Круговорот веществ в биосфере

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Ноября 2013 в 02:27, реферат

Краткое описание

В ряде экосистем перенос вещеста и энергии осуществляется преимущественно посредством трофических цепей. Такой круговорот обычно называется биологическим. Он предполагает замкнутый цикл веществ, многократно используемый трофической цепью. Он может иметь место в водных экосистемах и в исключительных случаях в наземных (тропические леса).

Содержание

Круговорот веществ в биосфере
Мониторинг окружающей среды
Список используемой литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

Круговорот веществ в биосфере.doc

— 94.00 Кб (Скачать документ)

Природные процессы могут иметь  катастрофический характер, например извержения вулканов, землетрясения, наводнения, что, однако, также составляет «норму» природы. Эти и другие природные процессы постепенно, с геологической скоростью, эволюционируют и в то же время в течение тысячелетий (на протяжении одного геологического периода) остаются в квазистатическом сбалансированном состоянии. При этом квазистатически протекают малый (биологический) и большой (геологический) круговороты веществ и устанавливаются квазистатические энергетические балансы между различными геосферами и космосом, что объединяет природу в единое целое. Круговороты веществ и энергии в биосфере характеризуются определёнными количественными параметрами, которые квазистатичны и специфичны для данного геологического периода и для каждого элемента земной поверхности в соответствии с их географией.

Обычно в качестве основных параметров, характеризующих состояние окружающей природной среды, выделяют следующие:

1. Энергетический:

Е = Е0 + Е, где Е0 – запас энергии  в системе в момент времени t0;

Е – энергетический баланс системы  за время t, т.е. в период от t = t0 до t = t0 + t .

2. Водный:

W = W0 + W, где W0 – запас воды в системе в момент времени t0;

W – водный баланс системы  за время t, т.е. в период от t = t0 до t = t0 +t

3. Биологический:

В = В0 + Вв - Вm, где B0 – начальная  биомасса;

Вв – биологическая продуктивность;

Вm – минерализация органики за время t .

4. Биогеохимический:

G = G0 + Gв - Gg, где G0 – запас химических  элементов в системе;

Gв и Gg – изменение запаса  химических элементов вследствие  биологического и геологического  круговоротов веществ.

Эти параметры состояния окружающей среды могут быть количественно определены экспериментальным путём для каждой точки, района, крупного региона, природной зоны или ландшафтно-географического пояса, наконец, для земного шара в целом; они количественно характеризуют состояние и пространственную неоднородность среды.

Геохимический параметр состояния  окружающей среды также существенно  изменился, особенно в отношении  биологического и геологического круговоротов. Под влиянием человеческой деятельности происходят большие изменения в  распределении химических элементов в биосфере, природная и антропогенная трансформация веществ, а также переход химических элементов из одних соединений в другие. Природный биологический круговорот веществ нарушен человеком на площади, достигающей почти половины всей поверхности суши: антропогенные пустыни, индустриальные и городские земли, пашни, сады, вторичные низкопродуктивные леса, истощённые пастбища и т.д.

Нарушению геологического круговорота  веществ способствовали такие факторы:

1. Эрозия почвенного покрова  и возрастания твёрдого стока в океан;

2. Перемещение огромных масс  земной коры;

3. Извлечение из недр значительных  количеств руд, горючих и других  ископаемых;

4. Перераспределение солей в  почвах, грунтовых и речных водах  под влиянием орошаемого земледелия;

5. Применение минеральных удобрений и ядохимикатов;

6. Загрязнение среды сельскохозяйственными,  промышленными и коммунальными  отходами;

7. Поступление в природную среду  энергетических загрязнений.

Таким образом, исследование изменений  параметров состояния окружающей природной среды (хотя и на качественном уровне) позволяет сделать вывод об отсутствии в настоящее время глобального экологического кризиса. В то же время есть все основания считать теперешнее состояние биосферы нарушенным и аномальным. Такое состояние может перейти в кризисное, если человечество не проведёт специальные мероприятия по оздоровлению окружающей его среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Мониторинг окружающей среды

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной  комиссии СКОПЕ (научный комитет  по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Мониторингом окружающей среды  называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных  сред, природных ресурсов, растительного  и животного мира, позволяющие  выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом следует  понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических  условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В систему мониторинга должны входить  следующие основные процедуры:

  • выделение (определение) объекта наблюдения;
  • обследование выделенного объекта наблюдения;
  • составление информационной модели для объекта наблюдения;
  • планирование измерений;
  • оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;
  • прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;
  • представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

оценить показатели состояния и  функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия  таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических  условий не достигаются;

создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из этих трех основных целей  экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей  трех общих видов: соблюдения, диагностики  и раннего предупреждения.

Кроме приведенных выше основных целей  экологический мониторинг может  быть ориентирован на достижение специальных  программных целей, связанных с  обеспечением необходимой информацией  организационных и других мер  по выполнению конкретных природоохранительных мероприятий, проектов, международных соглашений и обязательств государств в соответствующих областях.

Основные задачи экологического мониторинга:

  • наблюдение за источниками антропогенного воздействия;
  • наблюдение за факторами антропогенного воздействия;
  • наблюдение за состоянием природной седы и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;
  • оценка фактического состояния природной среды;
  • прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Экологические мониторинги окружающей среды могут разрабатываться  на уровне промышленного объекта, города, района, области, края, республики в  составе федерации.

Характер и механизм обобщения  информации об экологической обстановке при ее движении по иерархическим уровням системы экологического мониторинга определяются с помощью понятия информационного портрета экологической обстановки. Последний представляет собой совокупность графически представленных пространственно распределенных данных, характеризующих экологическую обстановку на определенной территории, совместно с картоосновой местности.

Разрешающая способность информационного  портрета зависит от масштаба используемой картоосновы. При движении экологической информации от локального уровня (город, район, зона влияния промышленного объекта и т. д.) к федеральному масштаб картоосновы, на которую эта информация наносится, увеличивается, следовательно, меняется разрешающая способность информационных портретов экологической обстановки на разных иерархических уровнях экологического мониторинга. Так, на локальном уровне экологического мониторинга в информационном портрете должны присутствовать все источники эмиссий (вентиляционные трубы промышленных предприятий, выпуски сточных вод т. д.). На региональном уровне близко расположенные источники воздействия «сливаются» в один групповой источник. В результате этого на региональном информационном портрете небольшой город с несколькими десятками эмиссии выглядит как один локальный источник, параметры которого определяются по данным мониторинга источников.

На федеральном уровне экологического мониторинга наблюдается еще  большее обобщение пространственно  распределенной информации. В качестве локальных источников эмиссии на этом уровне могут играть роль промышленные районы, достаточно крупные территориальные образования. При переходе от одного иерархического уровня к другому обобщается не только информация об источниках эмиссии, но и другие данные, характеризующие экологическую обстановку.

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая  информация:

  • источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду — выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т. д.;
  • переносы загрязняющих веществ — процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;
  • процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ — миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический круговорот и т. д.;
  • данные о состоянии антропогенных источников эмиссии — мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

В государственной системе управления природоохранной деятельностью  в Российской Федерации важную роль играет формирование единой государственной  системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ).

ЕГСЭМ включает в себя следующие  основные компоненты:

  • мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;
  • мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды;
  • мониторинг биотической компоненты окружающей природной среды;
  • социально-гигиенический мониторинг;
  • обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

При этом распределение функций  между центральными органами федеральной  исполнительной власти осуществляется следующим образом.

Госкомэкологии (бывш. Минприроды России): координация деятельности министерств  и ведомств, предприятий и организаций  в области мониторинга окружающей природной среды; организация мониторинга  источников антропогенного воздействия  на окружающую среду и зон их прямого воздействия; организация мониторинга животного и растительного мира, мониторинг наземной фауны и флоры (кроме лесов); обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем; ведение с заинтересованными министерствами и ведомствами банков данных об окружающей природной среде, природных ресурсах и их использовании.

Росгидромет: организация мониторинга  состояния атмосферы, поверхностных  вод суши, морской среды, почв, околоземного космического пространства, в том числе комплексного фонового и космического мониторинга состояния окружающей природной среды; координация развития и функционирования ведомственных подсистем фонового мониторинга загрязнения окружающей природной среды; ведение государственного фонда данных о загрязнении окружающей природной среды.

  • Роскомзем: мониторинг земель.

Министерство природных ресурсов (включая бывш. Роскомнедра и Роскомвоз): мониторинг недр (геологической среды), включая мониторинг подземных вод  и опасных экзогенных и эндогенных геологических процессов; мониторинг водной среды водохозяйственных систем и сооружений в местах водосбора и сброса сточных вод.

  • Роскомрыболовство: мониторинг рыб, других животных и растений.
  • Рослесхоз: мониторинг лесов.
  • Роскартография: осуществление топографо-геодезического и картографического обеспечения ЕГСЭМ, включая создание цифровых, электронных карт и геоинформационных систем.
  • Госгортехнадзор России: координация развития и функционирования подсистем мониторинга геологической среды, связанных с использованием ресурсов недр на предприятиях добывающих отраслей промышленности; мониторинг обеспечения промышленной безопасности (за исключением объектов Минобороны России и Минатома России).
  • Госкомэпиднадзор России: мониторинг воздействия факторов среды обитания на состоянием здоровья населения.
  • Минобороны России: мониторинг окружающей природной среды и источников воздействия на нее на военных объектах; обеспечение ЕГСЭМ средствами и системами военной техники двойного применения.
  • Госкомсевер России: участие в развитии и функционировании ЕГСЭМ в районах Арктики и Крайнего Севера.

Список используемой литературы

  1. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Учебное пособие для системы повышения квалификации и переподготовки государственных служащих. Под общей  редакцией проф. В.И. Данилова-Данильяна. — М.: Изд-во МНЭПУ, 1997.
  2. Экология в вопросах и ответах: учеб.пособие /В.И.Коробкин, Л.В.Предельский.- Изд. 4-е, доп.и перераб. – Ростов н/Д: Феникс, 2009.
  3. Экологические основы природопользования: Учебник / С.И.Колесникова. - 2—изд. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2010.

Информация о работе Круговорот веществ в биосфере