Дипломная работа: Возможности и особенности применения концепции "Экология и диалектика" в младших классах средней школы
2.2.3 Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы
К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:
1) возможное потепление климата ("парниковый эффект");
2) нарушение озонового слоя;
3) выпадение кислотных дождей.
Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.
Возможное потепление климата ("парниковый эффект")
В настоящее время наблюдаемое изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых "парниковых газов" - диоксида углерода (СО2), метана (СН,), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и др.
Парниковые газы, и в первую очередь СО,, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. По Г. Хефлингу (1990), атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой - почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.
В связи с сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд т условного топлива) - концентрация СО2 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1-1,5% в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных горных выработок, сжигание биомассы, выделения крупным рогатым скотом и др.). В меньшей степени растет содержание в атмосфере и оксида азота (на 0,3% ежегодно).
Важнейшим фактором антропогенного воздействия на глобальный климат является деградация биосферы, а следовательно, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы как основного фактора глобальной экологической безопасности. Человек, используя мощность порядка 10 ТВт разрушил или сильно нарушил на 60% суши нормальное функционирование естественных сообществ организмов (Данилов-Данильян, Горшков и др., 1995). В результате из биогенного круговорота веществ изъята значительная их масса, которая ранее затрачивалась биотой на стабилизацию климатических условий. На фоне постоянного сокращения площадей с ненарушенными сообществами деградированная, резко снизившая свою ассимилирующую емкость, биосфера, становится важнейшим источником повышенного выброса в атмосферу диоксида углерода и других парниковых газов.
2.2.4 Нарушение озонового слоя
Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области.
Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее название "озоновой дыры.
В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ-радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др.
Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем, и т.д.
Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение "озоновых дыр". Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона.
Ряд ученых продолжают настаивать на естественном происхождении "озоновой дыры". Причины ее возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли.
2.2.5 Кислотные дожди, их причина и вредное влияние
Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6).
Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы - свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям.
Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.
Закисление озер опасно не только для популяций различцых видов рыб (в том числе лососевых, сиговых и др.), но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других его обитателей. Озера становятся практически безжизненными.
В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров.
Закисление озер в мире (по данным "XXвек: последние 10 лет", 1992)
| Страна | Состояние озер |
| Канада | Более 14 тыс. озер сильно закислены; каждому седьмому озеру на востоке страны нанесен биологический ущерб |
| Норвегия |
В водоемах общей площадью 13 тыс. км2 уничтожена рыба и еще на 20 тыс. км2 - поражена |
| Швеция | В 14 тыс. озер уничтожены наиболее чувствительные к уровню кислотности виды; 2 200 озер практически безжизненны |
| Финляндия |
8% озер не обладают способностью к нейтрализации кислоты. Наиболее закисленные озера - в южной части страны |
| США | В стране около 1 тыс. подкисленных озер и 3 тыс. почти кислотных (данные фонда охраны окружающей среды). Исследования АООС в 1984 г. показали, что 522 озера имеют сильную кислотную среду и 964 находятся на грани этого |
2.2.4 Основные понятия и законы экологии
К становлению основных понятий и принципов современной экологии вел долгий путь рассматриваемого его в виде календаря экологических событий
Календарь экологических событий (по Г.С. Розенбергу, с изменениями и дополнениями)
| Годы | Автор | Страна | Экологическая информация |
| VI-IV вв. до н.э. |
Древняя Индия |
Эпические поэмы "Махабхарата" и "Рамаяна" - описан образ жизни и местообитания примерно 50 видов | |
| 490-430 гг. до н.э. | Эмпедокл из Акраганта | Древняя Греция | Рассмотрел связь растений со средой |
| 384-285 гг. до н.э. | Аристотель | Древняя Греция | "История животных" - классификация животных, имеющая экологическую окраску |
| 370-285 гг. до н.э. | Теофраст (Феофраст) | Древняя Греция | "Исследования о растениях" - описал около 500 видов растений и их сообщества |
| 79-23 гг. до н.э. | Плиний Старший | Древний Рим | "Естественная история" - обобщил данные по зоологии, ботанике, лесному хозяйству |
| 1749 | Линней К. | Швеция | "Экономия природы" - типология местообитаний. Основы систематики |
| 1749 | Бюффон К | Франция | "Естественная история" - идеи изменчивости видов под влиянием среды |
| 1798 | Мальтус | Англия | "Опыт о законе народонаселения" - предложил уравнение геометрического (Экспоненциального) роста популяции. Первая математическая модель роста популяции |
| 1802 | Ламарк Ж.Б. | Франция | "Гидрогеология" - заложил основы концепции о биосфере. Предложил термин "биология" |
| 1809 | Ламарк Ж. Б | Франция | "Философия зоологии" - представление о сущности взаимодействия в системе "организм - среда" |
| 1836 | . Дарвин Ч | Англия | Кругосветное путешествие на корабле "Бигль" - экологические наблюдения и описания, легшие в основу фундаментального труда "Происхождение видов... " |
| 1840 | Либих Ю | Германия | Сформулировал "закон минимума" (лимитирующих факторов) |
| 1845 | Гумбольдт А. | Германия | "Космос", в пяти томах. Законы географической зональности и вертикальной поясности в распределении растений и животных |
| 1859 | Дарвин Ч. | Англия | "Происхождение видов..." приводится большой материал по влиянию абиотических и биотических факторов среды на изменчивость организмов |
| 1861 | Сеченов И.М. | Россия | "... организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него" |
| 1866 | Геккель Э. | Германия | Предложил понятие "экология": ". биология смешивается с экологией, с наукой об экономии, об образе жизни, о внешних жизненных отношениях организмов друг с другом" |
| 1870 | Спенсер Г. | Англия | "Изучение социологии" - заложил основы экологии человека |
| 1875 | Зюсс С | Австрия | Предложил понятие "биосфера" |
| 1877 | Мебиус К. | Германия | Предложил понятие "биоценоз" - сообщество живых организм |
| 1895 | Варминг Е. | Дания | "Экологическая география растений" - впервые использовал термин "экология" по отношению к растениям. Предложил понятие "жизненная форма" |
| 1896 | Хэдсон У. | Англия | "Основы геоэкологии" - первый вузовский учебник, написанный коллективом преподавателей факультета географии и геоэкологии С. - Петербургского гос. университета |
| 1910 | Решением III Международного ботанического конгресса закреплено разделение экологии на экологию организмов (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию) | ||
| 1898 | Шимпер А. | Германия | "География растений на физиологической основе" - одна из первых работ по экофизиологии |
| 1903 | Раункиер К. | Создал учение о жизненных формах растений на основе понятия, введенного Вармингом | |
| 1911 | Шелфорд В. | США | Сформулировал закон толерантности |
| 1912 | Морозов Г.Ф. | "Учение о лесе" - классическая работа по изучению лесных сообществ | |
| 1915 | Высоцкий Г.Н. | Россия | Предложил понятие "экотоп" - местообитание |
| 1915 | Пичосский И. К, | Россия | Предложил понятие "фитоценоз" - растительное сообщество |
| 1918 | Гамс Ж. | Швейцария, Австрия | Предложил понятия "биоценология" - наука о сообществах живых организмов - и "фитоценология" - наука о растительных сообществах |
| 1921 | Берроуз Х | США | "География как человеческая экология" - сформулировал задачу изучения взаимоотношения человека и территории, на которой он проживает |
| 1926 | Вернадский В.И. | Россия | "Биосфера" - определил глобальных функции живого вещества |
| 1927 | Леруа Э. | Франция | Предложил понятие "ноосфера". Его дальнейшее развитие содержится в трудах Тейяр де Шардена и В.И. Вернадского |
| 1933 | Кашкаров Д.Н. | Россия | "Среда и сообщество", "Основы экологии животных" - первые отечественные учебники по экологии |
| 1935 | Тенсли А. | США | Предложил понятие "экосистема" |
| 1939 | Тролль.К. | Германия | Обосновал новое научное направление - "экология ландшафта" |
| 1942 | Сукачев В.Н. | Россия | Предложил понятие "биогеоценоз". Заложил основы биогеоценологии |
| 1942 | Линдеман Р. | США | Развил представление о трофических уровнях и "пирамиде энергий" (правило 10%) |
| 1944 | Вернадский В.И. | Россия | "Несколько слов о ноосфере" |
| 1963 | Сочава В.В. | Россия | Предложил понятие "геосистема" |
| 1968 | Дж. Форрестер, Д. Мидоуз | Италия | Идеи глобальной экологии в работах "Римского клуба" |
| 1971 | Одум Ю. | США | "Основы экологии" - один из лучших современных учебников по экологии. Русские переводы - 1975 и 1986 гг. |
| 1971 | Коммонер Б. | США | "Замыкающийся круг". Сформулировал четыре закона экологии. Русский перевод - 1974 г. |
| 1994 | Реймерс Н.Ф. | Россия | "Экология": теории, законы, правила, принципы и гипотезы современной "большой экологии" |
| 1994 | Россия | "Основы геоэкологии" - первый вузовский учебник, написанный коллективом преподавателей факультета географии и геоэкологии С. - Петербургского госуниверситета |
