Энергетические и вещественные особенности экосферы.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Первый круговорот – это тепловой баланс экосферы. Основной поток энергии идет от солнца, он стабилен, за счет его стабилен и круговорот. Второй источник энергии – это недра земли. Объем энергии несравнимо меньше энергии солнца – примерно в 20-30 тысяч раз меньше. До Земли доходит половина солнечной радиации. Там она отражается, нагревает землю, испаряет воду. С точки зрения теплового баланса экосфера – открытая система. Ибо обмен идет через все границы. Приходная и расходная часть сейчас хорошо сбалансированы. Антропогенные изменения теплового баланса проходят только локально.

Второй круговорот – глобальные циклы вещества. Здесь экосфера – закрытая система. Интенсивность обмена внутри системы гораздо выше, чем через внешние границы. Природные круговороты, как правило, замкнуты. Антропогенное вмешательство может серьезно их изменить. Сами по себе они весьма стабильны – общая масса гидросферы за Кайнозой практически не изменилась.

Уравнение водного баланса для мирового океана: WO = PO+RL-EO

Для областей со стоком: WL = PL-RL-EL

Для областей без стока: WS = PS-ES

Три составляющих – осадки - P, испарение-E, сток - R.

WO+WL+WC=WM=(PO+PL+PC)-(EO+EL+EC)-(RL-RL) = PM-EM и его изменение равно нулю. Откуда PM=EM. Т.е. осадки равны испарению и ничего более. Полного объема обо всех осадках нет. Расчет испарения тоже неточен. Приблизительные цифры – осадков в мире выпадает 577 тысяч кубокилометров. Осадки на поверхность суши – 119 тыс кубокилометров. Влагообмен между океаном и сушей (в т.ч. речной сток) – 42 тысячи кубокилометров.

Следующий круговорот – большой геологичекий круговорот. Экзогенные – протекают на поверхности и верхних частях земной коры. Эндогенные – внутренние. Вмешательство человека ускоряет процессы экзогенные. Воздействие на эндогенные процессы приводит к техногенным землетрясениям.

M – изменение массы всего выделяемого объема суши. = S (сток наносов) + D (сток растворенных веществ с суши в океан) +- V (баланс вещества, уносимого с суши и приносимого на сушу ветром) + I (вынос вещества в океан ледниками) + A (абразия берегов с выносом в океан) – G (аккумуляция продуктов вулканической деятельности на суше) – W (связывание газообразного вещества атмосферы при процессах выветривания) –B (биогенная аккумуляция вещества) – F (приток вещества на сушу из более глубоких слоев литосферы в виде растворов и газов) – K (прибытие из космоса и потери в космос) + C (сжигание минерального топлива человеком). По мнению ученых, ежегодный исток наносов в океан составляет 20 млрд тонн. V – 3, I – 2, A – 1, G – 1-2, W, B – 1, C – 6 млрд тонн. Приходная часть получается 35 млрд тонн, приходная – 4 млрд тонн. В настоящее время на суше преобладают процессы денудации и снова в океан.

Биогеохимические круговороты. Это носящие циклический характер процессы обмена и трансформации химического элемента между компонентами биосферы. Это:

1) Круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере.

2) Осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.

Много загрязнителей – промышленность, транспорт.

Цикл углерода. Очень важен, ибо занимает ключевое положение в жизни. Реакции его соединения и разъединения в химии влияет на баланс иных элементов. Углерод образует различные цепи и кольца, обеспечивающие разнообразие существующих ныне соединений.

Основными резервуарами углерода является гидросфера, биосфера и атмосфера. Основные запасы углерода сосредоточены в мировом океане. Но в виде отложений он за пределами экосферы, хотя еще и в геологическом обороте. Большое влияние на этот круговорот оказывает сжигание горючих полезных ископаемых. Другая причина – деструкция органического вещества при антропогенном преобразовании экосистем суши.

Глобальный цикл кислорода. Основной обмен осуществляется между атмосферой и живыми организмами. В процессе фотосинтеза продуцирует кислород, в результате процессов разложения – связывается.

Круговорот азота. Основные запасы в литосфере, еще есть в атмосфере. Есть в биосфере и гидросфере, но на три нуля меньше, чем в атмосфере. Фишка в том, что N2 биосфера потреблять не может, а может потреблять только всякие его соединения, в чем нам помогают бактерии и сине-зеленые водоросли. Два процесса основных – нитрификация и денитрификация. Нитрификация – окисление азотсодержащих веществ в форму, усваиваемую высшими растениями – нитриты и нитраты. Они используются растениями в процесса роста. Денитрификация – обратный естественный процесс восстановления денитрифицирующими бактериями нитратов и нитритов до аммиака и газообразного азота. Ведет к обеднению почвы азотом, является необходимым почвообразовательным фактором. Баланс нарушается внесением азотных удобрений. Они попадают в состав растений. Так же азот поступает в ходе работы металлургии и химпрома, оксиды и диоксиды азота. Это может запустить процесс эфтрофикации и асидификации.

Глобальный цикл фосфора. Фосфор – компонент ДНК. Резервуары – экосистемы суши, океана, отложение в наносах водоемов. Газообразных форм фосфора не существует. Создается однонаправленный поток фосфора вниз под действием силы тяжести. При попадании в озера в плохим водообменном он накапливается и активизируются процессы эфтрофикации. Загрязнения идут за счет сброса сточных вод, удобрений.

Глобальный цикл серы. Компонент белков. Попадает в среду во многом за счет металлургии, химпрома, сжигания. Проведенные исследования показали, что цикл сферы наиболее видоизменен деятельностью человека и ее избыток приводит к асидификации. Больше всего серы в атмосфере и литосфере.

Роль биоты в функционировании экосферы.

1) Фотосинтез. Процесс образования растительностью органического вещества из углекислого газа и воды использованием солнечной энергии.

2) Деструкция – распад органических структур на составные части, включая биогенные вещества с выделением энергии.

3) Участие в глобальных биогеохимических циклах.

4) Участие в выветривании горных пород, образование почв.

Современные ландшафты мира и их эволюция. Наибольшая площадь сейчас занята тропическим и субтропическим поясами. Так же выделяются географические зоны. Везде свои проблемы. Например, на севере тундры экология нарушается выпасом оленей. Так же гадость – это нефть и газ. Рассмотрим тайгу. Истощение лесов, изменение видового состава. Сокращение ареалов обитания животных и их численности. Лесостепи и степи – здесь развиты земледелие и животноводство, в связи с чем активизируется эрозионных процессов. Загрязнение удобрениями и пестицидами, сточными водами животноводческих комплексов. Деградация пастбищ. Засоление почв. Как следствие – выведение земель из оборота. Отчуждение земель под застройку. Полупустынные и пустынные ландшафта – деградация пастбищ, активизация процессов засоления и эрозии почв.

В горных районах формируются вертикальные зоны, похожие, но не аналогичные таким же зонам на равнинах. Снижение Т на 0.6 градуса за 100 метров повышения. Построена карта «природные пояса и зональные типы ландшафтов мира». Она выделяет 96 зональных типов ландшафтов и 56 спектров высотной зональности.

Отличительная черта ландшафтов – их изменчивость. Последняя карта – 1993 года при поддержки ЮНЭП на геофаке была составлена карта современных ландшафтов мира.

Вторая часть особенностей экосферы – соцэконом процессы, определяющие глобальные экологические изменения. Они зависят от численности населения, потребления ресурсов и геоэкологических услуг и от технологии.

Население.

Население мира как геоэкологический фактор. Рост численности населения в истории жизни человека на Земле сопровождался усилением воздействия на окружающую среду и появлением новых видов воздействия. Составляющие – это численность и образ жизни населения. 7-8 – ое тысячелетие до нашей эры – не более 10 млн человек. Плюс еще и средний возраст – 20 лет. 2-ое тысячелетие до нашей эры – 50 млн человек. Нулевой год – мнения расходятся, от 200 до 250 млн человек. К 1000 году население было до 300 млн человек. К 1500 году население составило 425-450 млн человек. К 1900 году численность населения составила 1 630 миллионов человек. Точки зрения. Первая – 7 миллиардов наберем 30 октября. Вторая – к концу года. Третья – 7 миллиардов наберем к концу сл года или даже послеследующего года. Лидеры – Индия и Китай. Дальше США.

02.11.11

7 миллиардов на Земле уже есть. J Основная часть населения сосредоточена в Азии и немного в Африке. Меньшая часть сосредоточена в Европе, СНГ и Северной Америке. Сложилось две тенденции. Одна из них характерна для развитых стран, вторая для развивающихся. Для развивающихся стран характерно явление демографического взрыва, ставшее закономерным развитием демографической ситуации первой половины двадцатого века – причин тому две. Первая – культурная особенность Азии, в которой принято многодетсво. Вторая причина – резкий рост уровня медицины, за счет чего упала детская смертность и количество населения начало стремительно расти. Для Европы, Америки и СНГ характерна противоположная тенденция. Причины – образ жизни и экономика. Что касается России – численность населения составляет примерно 142 миллиона человек и уменьшается. Это связано с заболеваниями и смертностью от внешних причин. Появилась эта тенденция в восьмидесятых годах. В связи с ростом населения Земли встает вопрос истощения ресурсов и, как следствие, проблема более рационального использования ресурсов, истощение пахотных земель. Еще проблемы – заболачивание, подтопление. Опять проблемы – ограниченность запасов питьевой воды. В том числе и в Калининграде из-за изношенных труб и проблем с очистными сооружениями.

Занимающиеся вопросами населения делают прогнозы на рост населения. В 2007 сделали прогноз на 2050 год – численность людей вырастет до 9 с хвостиком миллиардов. Стабилизация демографии будет за счет старения и болезней. Население России при этом будет примерно 111 миллионов человек в 2050 году. Взрыв рождаемости будет в наименее развитых странах. Прогнозы прочих специалистов варьируются и составляет 8-12 миллиардов. При этом наблюдается уменьшение детей в семье, за счет наблюдается уравновешивание рождаемости и смертности.

Выводы: Численность населения мира будет продолжать расти и стабилизируется на уровне 8-12 миллиардов человек к середина 21 века. Доля развивающихся стран в общем количестве населения мира увеличится еще более, чем сейчас. Достигнув 85-87 процентов. Существует опасность того, что в некоторых странах потребности населения превзойдут ресурсы, что может привести к геоэкологичскому кризису. Четвертое – миграции населения играют важную роль в формировании геоэкологической нагрузки. Доля и величина городского населения, особенно в развивающихся странах, будет возрастать. Во всех странах мира население станет старше, что приведет к изменению стиля жизни и модификации потребностей населения.

Для выправления ситуации проводится демографическая политика. Меры различны. Экономические – пособия, выплаты. Законодательные – возраст брака, разрешенное количество детей. Пропаганда.

При этом есть еще одна мелочь – экосфера будет находиться в стабильном состоянии при населении в два миллиарда человек.

⇐ Предыдущая 12