Влияние человека на биосферу. 3
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Реферат по дисциплине: Безопасность жизнедеятельности
Тема:
Влияние человека на биосферу
Оглавление
Введение
Тысячелетиями
накапливавшийся потенциал
XX
век оказался веком коренной
ломки наших обычных
Оно
может произойти в одночасье,
если разразится ядерная война, а
может превратиться в процесс
медленной и мучительной
Компоненты
биосферы
Биосфера (греч.bios-жизнь, sphaira –шар, сфера)- сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека. Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Э. Зюссом в 1875г. Он понимал под биосферой тонкую пленку жизни на земной поверхности. Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказалась настолько велика, что уже первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании - учение о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В.И. Вернадский.
В современной литературе под биосферой понимается особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов, а также ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. В составе биосферы выделяются такие компоненты, как нижняя часть атмосферы гидросфера и верхняя часть литосферы.
Литосфера (греч. «литос» - камень)- каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы).
Гидросфера (греч. «гидора»- вода)- водная оболочка Земли. Ее подразделяют на поверхностную и подземную. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников и т.д. Их называют поверхностными. А также воды, находящиеся в верхней части земной коры. Их называют подземными. Гидросфера играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты.
Атмосфера (греч. «атмос» - пар) – газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Атмосфера физически, химически механически воздействует на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги.
Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Атмосфера поддерживает различные формы жизни на земле. Атмосфера, гидросфера и литосфера тесно взаимодействуют между собой.
Биосфера – внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы. Особенностью этих частей является то, что, они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты.
Атмосфера оказывает существенное влияние на различные процессы, происходящие на поверхности Земли и в гидросфере: физические, химические и особенно биологические. Для жизненных процессов необходимы, прежде всего, кислород, содержащийся в атмосфере, Для дыхания организмов, процессов минерализации органического вещества, углекислый газ, используемый в процессе фотосинтеза автотрофными растениями, и озон, задерживающий радиоактивное излучение космического характера.
Атмосферные факторы сыграли значительную роль в эволюции живых организмов: появление достаточного количества кислорода создало необходимые предпосылки. Для возникновения довольно сложных организмов на планете Земля. Человек, как и многие другие организмы, связан с атмосферой по двум основным направлениям: атмосфера содержит кислород, без которого обычный человек не может прожить более 5 минут; атмосфера служит щитом, задерживающим смертоносное для человеческого организма космическое излучение.
Вместе с тем сквозь толщи атмосферы на планету поступает солнечная энергия, которая аккумулируется растительным миром, выступает необходимым компонентом многих жизненных процессов. Саму биосферу можно представить как общепланетарный механизм, который превращает энергию Солнца в разнообразные формы земной энергии. Приблизительно 50% солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, превращается в тепло, нагревая литосферу и гидросферу, и вновь возвращается в космос в виде
инфракрасного излучения, около 20% идет на испарение воды, образование облаков. Солнечное тепло обеспечивает движение различных сил природного мира. Примерно 0,8-1% солнечной энергии улавливается растениями и в процессе фотосинтеза превращается в органическое вещество.
Гидросфера представляет важнейшую часть в структуре биосферы, является необходимым фактором существования живых организмов. Основную часть массы природных вод (94%) составляет Мировой океан. Химически чистая вода на планете встречается лишь в виде льда и пара. В органических водах идет процесс обмена, трансформации энергии и вещества нашей планеты.
Для
существования жизни
Вода составляет неотъемлемую часть метаболизма (обмена веществ) живых существ, необходимое условие их жизни. Гидросфера и атмосфера взаимодействуют как подсистемы — энергетические преобразования, круговорот воды, углекислоты и других веществ осуществляются в них как в единой системе.
Литосфера содержит живое вещество планеты лишь на ее верхних участках — глубина существования жизни достигает в ней лишь нескольких метров (правда, человек является исключением, он углубляется сегодня в подземные шахты на глубину до 3,5 и более километров — так, Кольская сверхглубокая скважина достигает 12 км).
Общий химический состав земной коры определяется преимущественно такими элементами, как кислород, кремний, алюминий, железо, калий, магний, натрий, кальций. Эти и другие элементы доступны для использования растениями и другими живыми организмами. В комплексе с неживыми компонентами в почве находятся живые организмы, а также продукты их жизнедеятельности. Примером почв, образовавшихся под воздействием живых организмов, являются черноземы степной зоны. Они насыщены мелкими частицами темноокрашенного органического вещества, называемого гумусом.
Гумус образуется в результате биохимического процесса разложения органических остатков при участии микроорганизмов, влаги и кислорода атмосферы. Вместе с тем процесс формирования почвы занимает довольно длительное время. Почва тесно взаимосвязана с другими компонентами экосистемы, и поддержание этих взаимосвязей выступает жизненно важным фактором для функционирования всей экосистемы. Можно указать на существенную роль литосферы в жизни человека. Она представляет тот компонент биосферы, на котором человек до настоящего времени ведет свое физическое и пространственное существование, при этом литосфера поставляет человеку неисчислимое количество жизненно важных компонентов, обеспечивающих человеку его существование.
Можно
выделить следующие уровни организации
живой материи: молекулярный, клеточный,
тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой,
биоценоз и биогеоценоз, наконец, биосфера
в целом. В видовом и морфологическом отношении
население биосферы очень многообразно.
На планете сегодня насчитывается от 2
до 30 млн. видов живых организмов, наибольшее
разнообразие видов наблюдается среди
микроорганизмов, насекомых и малых обитателей
океанов. По оценкам специалистов, в биосфере
существует не менее 500 тыс. видов растений
и до 1,5 млн. видов животных.
Исходные
положения учения
о биосфере и ноосфере
В.И. Вернадского
Биосфера. Целостная концепция биосферы представлена В. И. Вернадским в ставшей классической работе «Биосфера» (1926). Академик Владимир Иванович Вернадский – великий русский ученый, естествоиспытатель и мыслитель, создатель новых научных дисциплин, учения о биосфере, учения о переходе биосферы в ноосферу. Характерно, что примерно в то же время российский биолог В. Н. Беклемишев создает концепцию Геомериды, которой он называет живой покров планеты в целом. Беклемишев подходит к идее организованности живого вещества с экологической позиции, Вернадский — с геохимической точки зрения. Представления об организованности и эволюции биосферы получают развитие в таких работах В. И. Вернадского, как «Химическое строение Земли и ее окружение», «Научная мысль как планетное явление», а также во многих статьях, выступлениях и рукописях.
Биосферу В. И. Вернадский определяет как особую охваченную жизнью оболочку Земли. Живые организмы, населяющие нашу планету, В. И. Вернадский называет «живым веществом», соответственно биосфера предстает как среда, в которой это живое вещество находится. Пределы биосферы обусловливаются полем существования жизни, которое подразумевает определенные условия. Это, прежде всего, относительная стабильность температурного режима, постоянство химического состава атмосферы, их изменение в благоприятном направлении.
Согласно В. И. Вернадскому, происхождение жизни на нашей планете фактически тождественно происхождению биосферы. Биосфера — сложная самоорганизующаяся система, которая выполняет различные геохимические функции. В физико-химическом составе биосферы В. И. Вернадский выделяет такие компоненты, как живое вещество (совокупность всех живых организмов), косное вещество (неживые тела или явления — газы атмосферы, горные породы, химические элементы и т. д.), биокосное вещество (разнородные природные тела — почвы, поверхностные воды, биосфера и т. п.), биогенное вещество (постоянный биогенный поток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно), радиоактивное вещество, рассеянные атомы, вещество космического происхождения.
Важнейшей частью биосферы являются живые организмы, хотя и составляют очень малую часть Земли. Относительно литосферы это небольшие доли процента Планеты, в атмосфере — схожее соотношение, а за пределами 4 км над уровнем моря жизнь в естественных условиях невозможна.
В ходе эволюционного процесса возрастает мощность выявления живого вещества в биосфере, увеличивается его значение и воздействие на косное вещество в биосфере, одновременно происходит изменение самих живых природных тел. В. И. Вернадский прослеживает пути проявления и развития живого вещества в ходе космопланетарной эволюции нашей планеты. Он рассматривает ход развития биосферы, живого вещества как бы из глубин Вселенной. И на данной основе российский ученый формулирует учение о биосфере как конкретной форме организации живого вещества и его окружения в земных условиях.
Труды русского геохимика В. И. Вернадского по проблемам взаимодействия живых организмов с косной природой привлекли внимание научного мира. В разработанном им учении о биосфере было раскрыто взаимное влияние живого вещества и абиотической среды (атмосферы, гидросферы, литосферы) и формирование особых биокосных природных тел, таких, как почва. В. И. Вернадский одним из первых обратил внимание на процесс возрастания вторжения человеческой деятельности в естественные биогеохимические циклы планеты, указал на возникновение нового этапа в развитии биосферы — этапа ноосферы.
Ноосфера. В 1945 году, незадолго до смерти, этот крупнейший ученый внес выдающийся вклад в развитие современной картины мира. В те годы его идеи о превращении биосферы Земли в сознательно организуемую и управляемую человеком ноосферу не были оценены по достоинству. Но со временем, когда предсказанные им явления стали нарастать с головокружительной быстротой, значение учения о ноосфере, об органическом единстве природы и общества, о том, что в условиях возросшего технологического могущества людей природа уже не может существовать и развиваться без сознательного управления ее жизнью со стороны человечества, стало очевидным.
Концепция биосферы – ноосферы представляет собой итог всего научного творчества ученого, его мировоззрение. Она служит научным фундаментом в разработке ряда современных глобальных проблем, и, прежде всего проблем окружающей человека среды и разумного использования природных богатств биосферы.
Ноосфера
– это целостная геологическая
оболочка Земли, формирующаяся в
результате синтеза технической
и культурной деятельности людей
и естественных природных процессов
на началах социальной справедливости
и красоты. Объединяющим началом этой
целостности служит гармония человека
с природой, ее красотой. Понятие о ноосфере
в качестве высшей социальной ценности
ставит развитие свободной личности в
гармоничной окружающей среде. Тем самым
концепция ноосферы отвечает идеалам
гуманизма.
Антропогенные
экологические кризисы
С появлением первого современного человека (около 40—30 тыс. лет назад) в эволюции биосферы стал действовать новый фактор — антропогенный (от греч. antropos — человек). Начиная с эпохи палеолита, хозяйственная деятельность человека неоднократно приводила к ухудшениям природных условий, что создавало большие или меньшие трудности для дальнейшего осуществления человеческого общества. Таким путем возникало много экологических кризисов, распространявшихся на различные по размеру территории.
С
древнейших времен важным фактором воздействия
человека на окружающую природу был
огонь, применение которого позволяло
уничтожать растительность на больших
пространствах. Лесные и степные пожары
издавна широко применялись как средство
охоты на крупных животных. Еще недавно
такой метод использовался австралийскими
аборигенами, которые для этой цели уничтожали
растительность на территориях в десятки
квадратных километров. Очевидно, что
пожары на больших территориях приводили
к хищническому уничтожению диких животных
и разрушению природных экологических
систем. Наряду с этим уничтожением лесов
облегчало дальнейшую охоту на крупных
животных, что, возможно, объясняет быстрое
исчезновение лесной растительности во
многих областях после появления в них
современного человека.
В эпоху неолита, когда основой хозяйственной
деятельности стали скотоводство и земледелие,
выжигание растительного покрова приобрело
громадные масштабы. Оно применялось для
расширения пастбищ за счет лесных участков
и в особенности для подсечно-огневого
земледелия, основанного на вырубке участков
леса и сжигании срубленных деревьев,
после чего удобренная золой почва
давала обильные урожаи даже при очень
неглубокой ее обработки. Плодородие
почвы при этой системе земледелия быстро
убывает, в связи, с чем через несколько
лет (иногда всего через один – два года)
приходится вырубать новые участки леса
и переносить туда возделываемые поля.
Такой метод может применяться при наличии
обширных малонаселенных лесных территорий.
В недалеком прошлом он был распространен
во многих странах средних широт и используется
даже сейчас в некоторых развивающихся
государствах тропиков. Широкое применение
выжигания растительности на значительной
части территории суши привело к заметным
изменениям природных условий, включая
флору, фауну, почвы и, в меньшей степени,
также климат и гидрологический режим.
Так как систематическое выжигание растительности,
как в средних широтах, так и в тропиках
было начато давно, трудно оценить весь
объем вызванных таким путем изменений
среды, окружающей человека. Заслуживает
внимание, что, как показывают данные наблюдений,
во многих случаях уничтоженный человеком
растительный покров не восстанавливается
и после прекращения его систематического
выжигания.
В ряде областей леса были уничтожены для заготовки древесины. Большое влияние на естественный растительный покров многих областей оказывал выпас сельскохозяйственных животных, который часто проводился без учета возможностей восстановления растительного покрова. В лесных районах с сухим климатом поедание козами и другими животными листвы молодых деревьев, в конечном счете, приводило к уничтожению лесов. Чрезмерный выпас скота уничтожал растительность сухих степей и саванн, которые затем часто приобретали черты полупустынь и пустынь. Воздействие хозяйственной деятельности на растительный покров, по-видимому, неоднократно наносило тяжелый ущерб человеческому обществу. Одна из первых цивилизаций в истории человечества возникла в северо-западной Индии (третье-второе тысячелетие до нашей эры). Центры этой цивилизации (Хараппа, Мохенджо-Даро и др.) находились в районах, занятых сейчас пустыней. Высказывалось предположение, что в прошлом эти области представляли собой сухие степи, где существовали благоприятные условия для развития животноводства и некоторых видов земледелия. Неумеренный выпас скота в эпоху древней цивилизации мог привести к разрушению растительного покрова, что обусловило повышение температуры и понижение относительной влажности нижнего слоя воздуха. В результате уменьшилось количество осадков, что сделало невозможным возобновление растительного покрова. В связи с этим не исключено, что антропогенные изменение климата были одной из причин исчезновения древней цивилизации Индии. Другой пример относится к изменениям природных условий в бассейне Средиземного моря в античную эпоху, в начале которой на территории Греции и ряда других средиземноморских стран существовали обширные леса, которые затем были частично вырублены и частично уничтожены в результате неумеренного выпаса скота. Это способствовало сильной эрозии почвы и привело к полному уничтожению почвенного покрова на многих горных склонах, что усилило засушливость климата и значительно ухудшило условия сельскохозяйственного производства. Хотя в данном случае изменение природных условий не привело к разрушению античных цивилизаций, оно оказало глубокое влияние на многие стороны жизни человека в античное время.
Имеется предположение, что истощения почв на территории Центральноамериканского государства майя в результате подсечно-огневого земледелия явилось одной из причин гибели этой высокоразвитой цивилизации. Заселившие Центральную Америку европейцы нашли в тропических джунглях многочисленные города, уже давно покинутые жителями.
Приведенные
здесь примеры, число которых
можно легко умножить, относятся
созданных человеком
Изучая
антропогенные экологические
История
влияния человека на биосферу показывает,
что технический процесс
Изучение
последствий деятельности
человека в биосфере
В современную эпоху деятельность человека оказывает огромное влияние на природные условия всей планеты. Выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение, каждое из которых вносит свой вклад в общее ухудшение экологической ситуации на нашей планете.
Химическое загрязнение среды. Подсчитано, что в начале 80-х гг. 20 в. в результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступило более 200 млн. т углекислого и около 146 млн. т сернистого газа, 53 млн. т оксидов азота и другие химические соединения. Побочными продуктами деятельности промышленных предприятий явились также 33 млрд. м 3 неочищенных сточных вод и 250 млн. т пыли. Нетрудно догадаться, что к началу 21 в. количество аэрозолей (взвешенных в воздухе частиц) и вредных газообразных соединений (оксидов серы, углерода, азота, соединений фтора хлора и др.) в биосфере значительно возросло. Это очень опасно, поскольку, по оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из более 500 тыс. практически используемых человеком химических соединений (всего известно более 6 млн. соединений) около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными. Особую тревогу вызывает загрязнение атмосферы сернистым газом, который образуется в ходе переработки сернистых соединений.
В результате дождь и снег оказываются подкисленными (величина рН ниже 5,6). Кислотные осадки приводят к гибели лесов, превращению озер, рек и прудов в безжизненные водоемы, что влечет за собой уничтожение сообществ растений и животных. Кроме того, они усугубляют тяжесть течения заболеваний дыхательных путей животных и человека. Попадание в верхние слои атмосферы оксидов азота и фреонов, широко применяемых в качестве аэрозольных распылителей и хладоагентов в холодильных установках, приводит к ослаблению озонового слоя, который не пропускает к поверхности Земли ультрафиолетовое излучение, губительное для всех живых организмов. В последние годы возникла необходимость принятия мер по защите озонового слоя, поскольку над Антарктидой в 1980 г. возникла «озоновая дыра». Подобные «озоновые дыры» в последние годы образуются над Сибирью, Западной и Центральной Европой, т.е. над теми территориями, где сосредоточены предприятия, производящие озоноразрушающие вещества. С целью предотвращения возникновения «озоновых дыр» в 1987 г. в г. Монреале (Канада) подписано Международное соглашение о резком снижении производства фреонов.
Выбросы в естественные водоемы нефти и нефтепродуктов могут резко замедлить обмен газами между атмосферой и гидросферой и привести к гибели обитателей морей и океанов.
Негативные последствия влечет и научно необоснованное применение для подкормки культурных растений больших доз минеральных и органических удобрений, в частности нитратов. Интенсивное поступление нитратов в растения приводит к тому, что они не полностью включаются в обменные процессы и накапливаются в листьях, стеблях и корнях. Для самих растений избыток нитратов особой опасности не представляет, но при попадании в организм теплокровных животных с пищей они превращаются в более токсичные соединения. Накопления последних в организме человека вызывают тяжелые нарушения обмена веществ, аллергию, нервные расстройства, а некоторые из них способны вызывать злокачественные новообразования.
Радиоактивное загрязнение среды. Аварии на атомных станциях и безответственное отношение к отходам атомной энергетики приводят к повышенной радиоактивности воздуха, воды и почвы. Радиоактивные изотопы передаются по цепям питания и тем самым включаются в биологический круговорот веществ (рис. 8.2). Они накапливаются в почве, в тканях растений, животных и человека, вызывая увеличение количества онкологических заболеваний и мутаций. По данным Научного комитета ООН по воздействию атомной радиации, самыми распространенными заболеваниями человека в результате облучения являются рак молочной и щитовидной желез, легких, поражение семенников.
В 1994 г, на съезде педиатров Беларуси было констатировано, что после Чернобыльской катастрофы (по сравнению с 1985 г.) в нашей стране возросло количество заболеваний пищеварительной, мочевыделительной и эндокринной систем, на 25% сократилась рождаемость. Заболеваемость раком щитовидной железы у детей увеличилась с 0,42 на 100 000 человек в 1986 г., до 2,4 в 1992 г., а в Гомельской области — с 0,25 до 12.
Биологическое загрязнение среды. Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате хозяйственной деятельности человека нехарактерных для них видов живых организмов (растений, животных, вирусов, бактерий и др.), ухудшающих условия существования биоценозов или негативно влияющих на здоровье человека.
Основными
источниками биологического загрязнения
являются сточные воды практически
всех видов промышленного
Особую опасность представляет биологическое загрязнение возбудителями инфекционных и паразитарных болезней, таких как чума, оспа, холера, дизентерия, клещевой энцефалит, СПИД и др., уничтожение которых представляет значительные трудности.
В последние годы возникла новая экологическая опасность — потенциальная возможность попадания из лабораторий или заводов в окружающую природную среду микроорганизмов и биологически активных веществ, оказывающих негативное воздействие на живые организмы и их сообщества, здоровье человека и его генофонд, что связано с бурным развитием биотехнологии и генной инженерии.
Цепные экологические реакции. Любое сильное воздействие человека на экосистемы биосферы вызывает цепь экологических последствий. Одну из форм такого воздействия можно рассмотреть на примере рубки леса.
Выборочные и санитарные рубки, регулирующие состав и качество леса и необходимые для удаления поврежденных и больных деревьев, обычно не оказывают заметного влияния на видовой состав и стабильность биоценозов. Другое дело — сплошная вырубка древостоя, проводимая человеком для освобождения земли под пашни, дороги, промышленные предприятия, города и т.д. Уничтожение лесов, как правило, ведет к понижению уровня грунтовых вод и, как следствие, к обмелению рек, засухам, иссыханию почвы. Если при наличии лесной подстилки (старых опавших листьев, веток и т.п.) дождевые и талые воды постепенно впитываются почвой, то при ее отсутствии вода беспрепятственно стекает по склонам и смывает верхний плодородный слой почвы. Особенно это заметно при ливневых дождях, когда мощные ручьи настолько сильно размывают почву, что на поверхности земли появляются борозды, овраги, ложбины, долины. При этом снесенная почва вместе с водой поступает в реки, а затем в моря и океаны. В конечном итоге это приводит к тому, что после снеготаяния основная масса воды поступает не в почву, а сбрасывается в море. В результате уменьшаются запасы пресной воды, мелеют реки, ужесточаются засухи и, как следствие, снижаются урожаи сельскохозяйственных культур.

- Влияние человека на глобальные процессы биосферы
- Влияние человека на окружающую среду
- Влияние человека на окружающую среду
- Влияние человека на природу
- Влияние человека на природу
- Влияние человека на природу
- Влияние человека на растительность пустынь
- Влияние церковной благотворительности на развитие и становление социальной работы
- Влияние церковной реформы на социальную жизнь России. Церковный раскол
- Влияние циклов солнечной активности и других климатических циклов на образование ленточных эвапоритов
- Влияние цитомегаловируса на развитие плода
- Влияние Чебоксарской ГЭС на окружающую среду
- Влияние человека на биосферу
- Влияние человека на биосферу