерностям ГО относятся: целостность, ритмичность, зональность, азональность, полярная ассиметрия (Савцова, 2003).

Целостность – одна из важнейших закономерностей ГО, проявляющаяся в том, что все компоненты тесно взаимосвязаны друг с другом и изменение любого из них приводит к нарушению целостности всей оболочки. Причем ГО – не механическая сумма компонентов, а качественно новое образование, обладающее специфическими чертами и развивающееся как единое целое. Целостность достигается за счет круговоротов вещества и энергии. Круговоротам подвержено вещество литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. 

Ритмичностью называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении. Различают две формы ритмики: периодическую – ритмы одинаковой продолжительности, и циклическую – ритмы переменной длительности. Ритмы бывают разной продолжительности: сверхвековые, внутривековые, годовые и суточные.

Зональность – закономерное изменение всех компонентов ГО от экватора к полюсам благодаря изменению угла падения солнечных лучей. В зависимости от географической широты солнечная радиация распределяется зонально и вызывает смену климатов, почв, растительности и других компонентов географической оболочки. Мировой закон зональности географической оболочки проявляется в ее разделении на географические пояса и природные зоны. На его основании проводят физико-географическое районирование Земли и отдельных ее участков.

Зональность – одна из важнейших закономерностей ГО. Одним из признаков принадлежности к географической оболочке является зональность. Обоснование её границ должно учитывать существование зональности.

Зоны не везде образуют сплошные полосы. Границы многих зон отклоняются от параллелей, в пределах одних и тех же зон наблюдаются большие контрасты в природе. Поэтому наряду с зональностью выделяют другую географическую закономерность – азональность. Азональность – изменение компонентов и комплексов, связанное с проявлениями эндогенных процессов. Причина азональности – неоднородность земной поверхности, наличие материков и океанов, гор и равнин на материках, своеобразие местных факторов: состав горных пород, рельеф, условия увлажнения и др. Азонаелн эндогенный процесс, то есть размещение вулканов и тектонических гор, строение материков и океанов. Существует две основные формы проявления азональности – секторность географических поясов и высотная поясность.

Полярная ассиметрия проявляется в неодинаковости строения и истории развития обоих полушарий. Сама фигура Земли ассиметричная, северная полярная полуось на 30-100 метров длиннее южной и поэтому сжатие Северного полушария меньше. Суша в Северном полушарии занимает 39% площади, а в Южном всего 19%. Асимметричность суши и океана влечет за собой асимметричность свойств других компонентов.

Каждый компонент географической оболочки (рельеф, почва, воды, органический мир и др.) существует и развивается по своим законам. Однако ни один из них не существует и не развивается изолированно от других компонентов. Взаимодействие всех компонентов связывает их в единую материальную систему, где все части зависят и влияют одна на другую. Непрерывный обмен вещества и энергии между отдельными частями географической оболочки определяет ее целостность, которая настолько велика, что изменение в одном звене неизбежно отразится на остальных.

Географическая оболочка – это поразительно слаженный механизм. Например, таяние льдов неизбежно приводит к поднятию уровня Мирового океана. Это усилит эрозионную работу рек, что приведет к изменениям во внутренних районах континентов. В тропических морях кораллы будут наращивать свои постройки, чтобы догнать поднявшийся уровень мирового океана (если растопить льды Антарктиды, уровень Мирового океана поднимется на 60 м). Одновременно произойдут изменения во всех процессах географической оболочки. Таким образом, потоки вещества (воздуха, воды, минеральных частиц и др.)  и энергии служат своего рода каналами, связывающие части географической оболочки в единое целое.

2. ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ В

ПРЕОБРАЗОВАНИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

2.1.                 Природные факторы

Исключительный динамизм географической оболочки питается двумя мощными потоками энергии: экзогенными, главным образом солнечным, и эндогенным, связанным с глубокими недрами Земли. Наличие этих двух разных по происхождению потоков энергии составляет важнейшую отличительную черту географической оболочки. Экзогенный поток энергии во много раз превосходит эндогенный. У земной поверхности, по очень приближенным подсчетам, в географическую оболочку поступает 2,3*1024 Дж/год экзогенной энергии и 1,1 *1021 Дж/год эндогенной (Мильков, 1990).

Эндогенная энергия – это энергия земных недр, которая поступает в географическую оболочку в двух формах: теплового потока (теллурические токи) и путем механических перемещений вещества.

Тепловой поток неравномерно распределен на земной поверхности, что связанно с характером тектонических структур и возрастом земной коры. Наибольшие значения теплового потока наблюдаются в зонах срединно-океанических хребтов (особенно в пределах рифтовых зон, поскольку там вещество мантии поднимается непосредственно к поверхности литосферы), в сейсмоактивных и вулканических активных районах. В тектонически спокойных регионах, в частности на древних платформах, его значения существенно ниже средних.

Источниками эндогенной энергии являются: гравитационная дифференциация земного вещества в плотности, распад радиоактивных элементов, внутреннее трение масс вещества, неизбежное сопровождающее гравитационную дифференциацию, приливное трение, обусловленное взаимодействием  Земли с Луной и Солнцем. Поступление тепла на земную поверхность через гейзеры, вулканические извержения и от других локальных источников намного меньше и в общих расчетах обычно не учитывается. Определенную часть эндогенной энергии составляет солнечная энергия, поступившая на заемную поверхность ранее  и сохранившаяся в «геохимических аккумуляторах» - горючих полезных ископаемых, горных породах абиогенного происхождения и рассолах законсервированных в земной коре.

Полагают, что в прошлом радиоактивная и приливная составляющие эндогенной энергии были большими, так как на ранних стадиях развития Земли было больше радиоактивных элементов, и Луна располагалась ближе.

Экзогенная энергия – энергия, поступающая на Землю из Космоса. В количественном отношении она на 97% состоит из электромагнитного излучения Солнца – солнечной радиации.

Наряду с электромагнитными потоками в атмосферу проникает корпускулярный поток заряженных частиц – «солнечный» и «космический» ветер. Их суммарная энергия в несколько тысяч раз меньше электромагнитной энергии и уступает даже эндогенной энергии. Корпускулярный поток почти полностью поглощаются магнитосферой и верхними слоями атмосферы. Его изменчивость, обусловленная пульсациями солнечной активности, вызывает возмущения геомагнитного поля, что отражается на биологических процессах.

Суммарное воздействие эндогенной и экзогенной энергии изменяет вещество земной коры, создает форму и рельеф Земли. Самые грандиозные преобразования на поверхности планеты вызывает эндогенная энергия. Однако вклад экзогенной энергии в изменении облика планеты не менее значителен. Во-первых, солнечная энергия сохраняется в геохимических аккумуляторах земной коры. Во-вторых, неравномерность распределения лучистой энергии на земной поверхности приводит в движение атмосферу, а через нее и гидросферу (Бобков, Селиверстов, 2004).

Таким образом, можно выделить две основные группы процессов (табл. 2.1), преобразующих ГО: внутренние (эндогенные, под действием внутренней энергии планеты) и внешние (экзогенные, вызванные внешним «космическим» воздействием).

Таблица 2.1

Природные факторы, влияющие на преобразование ГО,

по Короновскому, 2002

1.2. Антропогенные факторы

Крупномасштабные глобальные изменения природной среды в настоящее время становятся все более очевидными. Они прослеживаются на различных уровнях во всех геосферах Земли и оказывают все возрастающее влияние на развитие человеческого общества. Причинами глобальных изменений являются как естественные колебания в развитии природных процессов, так и нарастающей активности деятельности человека.

Антропогенные факторы – совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или  преднамеренной деятельностью человека за период его существования.

Виды антропогенных факторов:

1) Физические факторы – использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолетах, влияние шума и вибраций.

2) Химические факторы – использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; курение, употребление алкоголя и наркотиков, чрезмерное использование лекарственных средств.

3) Биологические факторы – продукты питания; организмы,  для которых человек может быть средой обитания или источником питания: вирусы, бактерии, другие паразиты (www.eco-mir.net).

С эволюцией системы человек-техника-природа возрастала роль человека как геологического фактора. Биосфера постепенно преобразовалась в ноосферу. Появился ноогенез – переход стихийной эволюции, управляемой сознанием человека (ноогеосфера). С развитием земледелия, добычи полезных ископаемых, строительства, промышленного производства, с расселением людей, а также в связи с урбанизацией и войнами расширялась техносфера, усиливались антропогенные нагрузки на природный ландшафт. В настоящее время антропогенным воздействием охвачено 60% площади планеты, в недра Земли человек проник уже на глубину около 12 км, в стратосферу – на десятки километров и стал завоевывать космическое пространство. Если освоенная часть суши земли — это часть поверхности материков планеты, заметно преобразованная человеком для своих нужд, где он присутствует и где видны следы его деятельности, то оставшаяся доля составляет природную среду жизни с учетом того, что площадь косвенного воздействия сейчас практически равна всей поверхности планетарной тверди. Площадь планеты 510,2 млн км2, в том числе океанов 361,1 млн км2 (70,8%) и суши 149,1 млн км2 (29,2%). Из площади суши 48051 840 км2 (около 1/3) не несут видимых следов пребывания человека, в том числе в Антарктиде почти 100%, Северной Америке — 37,5, Австралии и Океании — 27,9, Африке — 27,5, Южной Америке — 20,8, Азии — 13,6, в Европе 2,8% суши. В основном это суровые, мало пригодные для жизни земли с экстремальными для человека условиями существования. Природная среда сохранилась там, где она была недоступна людям для успешного преобразования.

В результате деятельности человека изменились все компоненты природной среды: атмосфера, рельеф, подземная гидросфера верхние слои земной коры, современные геологические процессы, поверхностная гидросфера, климат, почвенный покров, растительный покров.

Одним из основных источников антропогенного изменения географической оболочки является нефтяное загрязнение океана. Особую тревогу вызывает исчерпание многих видов минерального сырья, в связи, с чем возникнут проблемы обеспечения минеральными и энергетическими ресурсами. Сооружение больших мощных ГЭС приводит к изъятию из оборота больших площадей земли, а строительство новых АЭС вызывает возражения общественности ввиду возможных катастрофических последствий. Создание новых источников энергии спасет человечество от энергетического голода, но оно же способно привести к перегреву атмосферы и изменению общей структуры теплового режима и влагооборота.

В последние десятилетия стала актуальной проблема разрушения озонового слоя. Согласно наблюдениям, содержание озона в атмосфере в конце 20 в. уменьшилось, достигнув над некоторыми районами минимальных концентраций, известных как «озоновые дыры». Исчезновение озонового слоя, не пропускающего к земной поверхности жесткое ультрафиолетовое  излучение, угрожает гибелью всему живому. Однозначного объяснения этому явлению пока нет.

Кроме того, выявлена сложная зависимость парникового эффекта от количеств и состояний отдельных газов и их совместных реакций. Эти данные свидетельствуют в пользу естественных причин изменений концентрации химических соединений, не отрицая при этом негативных результатов хозяйственной деятельности человека. Ключевую роль в проблеме глобальных изменений играет изменение климата, которое в свою очередь зависит от многих общегеографических факторов.

Наряду с потеплением климата существенные изменения в географической оболочке могут определять и другие причины: колебания внутренней активности планеты (вулканические, сейсмические, тепловые и др.), роста народонаселения, перераспределения водного баланса и сокращение  запасов пресной воды, трансформация земной поверхности в результате сведения лесов, уничтожения почв, «оголение» горных пород, радиоактивное загрязнение окружающей среды, прямое воздействие из Космоса.

В ряде районов земного шара антропогенные воздействия привели к кризисным и даже катастрофическим состояниям природной среды. Особенно наглядно это проявляется в зоне воздействия от Чернобыльской аварии. Наряду с естественным несомненно антропогенное участие в иссушении Приаралья, Северного Прикаспия, Северной Африки; в сильнейших обводнениях территорий с наводнениями на реках Северного Кавказа, Приморья, Южной Якутии, восточного побережья США, Центральной Европы, Восточного Китая. (Ф.В. Котлов «Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека»).

3.        АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Происходящие изменения географической среды, вызванные естественными (внутренними и внешними) и искусственными (антропогенными) факторами, не сразу становятся заметными в географической оболочке в целом, но отражаются в её отдельных частях. Наиболее чутко и относительно быстро реагирует на изменения воздушная среда, медленнее – водная, наиболее инертна каменная оболочка. Частные изменения в атмосфере благодаря значительной подвижности воздушных масс довольно быстро становятся всеобщими и лежат в основе практически всех глобальных изменений окружающей среды, поскольку состояние атмосферы определяет функционирование гидросферы и литосферы. В этой главе мы рассмотрим глобальные антропогенные изменения, которые происходят в атмосфере.

3.1. Антропогенная деятельность как глобальный фактор изменения географической среды

              Человек как биосоциальный феномен имеет богатую историю отношений с окружающей природной средой. Человечество пережило эпоху плейстоценовых оледенений, изменения уровня океана от -100 до +50 метров, экстремальные колебания сезонных температур от -80 до +45°С, парниковый эффект, когда концентрация в атмосфере была в 1,5 раза выше, чем сейчас.

              Первоначально человек выступал составной частью биоценоза и во взаимоотношениях с природой не отличался от животных. С переходом от пассивного (собирательство, охота, рыболовство) типа хозяйства к активному (земледелия, скотоводство, лесоводство и др.) воздействие человека на природу стало сказываться сначала на небольших территориях, а затем на обширных площадях и в целых регионах. К настоящему времени произошли существенные изменения в масштабах освоения и способах использования территории Земли. Относительно слабозаселенными остаются пока полярные и высокогорные территории, аридные пустыни, тундра и переувлажненные леса, а 40 – 50% территории суши заняты землями промышленного и городского назначениями, дорогами, сельскохозяйственными полями, лугами, пастбищами, увеличиваются масштабы опустынивания: пустыни и опустыненные пространства захватывают площади, ранее занятыми степями и саваннами, а последние наступают на леса. Особенно ярко выражен этот процесс на севре Африки, где средняя скорость перемещения пустынь к югу составляет несколько десятков километров в год

К середине 20 века воздействие человека на природную среду достигло планетарных масштабов – все ландшафты Земли в той или иной мере подверглись антропогенному влиянию. Хотя 70% населения мира и производственных мощностей сосредоточены на 12% площади ГО, занимающей 63% площади суши, производственные выбросы распространяются по всему земному шару.

Одним из основных изменений ГО является нефтяное загрязнение океана. Также особую тревогу вызывает исчерпание многих видов минерального сырья, в связи, с чем могут возникнуть проблемы обеспечения минеральными и энергетическими ресурсами. В последнее время также актуальна проблема разрушения озонового слоя и др.

Главным фактором глобальных изменений в 20 столетии в настоящее время является прогрессирующее потепление климата, которое продолжается больше 100 лет. Первый максимум потепления был отмечен в 40-е годы прошлого столетия и составил 0,5°С. Затем до середины 60-х годов наблюдалось некоторое снижение глобальной приземной температуры воздуха в приделах 0,2°С, которое затем сменилось дальнейшим повышением температуры в более ускоренном темпе, достигшим второго максимума в конце 90-х годов, составившим в среднем 0,75°С при общей амплитуде температурных изменений в 1,27°С в период 1850 - 2000 гг. (рис. 3.1).