Среда, 01.04.2020
                       


МЕНЮ
УЧИТЕЛЮ БИОЛОГИИ
К УРОКАМ БИОЛОГИИ
ПУТЕШЕСТВИЕ В МИР РАСТЕНИЙ
В МИРЕ ЖИВОТНЫХ
АНАТОМИЯ БЕЗ ТАЙН И ЗАГАДОК
ИНТЕРЕСНО УЗНАТЬ
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЛЕКАЛОВКА
Категории раздела
БИОЛОГИЯ 5 КЛАСС [24]
БИОЛОГИЯ 6 КЛАСС [30]
БИОЛОГИЯ 7 КЛАСС [72]
БИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА [48]
БИОЛОГИЯ 9 КЛАСС [53]
БИОЛОГИЯ 10-11 КЛАСС [79]
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Файлы » ОНЛАЙН-УЧЕБНИКИ » БИОЛОГИЯ 10-11 КЛАСС

§ 78. Глобальные экологические проблемы
03.12.2014, 16:50

Климатические изменения. Потепление на Земле связывают с добавочным парниковым эффектом. С 1860 г. средняя температура на земном шаре повысилась на 0,5—0,7°С. Некоторые газы, подобно стеклу, поглощают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью, и тем самым способствуют сохранению тепла в атмосфере. Этот эффект и называют парниковым, а газы, молекулы которых способствуют накоплению тепла, — парниковыми газами. К ним относят диоксид углерода, метан, оксид азота (I) и фреоны, которые в XX в. начали широко применять для распыления лаков, красителей и в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах.

До развития промышленности природные парниковые газы обеспечивали нагрев земной поверхности до +15°С. С конца XVIII в. содержание С02 и СН4 в атмосфере начало увеличиваться. Так, с 1960 по 1990 г. концентрация С02 возросла с 315 до 350 ррм, концентрация СН4 с начала XIX в. почти удвоилась. Добавочное поступление С02 связано в основном со сжиганием топлива, а также со сведением лесов и минерализацией гумуса пахотных почв. Возрастание концентрации метана в атмосфере объясняют увеличением поголовья скота (СН4 — один из продуктов метаболизма жвачных животных), переувлажнением земель при культивации риса и возрастанием добычи угля, в залежах которого этот газ накапливается.

Является ли добавочный парниковый эффект причиной повышения температуры Земли? Большинство климатологов отвечают на этот вопрос утвердительно. Глобальный нагрев атмосферы, по мнению ученых, на 50% связан с С02, на 18% — с СН4, на 14% — с фреонами и на 18% — с другими газами, включая N20.

По прогнозам, если концентрация С02 в атмосфере достигнет 600 ррм, температура биосферы повысится на 1°С к 2025 г. и на 3°С к концу XXI столетия.

Ученые сегодня не могут сказать точно, с какой скоростью и как изменится климат, но определенные предсказания климатических сдвигов имеются. Наибольшие изменения наблюдаются в погоде: увеличение числа экстремально жарких дней, длительные засухи, сменяющиеся проливными дождями, страшные ураганы, штормы и смерчи, причудливые, непредсказуемые смены погоды. Потепление может изменить привычную, частично прогнозируемую схему зарождения тайфунов, привести к уменьшению количества осадков в основных зерновых районах — в США, Китае, Казахстане, к резкому уменьшению урожая риса в Азии (в этом регионе 60% населения потребляют рис как основной продукт), вызвать усиление опустынивания в Африке и на Среднем Востоке, стать причиной гибели тропических лесов в Африке и Южной Азии.

Частичное таяние льдов и подъем уровня Мирового океана, вызванные потеплением, страшны тем, что большинство людей живет на побережьях. Подъем моря на 1 м приведет к затоплению 25% культивируемой дельты Нила в Египте, а в Бангладеш под водой может оказаться от 12 до 28% территории страны. Под угрозой находятся огромные прибрежные города США, Индии, Китая.

Таким образом, изменение климата, обусловленное изменением газового режима атмосферы, неизбежно вызовет сдвиги экологического и социального характера в биосфере и мировом сообществе.

Нарушение озонового слоя. Озон содержится во всех слоях атмосферы. Максимальных величин его концентрация достигает на высоте 20—25 км над поверхностью Земли. Слой атмосферы с наибольшим количеством этого вещества называется озоновым. Роль озонового слоя для биосферы исключительная: он поглощает, не пропуская к поверхности Земли, ультрафиолетовое излучение, смертоносное для живых организмов.

Уже ряд лет отмечается ослабление озонового слоя, что, вероятно, связано с попаданием в верхние слои атмосферы оксида азота (II) и фреонов.

В 80-е гг. появился новый тревожный феномен — образование озоновых дыр (в 1982 г. такая дыра была обнаружена над Антарктидой, а в 1987 г. — над Северным полюсом). Ученые опасаются, что озоновые дыры могут в ближайшее время возникнуть над Скандинавией, Россией, Канадой. Возрастание дозы ультрафиолетового излучения вызывает увеличение числа заболевших раком кожи, катарактой, приводит к уменьшению продукции моря, повреждению лесов. Возникла необходимость принятия мер по защите озонового слоя. В 1987 г. 50 стран подписали в Монреале соглашение, предусматривающее снижение производства фреонов на 50%.

Загрязнение атмосферы. Загрязняющие вещества поступают изначально в атмосферу, водоемы и почвы. Из атмосферы они могут попасть в воду и почвы, из воды — в почвы, из почв — в воду. Две трети массы загрязнителей поступают в атмосферу. Основные загрязнители воздуха — оксиды серы, азота, твердые частицы и оксид углерода (I). В 1996 г. в течение года в атмосферу было выброшено около 100 млн т оксидов серы, 70 млн т оксидов азота, около 180 млн т оксида углерода (I) и 60 млн т твердых частиц. Основная часть выбросов приходится на развитые страны. За период 1970—1990 гг. отмечается слабая тенденция к снижению выбросов S02, S03 и СО. Главные источники выбросов в атмосферу — это потребители энергии, сжигающие ископаемое топливо: промышленность, коммунальное хозяйство и транспорт.

Особую тревогу вызывает загрязнение воздуха сернистым газом, порождающее кислотные дожди. Последствия кислотных дождей для биосферы исключительно тяжелые. Они превращают озера, реки и пруды в безжизненные водоемы, уничтожая сообщества животных и растений. В США около 200 озер лишились рыбы, в Швеции приблизительно 20% озер уже мертвы или умирают. Кислотные дожди — одна из главных причин гибели лесов. Уменьшение загрязнения атмосферы в месте выбросов происходит за счет переноса загрязнений по всему земному шару, что угрожает здоровью людей и природным ресурсам всех наций.

Загрязнение водных систем. За последние 50 лет оказались разрушенными водоемы и водоносные системы многих стран мира. Отмечается истощение подземных вод. Бесконтрольное потребление воды для полива и промышленных предприятий, уничтожение водоохранных лесных массивов и осушение верховых болот привели к массовой гибели малых рек. Сокращается объем стока крупных рек.

Черезмерное расширение поливных площадей оказалось одной из причин гибели Аральского моря. За последние годы высохли сотни естественных водоемов и озер Приаралья. Аридизация (опустынивание) и острый недостаток воды обусловили деградацию природных экосистем района.

Загрязнение водоемов отходами промышленности превращает их в сточные канавы. Обитатели рек и даже морей погибают под слоем нефтепродуктов, которые препятствуют поглощению кислорода из воздуха. Загрязненными оказались и океаны.

Выбросы нефти могут резко замедлить газовый обмен атмосферы с гидросферой, нарушить сложившиеся равновесные процессы, убить планктонные организмы океана, а вместе с ними — жизнь океанских глубин.

Смыв удобрений, сбросы отходов животноводства и канализационных вод приводят к загрязнению водоемов избыточными концентрациями азота и фосфора. Высокое содержание этих элементов стимулирует быстрый рост водорослей. Начинается «цветение» водоемов. После отмирания большой массы водорослей они быстро разлагаются. Запасы кислорода в воде истощаются. Обитатели водоемов начинают задыхаться без кислорода, в результате чего рыба гибнет.

Около 70% загрязнения морской среды связано с наземными источниками, включая большие и малые города, промышленность, строительство, сельское хозяйство, лесное хозяйство и туризм. Загрязняющими веществами, которые создают главную угрозу для морской среды обитания, являются сточные воды, химические вещества, мусор и пластмассы, тяжелые металлы, радиоактивные отходы и нефть. Некоторые из этих материалов ядовиты, они медленно разлагаются в окружающей среде и накапливаются в живых существах. Загрязнения возникают также в результате судоходства и сброса отходов в море. Около 600 т нефти ежегодно попадает в океаны и моря в результате обычных морских перевозок, аварий и незаконного слива.

Прибрежные воды испытывают особую нагрузку в связи с интенсификацией добычи рыбы и моллюсков, что приводит к деградации шельфовых и морских экосистем.

Уничтожение лесов. Лесам принадлежит важная роль в сохранении почвы и воды, поддержании растительного и животного мира. Кроме того, леса являются источником промышленной древесины, топлива и других продуктов.

Ныне леса по всему миру оказались под угрозой вырождения и уничтожения в результате возрастающих нагрузок со стороны человека. За счет лесов расширяются сельскохозяйственные поля и пастбища, продолжается хищнический лесоповал, леса страдают от пожаров и загрязнения атмосферы. Особое беспокойство вызывает разрушение тропических лесов, среднегодовой процент гибели которых достигает 1% от их площади. Оценки, полученные Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (ФАО) в 62 странах (что представляет 78% мировых площадей, занимаемых тропическими лесами), свидетельствуют о том, что в период 1980—1990 гг. леса сводились со скоростью 16,8 млн га/год (рис. 109).

Рис. 109. Гибель лесов в развивающихся регионах, 1980—1990 гг.

Оставшиеся 800 млн га тропических лесов вырубаются и разрушаются с такой скоростью, что к 2030 г., по различным оценкам, уцелеет всего от 200 до 370 млн га. Последствия сведения тропических лесов — это вымирание видов, деградация почв, снижение водостока на водоразделах и увеличение накопления осадков в водоемах, снижение буферной роли лесных болот, снижение запасов углерода в наземной биомассе, рост содержания С02 в атмосфере, уменьшение количества атмосферных осадков.

Леса гибнут не только в тропиках. Началось массовое заболевание и гибель лесов Европы и Северной Америки из-за загрязнения атмосферы, вод и почв. Вследствие интенсивных рубок практически уничтожены хвойные леса Центральной России, неуклонно сводятся наиболее ценные и доступные для техники массивы лесов в Сибири и на Дальнем Востоке.

Уничтожение северных лесов, так же как и тропических, вызывает изменение климатических условий, водного режима, состояния почв.

Состояние почв. Почва является не только основным средством сельскохозяйственного производства, но и важнейшим компонентом экосистем, регулирующим состав атмосферы и гидросферы, и надежным барьером на путях миграции загрязняющих веществ. И эта тончайшая оболочка Земли — педосфера — претерпевает значительную деградацию под воздействием человека. Деградация используемых человеком почв в процентах от всей их площади характеризуется следующими цифрами: крайняя степень деградации — 1%, сильная — 15%, умеренная — 46%, легкая — 38%. Наиболее широко распространенный процесс разрушения почвенного покрова — эрозия.

Кроме эрозии — потери верхнего плодородного слоя почвы в результате его сноса текущими водами или ветром — неблагоприятное воздействие на почвы оказывает их полив при плохой системе дренажа. При неправильном регулировании режимов полива и сброса дренажных вод грунтовые воды, часто несущие соли, поднимаются к поверхности почв и засоляют ее верхние горизонты (химическая деградация). Часть почв подвергается физической деградации — очень сильно уплотняется под влиянием тяжелых сельскохозяйственных машин.

Главные причины деградации почв: перевыпас на пастбищах, оскудение и вырубка лесов, сельскохозяйственная деятельность.

Опустынивание. Опустынивание — это процесс деградации экосистем, вызванный изменением климата и хозяйственной деятельностью человека. Опустыниванию подвержены прежде всего засушливые земли. Причины антропогенного опустынивания: перевыпас на пастбищах, интенсивное использование пахотных земель, расширение неполивного земледелия в аридные области, нарушение лесных массивов, длительное или технологически неправильное искусственное орошение, приводящее к засолению почв.

От деградации почвы уже пострадало 3,6 млрд га засушливых земель, что составляет около четверти площади земной суши. Засоление почв, связанное с неправильным дренажом, поражает огромные пространства поливных земель. Засоление в засушливых областях обусловлено сильным испарением, в результате которого растворенные соли поднимаются к поверхности почвы и здесь накапливаются. Концентрации солей могут быть такими высокими, что рост растений становится невозможным. Яркий пример упадка сельского хозяйства в древние времена — Верхняя Месопотамия. Там 4000 лет назад ирригационные воды, забираемые из Евфрата, вначале обеспечивали хорошие урожаи, но постепенно привели к засолению почвы.

В наше время приблизительно 280 млн людей, населяющих сельские местности, находятся в той или иной степени под влиянием опустынивания. Опустынивание и засухи являются причинами бедности и голода. В странах Африки к югу от Сахары в засуху в середине 80-х гг. от голода погибло около 3 млн человек.

Потеря биоразнообразия. Ученые считают, что на Земле обитает от 5 до 30 млн видов, хотя описано около 1,7 млн. Совокупность всех видов составляет биоразнообразие Земли. От половины до 80% (по разным оценкам) видов планеты живет в тропических лесах, хотя последние занимают всего 7% территории Земли. Так, в дождевом лесу Панамы на площади 50 га ученые обнаружили около 300 видов деревьев и кустарников, в Малайзии на такой же площади — 835 видов деревьев. По направлению к Северному полюсу биоразнообразие снижается. Например, в штате Вашингтон на 50 га растет около 40 видов деревьев, а в Западной Сибири — 5—6.

Разрушение тропических лесов уже привело к гибели около 6000 видов. Тропические леса в основном принадлежат бедным государствам с быстрым ростом народонаселения. Эти страны вынуждены экспортировать древесину, сжигать леса, чтобы построить дороги и города, вырастить урожай. К сожалению, почвы тропических лесов очень бедны, за 2—3 года они истощаются и вновь требуется вырубка лесов.

Виды гибнут не только в тропиках. Везде, где разрушаются экосистемы или сильно сокращается их площадь, исчезают виды. И это невосполнимая потеря для биосферы и человечества.

Люди научились использовать всего 0,1% видов. Мы употребляем в пищу лишь около 50 видов растений, в то время как 75 тыс. растений имеют съедобные части и гораздо богаче питательными веществами, чем употребляемая сейчас растительная пища. Растения не только пища, но и строительный материал, источник энергии, составная часть лекарств.

Биотехнология тоже зависит от биоразнообразия: селекция — от генов диких растений, производство антибиотиков — от микроскопических грибов, продукция ферментов — от дрожжей и бактерий. Биотехнологи надеются создать природные удобрения и пестициды, сорта культурных растений, которые устойчивы к засухе, заморозкам и разным болезням.

Вот некоторые примеры социально-экологических выгод биологического разнообразия:

  • Стоимость лекарств, производимых в мире из дикорастущих растений и естественных продуктов, составляет около 40 млрд долларов США в год.
  • В 1960 г. только один ребенок из пяти больных лейкемией имел шанс выжить. Теперь четверо из пяти имеют такой шанс. Это стало возможным благодаря лечению лекарственным препаратом, содержащим активные вещества, обнаруженные в тропическом лесном растении Catharantus, родина которого — Мадагаскар.
  • В Азии к середине 70-х годов генетические улучшения привели к росту производства пшеницы на 2 млрд и риса на 1,5 млрд долларов США в год. Эти результаты были достигнуты за счет выведения и использования низкорослых сортов зерновых культур.
  • Один ген эфиопского ячменя защищает сейчас от вируса желтой карликовости урожай всего калифорнийского ячменя стоимостью 160 млн долларов США в год.

Биоразнообразие — основа устойчивости экосистем.

Проблемы энергетики. Для производства материальных благ, обогрева, освещения, работы транспорта необходима энергия.

Самый распространенный вид топлива — каменный уголь. Одновременно это и наименее энергетически эффективное и наиболее опасное топливо. При сгорании угля образуется гораздо больше диоксида углерода на единицу произведенной энергии, чем при сгорании остальных видов ископаемого топлива. А это означает, что сжигание угля для получения единицы энергии приводит к усилению парникового эффекта в большей степени, чем сжигание нефти и газа. Кроме того, более 70% выбросов диоксида серы и около 25% выбросов оксидов азота вызвано сжиганием угля, особенно на электростанциях. Природный газ выделяет больше тепла при сжигании и в меньшей степени загрязняет воздух, чем уголь и нефть.

Энергия, получаемая на гидроэлектростанциях, является чистой, но общество платит за эту энергию плодороднейшими пойменными землями, уходящими под воду при строительстве водохранилищ.

Первоначально ядерная энергия рассматривалась как источник чистой, безопасной и дешевой энергии. Предполагалось, что к 2000 г. 1800 атомных электростанций будут поставлять 21% мировой дополнительной энергии. Однако к 1990 г. на ядерную энергию приходилось лишь 5% общего производства энергии.

С момента аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. многие страны пересмотрели планы строительства новых АЭС в сторону уменьшения или вовсе отказались от них. Кроме опасности аварий на АЭС, существует проблема удаления и хранения радиоактивных отходов. По мере того как вводятся в эксплуатацию новые и выводятся из эксплуатации старые атомные электростанции, количество таких отходов растет. После 40 лет исследований и дискуссий ученые все еще не пришли к согласию относительно безопасных методов хранения радиоактивных отходов.

Итак, фактически любое производство энергии приводит к загрязнению окружающей среды. Но человек не может жить без энергии. Решение энергетических проблем лежит в повышении эффективности использования энергии любого типа, в новых экологически более безопасных технологиях использования ископаемого топлива, в получении энергии за счет солнца, ветра, текущей воды, геотермальных источников, ежегодно возобновляющейся биомассы и органических отходов.


  1. Каковы недостатки и преимущества тепловых, атомных и гидроэлектростанций? По какому пути следует развивать энергетику?
  2. Какие вы знаете вещества, загрязняющие воздух? Какие предприятия в вашей местности загрязняют воздух?
  3. Каковы основные проблемы и причины загрязнения Мирового океана?
  4. Почему важно сохранять биоразнообразие Земли и какие виды человеческой деятельности приводят к его сокращению?
  5. Что вы знаете об уничтожении лесов в вашей местности? Достаточно ли в ней лесов сейчас? Если леса были истреблены ранее, то по какой причине?
Категория: БИОЛОГИЯ 10-11 КЛАСС | Добавил: admin | Теги: учебники по биологии онлайн, анатомия человека, биология в школе, ФГОС по биолог, биология 10-11 класс, уроки биологии в 10-11 клас, биология человека
Просмотров: 2880 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Поиск

РАЗВИТИЕ БИОЛОГИИ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПРАВОЧНИКИ
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Вход на сайт


    Copyright MyCorp © 2020
    Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru