Материал: GOSy_otvety

66. Классификация природных ресурсов, исчерпаемые и неисчерпаемые, возобновимые и невозобновимые ресурсы. Устойчивые системы природопользования.

Исчерпаемые возобновимые – растения, животные,

исчерпаемые невозобновимые богатства недр,

неисчерпаемые – космические, климатические, водные,

заменимые - все полезные ископаемые и энергоресурсы

незаменимые – атмосферный воздух, вода, генетический фонд животных и растений.

Принципы рационального использования природных ресурсов – соответствие характера и способов использования конкретным местным условиям, предотвращение негативных последствий, повышение интенсивности освоения, сохранение научных иэстетических ценностей, соблюдение целесообразной, экономически обоснованной очередности хозяйственного освоения, комплексное использование, устранение потерь на всех этапах природопользования, всемирная экологизация природопользования. Устойчивые системы природопользования - развитие территории по принципам – функционального соответствия - использование земель в зависимости от их внутренних природных свойств и ресурсной ценности, и позиционному – принимая во внимание положение земель относительно других природных и антропогенных объектов и социально-экономическую обстановку. Основной смысл перехода к устойчивому природопользованию – это признание главенства естественных (биосферных) законов над законами социально-экономического развития общества и равновозможностного удовлетворения природными ресурсами различных поколений. В федеральном законе РФ «Об охране окружающей природной среды (от 10 января 2002 года № 7 – ФЗ) утверждается, что природа, окружающая среда, природопользование являются основой устойчивого развития. Согласно «Концепции» необходим «переход к устойчивому развитию, обеспечивающему сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения жизненных потребностей нынешнего и будущих поколений людей». Устойчивое природопользование:

-является одной из триад устойчивого развития (экономика, социум, природа);

-обеспечивает равновозможностное использование природных ресурсов нынешнего и будущих поколений;

-выделяет приоритетность для общества жизнеобеспечивающих функций природных систем по отношению к прямому использованию их ресурсов;

-определяет приоритет экологической безопасности при принятии политических и экономических решений;

-позволяет предотвратить негативные экологические последствия в результате антропогенных процессов;

-усиливает влияние административных методов и экономических стимулов для предотвращения загрязнения и деградации окружающей среды;

-позволяет отказаться от проектов с непредсказуемыми последствиями их воздействия на окружающую природную среду;

-увеличивает открытость информации о состоянии окружающей среды.

Главной задачей устойчивого природопользования является достижение неистощительного использования возобновляемых и воспроизводства минерально-сырьевой базы для невозобновляемых природных ресурсов при рациональном их освоении, а также сохранение и восстановление ландшафтного и биологического разнообразия, способного поддержать саморегуляцию природных систем и возможность компенсации последствий антропогенной нагрузки.

Биологические и земельные ресурсы. Мониторинг их экологического состояния и оценка возобновляемости. Жживые организмы – питание, сырье, условия для сх-плодородие почв,формирование местного климата, гидрологический режим почв,регулирование численности вредителей. Земельные – пашня и кормовые угодья. Монторинг биоты – видовой состав, заболеваемость, оценка продуктивности основных звеньев трофической цепи, химическое и радиоактивное загрязнение с/х угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ, животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб. Монторинг почвенного покрова – химический и радионуклидный состав плодородного слоя почвы, фитотоксичность, микробная биомасса, миграция отдельных форм загрязняющих веществ, оценка возобновляемости.

67. Ключевые задачи и объекты экологии. Современные представления о структуре экологии. Особенности биоэкологии и агроэкологии.

Экология является теоретической базой охраны природы и изучает различные закономерности и законы при взаимодействии организмов и окружающей среды. Структура экологии:

1) Аутэкология изучает экологию особей, то есть взаимодействие организмов с окружающей средой

2) Демэкология - экология популяций, их взаимоотношение с окружающей средой

3) Синэкология - экология сообществ, их взаимоотношение с окружающей средой

4) Экосистемная экология - изучает взаимоотношение сообществ с абиотической внешней средой.

Основные задачи экологии:

1) Разработка теорий функционирования систем

2) Оценка воздействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем (всех иерархических уровней) внешних факторов, в том числе и антропогенных

3) Разработка теоретических основ конструирования устойчивых биогеоценозов с использованием моделирования и компьютеров

4) Разработка системы естественных тестов-индикаторов и критериев к наблюдениям за состоянием ЭС

5) Управление природными ресурсами

Объектами исследования экологии: являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве. Биоэкология – отношение живых организмов между собой и окружающей средой. Агроэкология – взаимодействие человека с окружающей средой в процессе сх производства, влияние сх на природные комплексы и их компоненты, взаимодействие компонентов агроэкосистем и круговорот веществ в них, перенос энергии и функционирование в условиях техногенных нагрузок.

68. Круговорот основных веществ и функции живого вещества в биосфере. Геохимические и биогеохимические циклы основных химических элементов (углерода, азота, серы).

Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом. Энергетическая - фотосинтез, деструктивная - минерализация, концентрационная – накопление веществ, средообразующая – изменение вещественного состава биосферы, газовые – миграция газов и их превращения. Биосферный биогеохимический круговорот углерода – непрекращающийся процесс миграции, распределениярассеяния и концентрации углерода в системе "верхние слои литосферы – океан – нижняя часть атмосферы", соизмеримый с геологической историей земной коры. Данный круговорот определяется как биологическими, так и геологическими процессами (тектонические поднятия, седиментогенез, вулканическая деятельность и др.), в своей совокупности осуществляющими обмен углерода между сушей, океаном и атмосферой. Круговорот углерода в биосфере состоит из двух разных циклов, наземного и морского, связанных через границу между океаном и атмосферой. Круговорот, идущий в океане, в основном автономен. Диоксид углерода, растворенный в морской воде, усваивается фитопланктоном, а кислород уходит в раствор. Зоопланктон и рыбы потребляют углерод, фиксированный фитопланктоном, а кислород используют при дыхании. В результате разложения органических веществ в воду возвращается СО2, усвоенный фитопланктоном. Ежегодное сжигание примерно 5 млрд. т горючих ископаемых должно увеличить атмосферный запас СО2 на 0,7 %, т.е. к 320 млн.–1 (современное содержание СО2) ежегодно должно прибавляться почти на 2 млн.–4. На деле же за год концентрация СО2 в воздухе быстро уходит из атмосферы или в океан, или в наземную флору. Биосферный круговорот углерода состоит из двух разных циклов – наземного и морского (океанического).

Распределение СО2 между органическим веществом почвы, растительностью, атмосферой и океаном играет важную роль в формировании теплового баланса планеты, который зависит как от природных (фотосинтез растений, дыхание корней, животных и микроорганизмов, обменная диффузия на поверхности океана, метаморфизация органических материалов, поступление СО2 из глубин земной коры), так и от антропогенно-техногенных (обработка земли, выжигание растительности, сгорание топлива) процессов. Деятельность человека приводит к дополнительному накоплению углерода в атмосфере, которое катализирует парниковый эффект, что может привести к планетарному потеплению климата. Азот наиболее распространен на Земле в форме газообразного N2 атмосферы. И хотя азот важнейший компонент белков и нуклеиновых кислот, растения не могут непосредственно брать его из атмосферы. Они способны усваивать лишь связанный с кислородом или водородом азот, т.е. переведенный в другие химические формы - аммиак, ионы аммония, нитрат- и нитрит-ионы. Важнейшая часть цикла - связывание азота: азотфиксирующие бактерии, связывание в атмосферных процессах, промышленная фиксация. Последнее - возрастающая роль. Другой важный процесс цикла азота - восстановление нитрат-ионов до атмосферного азота. Осуществляется почвенными анаэробными бактериями - денитрификаторами. 5[CH2O] + 4NO3- + 4H+ --> 2N2 + 5CO2 + 7H2O Денитрификация - главная причина потерь азота в земледелии (до половины связанного в удобрениях азота уходит в атмосферу. Велика роль антрапогенного фактора в цикле азота. Прежде всего - промышленная фиксация азота (объемы сравнимы с природными). Основной метод фиксации - производство аммиака. Токсичный газ с резким запахом. Взаимодействует с кислотными осадками, образуя плотные туманы: NH3 + SO3 + H2O --> NH4(HSO4) Образование окислов азота при высокотемпературных процессах: N2 + O2 <--> 2NO; 2NO + O2 <--> 2NO2 В реакциях могут принимать участие свободные радикалы, образующиеся, например, в результате реакций в зоне автомобильного выхлопа: H3COO + NO <--> NO2+ H3CO. Оксиды азота обладают общетоксичным и раздражающим действием. Участвуют в образовании кислотных дождей и фотохимического смога (пероксиацилнитраты). Следует отметить среди веществ, обуславливающих антрапогенное воздействие, следует отметить нитриты и нитраты. В пищевой цепи из них образуются N-нитрозосоединения, в частности, нитрозамины. R2N-H + HO-N=O <--> R2N-N=O + H2O Обладают широким спектром токсического действия. Биогеохимический цикл серы имеет весьма своеобразную структуру. В эпоху образования земной коры сера существовала преимущественно в форме сульфидов металлов. Этому способствовали условия - высокая температура и недостаток кислорода в атмосфере. Воздействие появившейся позднее жидкой воды и углекислого газа привело к выделению сероводорода: CaS + CO2 +H2O = CaCO3 + H2S При взаимодействии с кислородом, под влиянием серобактерий сероводород окисляется до свободной серы: 2H2S + O2 = 2H2O + 2S При избытке кислорода образуется серная кислота: 2S + 3O2 + 2H2O = 2H2SO4 Последняя при взаимодействии с карбонатами дает сульфаты: CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O Помимо окислительных, в биогеохимическом цикле серы реализуются и восстановительные процессы (взаимодействие при повышенных температурах с органическими веществами): CaSO4 + CH4 ---> CaS + CO2 +2H2O ---> CaCO3 + H2S + H2O Кроме того, при участии растений и животных, сера из сульфатов встраивается в состав белка. Последний после гибели организма разлагается и сера выделяется в виде сероводорода. В естественном круговороте серы окислительные и восстановительные процессы сбалансированы. Действие антрапогенного фактора приводит к превалированию окислительных процессов: при выплавке металлов из сульфидных руд, производстве серной кислоты сульфиды постоянно переводятся в сульфаты. Это нарушает существующее кислотно-основное равновесие в окружающей среде и является одной из причин такого бедствия как кислотные дожди.