- •Тема 1.1. Основные положения и понятия в природопользовании
- •1.1. Основные положения и понятия в природопользовании
- •1.2. Природная среда
- •1.2.1. Образование биосферы и её строение
- •1.2.2. Круговорот веществ и энергии в природе
- •1.2.3. Роль и место человека в биосфере
- •1.3. Вода как составная часть биосферы
- •1.3.1. Основные качества воды в литосфере
- •1.3.2. Загрязнение воды и его последствия
- •1.4. Атмосфера земли
- •1.4.1. Значение и свойства атмосферы
- •1.4.2. Строение и состав атмосферы
- •1.4.3. Загрязнение атмосферы и его нормирование
- •1.5. Почвы
- •1.5.1. Значение почв, их состав и свойства
- •1.5.2. Разрушение и загрязнение почв
- •2.6. Качество окружающей среды и его нормирование
- •2.6.1. Оценка качества окружающей среды
- •2.6.2. Нормирование качества окружающей среды
- •2.6.3. Нормативы предельно допустимого уровня радиационного воздействия
- •2.6.4. Нормативы предельно допустимых уровней шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных воздействий
- •2.6.5. Комплексные нормативы качества окружающей среды в природопользовании
- •2.7. Мониторинг загрязнения и методы контроля качества окружающей среды
- •2.7.1. Мониторинг загрязнения окружающей среды
- •2.7.2. Методы мониторинга окружающей среды
- •2.7.3. Методы почвенного мониторинга
- •2.7.4. Методы контроля за уровнем загрязнения вод
- •2.7.5. Методы контроля степени загрязнения атмосферы
- •3.8. Основные виды природопользования и их сущность
- •3.8.1. Виды и формы природопользования
- •3.8.2. Лицензирование права деятельности в природопользовании
- •3. 8.3. Лимитирование природопользования
- •3.9. Основы рационального природопользования
- •9.1. Природные ресурсы и их классификация
- •3.9.2. Планирование, управление и прогнозирование использования природных ресурсов
- •3.10. Природозащитные мероприятия
- •3.10.1. Классификация и основные направления природозащитных мероприятий
- •3.10.2. Биотехнологии охраны окружающей среды
- •3.10.3. Использование возобновляемых источников энергии в области защиты окружающей среды
- •3.10.4. Основные направления развития малоотходных и ресурсосберегающих технологий
- •3.11. Глобальные природные и техногенные катастрофы на рубеже хх-хм вв.
- •3.11.1. Чернобыльская катастрофа
- •3.11.2. Катаклизм на Саяно-Шушенской гэс
- •3.11.3. Техногенная катастрофа в Мексиканском заливе
- •3.11.4. Природный катаклизм в Исландия
- •3.12. Международное сотрудничество в области природопользования
- •3.12.1. Национальные и международные природные ресурсы
- •3.12.2. Глобальные экологические проблемы
1.2. Природная среда
1.2.1. Образование биосферы и её строение
При освоении этой темы необходимо иметь в виду, что у Вселенной есть история — величайшее открытие XX в. [28]. Земля входит в Солнечную систему, которая в свою очередь является составной частью Вселенной, а та — частью космоса.
На Земле, как одной из планет Солнечной системы, возникшей примерно 4,5 млрд лет тому назад, условия, пригодные для зарождения и развития жизни, создавались естественно. Такие условия существуют объективно в части природной среды, которая называется биосферой. Этот термин и его понятие получили широкое применение в различных науках — биологической, геологической, технической, философской и социально-экономической. Основоположниками теории о биосфере были французский биолог Жан Ламарк (1802), австрийский геолог Эдуард Зюсс (1875) и наш соотечественник Владимир Иванович Вернадский (1926).
В ходе изучения темы необходимо усвоить общее представление о том, как менялись содержание понятия и представление о биосфере как объекте исследования, а также учение о биосфере как науке о геологическом теле, его строении и функциях.
Понятия и представления определяются особенностями взаимодействия Земли и космоса. Биосфера рассматривается как активная оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется в результате влияния солнечной энергии и длительного биохимического процесса. Её рассматривают как область распространения живого вещества, т.е. сферу жизни.
В биосферу входят:
нижняя часть атмосферы (тропосфера и нижняя часть стратосферы) высотой до 15...20 км, верхней границей которой служит защитный озоновый слой;
гидросфера на глубину 1...2 км;
литосфера — верхняя часть оболочки Земли глубиной до 4,5 км.
В каждой составляющей биосферы присутствуют и проявляют свои действия живые организмы. Студенту в ходе самостоятельного изучения темы следует усвоить, что биосфера представляется грандиозной равновесной системой с непрерывным круговоротом веществ и энергии, в котором активную роль играют микроорганизмы. Развитие биосферы определяется космосом, откуда поступают на Землю огромные потоки внешней энергии. Доминирующим источником энергии для Земли является Солнце. В биосфере энергия трансформируется, расходуется и связывается. Накопителями энергии в биосфере служат органические вещества.
На Земле космическая энергия расходуется:
на химические и физические процессы (тепловые, световые, шумовые, радиоактивные, электромагнитные и др.), происходящие в биосфере;
перемещение воздушных масс;
испарение воды;
выделение и поглощение газов;
растворение веществ.
Биосферу условно делят на составные части — живую (биоценоз) и неживую (геоценоз) природу. Науку, изучающую их взаимодействие, называют экологией. Систему взаимодействия живой и неживой природы называют биогеоценозом.
Основными компонентами биоценоза являются три группы организмов: растения, животные и микробы. В соответствии с этим выделяют экосистемы леса, озёр, морей с их компонентами.
Основными компонентами геоценоза являются минеральные вещества.
В процессе взаимодействия в системах биоценоза, геоценоза и биогеоценоза вещества движутся от одного компонента к другому, отражая общую закономерность круговорота веществ и энергии в природе.
Решающую роль в образовании биосферы играют автотрофные растения — единственная группа организмов, способная синтезировать органическое вещество из минерального.
В биосфере и во Вселенной существует два пути создания органического вещества:
с использованием радиационной энергии (фотосинтез);
жидкой энергии (хемосинтез).
При этом первый путь приводит к образованию в биосфере основного количества биомассы, а второй играет важнейшую роль в круговороте веществ и других процессах в биосфере.
В упрощённом виде процесс фотосинтеза представляется зависимостью
6СО2 + 6Н2О + 672 ккал = С6Н12О6 + 6О2.
В реальности процесс фотосинтеза представляется цепью более сложных реакций. Углеводы, образующиеся при фотосинтезе под влиянием солнечной энергии, из углекислого газа и воды превращаются в более сложные органические вещества - белки с выделением кислорода.
Коэффициент полезного действия (КПД) фотосинтеза на суше очень мал и составляет в среднем 0,3% [17], что объясняет малую концентрацию углекислого газа как в атмосфере, так и в гидросфере и сосредоточение его в литосфере.