Реферат: Совместное действие температуры и влажности. Экологические системы, биоценоз, биоциклы

4.1.5. Круговорот кислорода.

В круговороте кислорода отчетливо выражены активная геохимическая деятельность живого вещества, его первостепенная роль в этом процессе. Биологический цикл кислорода является планетарным процессом, который связывает атмосферу и гидросферу с земной корой. Ключевые звенья этого круговорота: образование свободного кислорода при фотосинтезе в зеленых растениях, потребление его для осуществления дыхательных функций всеми живыми организмами, для реакций окисления органических остатков и неорганических веществ (например: сжигания топлива) и другие химические преобразования, ведущие к образованию таких окисленных соединений как диоксид углерода и вода, и последующему вовлечению их в новый цикл фотосинтетических превращений.

Если исходить из массы кислорода, синтезируемого протяжении года (с учетом потраченных на процесс дыхания 15%), то можно считать, что ежегодно зеленая растительность нашей планет продуцирует примерно 300-109 т кислорода. Около 75% этого количества выделяется растительнос­тью суши и немногим более 25 % — фотосинтезирующими организмами Ми­рового океана (В. В. Добровольский, 1980).

Расчет полного прохождения через всю систему круговорота всего атмос­ферного кислорода можно представить так. Масса атмосферы равна 5,2-1015т, на долю кислорода приходится 23,3 % этого количества. Следовательно, в га­зовой оболочке Земли содержится око­ло 1,2-1015т кислорода. В процессе фо­тосинтеза растения ежегодно выделяют примерно 300 млрд т этого газа. Таким образом, за 4 тыс. лет фотосинтетичес­кие организмы могли бы «выработать» существующее количество кислорода (К. М. Сытникидр., 1987).

В растворенном состоянии свобод­ный кислород содержится и в природ­ных водах. По данным А. П. Виногра­дова, суммарный объем вод Мирового океана равен 137-1019л. В 1 л воды ра­створено от 2 до 8 см3 кислорода. Не­трудно подсчитать, что в водах Миро­вого океана находится (2,7...10,9)11012т растворенного кислорода.

Нельзя, разумеется, упускать из виду, что часть органического вещества захороняется, вследствие чего из годич­ного круговорота выводится связанный кислород.

А. М. Алпатьев (1983) дает следую­щую количественную оценку годичного круговорота кислорода на суше и в оке­ане (млрд т):

Поступление в процессе фотосинтеза на суше                       160

Поступление в процессе фотосинтеза в океане                      80

Биохимические потребления в океане                          78

Связывается в древесных насаждениях                                    27

Расход на биологическое окисление                             82

» » гетеротрофное дыхание на суше                              20

» » технологические процессы                                       20

» » процессы выветривания                                             6

» » усиление окислительных процессов на                  7

обрабатываемых землях

Захоронение с органическим веществом                                 1,5

Следует также учитывать использо­вание кислорода для процесса горения и других видов антропогенной деятель­ности. Предполагается, что в обозримой перспективе ежегодное суммарное по­требление кислорода достигнет 210...230 млрд т. Между тем ежегодное продуцирование этого газа всей фитосферой составляет 240 млрд.т.

Рис. 4.4. Упрошенная схема некоторых путей круговорота кислорода на Земле (Клауд, Джибор, 1972)

ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ, естест­венные ресурсы, часть всей совокупности природных условий су­ществования человечества и важнейшие компоненты окружающей его естеств. среды, используемые в процессе обще­ственного производства для целей удов­летворения материальных и культурных потребностей общества.

В свете научно-технической революции во­просы, связанные с природными ресурсами, выдвинулись в число самых насущных вопросов совре­менности. В связи с бурным развитием производительных сил, ведущим к погло­щению огромных количеств природного сырья, проблемы обеспеченности основ­ными его видами приобрели особую ак­туальность. Поскольку успешная борьба с загрязнением почвы, атмосферы и гид­росферы, оказывающим крайне отри­цательное влияние на сохранность природных ресурсов, требует согласованных действий ряда стран, проблемы защиты природных ресурсов носят гло­бальный характер. Энергетический кризис, раз­разившийся в капиталистическом мире в 70-х гг. 20 в., показал, что глубинные при­чины его лежат не столько в природных, сколько в политических и социальных факто­рах. Этот кризис не ограничился сферой энергетики, а в той или иной мере отра­зился на мн. отраслях хозяйственной деятслыюсти каппталистического мира.

Классификация природ­ных ресурсов и их значение с. Главные виды природных ресурсов — солнечная энер­гия, энергия приливов и отливов, внутриземное тепло, водные, земельные, мине­ральные (в т. ч. топливно-энергетиче­ские), растительные, ресурсы животного мира.

Помимо выделения природных ресурсов по принад­лежности к тем или иным компонентам природы, деления природных ресурсов на практически неисчерпаемые и исчерпаемые (которые, в свою очередь, подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые), природные ресурсы классифицируются также по характеру их использования в материальном произ­водстве (в области энергетики, промыш­ленности, сельского хозяйства и др. от­раслей хозяйства) и в непроизводствен­ной сфере (напр., оздоровительные), а также и по признаку одно- и многоцеле­вого использования.

Подготовленные к использованию и вовлекаемые в хозяйственный оборот природных ресурсов, превра­щаются в важный компонент обществ, производит, сил. Выявленные и ныне не используемые, но могущие быть ис­пользованными в будущем, при измене­нии условий техники и экономики, природные ресурсы. рассматриваются как потенциальные.

Важными этапами освоения природных ресурсов яв­ляются их выявление (разведка), изуче­ние, составление кадастров по отдельным видам (земельный кадастр, водный ка­дастр, таксация лесов и др.) и в терри­ториальном разрезе (природные ресурсы Земли в це­лом, суши, Мирового океана и его час­тей, крупных природных районов, от­дельных стран и др.). По современным представлениям, об­щее количество солнечной энергии, еже­годно получаемое Землёй, составляет примерно 5*1020 ккал, масса атмосферы Земли ок. 5,15*1015 т (из них 23% ки­слорода в свободном состоянии), ресурсы гидросферы почти 1,5 млрд. кл13, в т. ч. пресной воды в речных руслах 1,2 тыс.км3, ежегодная первичная продукция фито-массы в пересчёте на сухое органич. ве­щество, по различным данным, от 50 до 100 млрд. т (некоторыми авторами оце­ниваются до 350 млрд. т), общегеологич. запасы угля 10 —12 триллионов т, железных руд примерно 350 млрд. т, потенциальные запасы природного газа 130—140 триллионов м3.Распределение природных ресурсов характеризуется большой неравно­мерностью, что служит естественной ос­новой для развития территориального разделения тру­да. В условиях капиталистической экономики неравномерность порождает глубокие со­циальные противоречия между странами и районами. Примером неравномерности к размещении ресурсов может служить распределение запасов нефти; так, из общей суммы разведанных в капитали­стических развивающихся странах запасов нефти на начало 1974 (71,3 млрд. т) приходится на Ближний и Средний Вос­ток 67%, Африку 12,5%, Юго-Вост. Азию и Дальний Восток 3% , Сев. Америку 9%, Центр, и Юж. Америку 5,5%, Зап. Ев­ропу 3%. Между тем подавляющая часть нефти потребляется в Сев. Америке (прежде всего в США), в индустриаль­но развитых капиталистических странах Западной Европы и в Японии.

Познание человечеством природных ресурсов постоян­но расширяется, при этом используются новейшие технические средства (искус­ственные спутники Земли, сверхглубо­кое бурение и т. д.).

Велика роль научно обоснованных оценок природных ресурсов, имеющих всегда конкрстно-исторический характер. Основные типы оценок: технологическая (производственная), эко­номическая (выраженная в количе­ственно определённых экономич. катего­риях), социальная. Правильная оценка природных ресурсов — необходимое условие достиже­ния наибольшего эффекта от их исполь­зования.

История использования природных ресурсов. На ран­них этапах развития общества важное значение для удовлетворения потребно­стей населения имели охота и рыболов­ство. В совершенно незначительных размерах использовались минеральные, ресурсы (камень) для изготовления простейшнх орудий. На последующих этапах развития перво­бытного общества, а затем докапиталистических классовых формаций в связи с зарождением и ростом земледелия и жи­вотноводства стали использоваться почвенно-климатич. ресурсы, естественные ре­сурсы кормов и вода для орошения. Начали применяться некоторые металлы и их сплавы (бронза, золото, железо и др.) для изготовления орудий труда, оружия, культовых предметов и украше­ний, а также новые источники энергии (сила ветра и воды, тяговая сила домаш­них животных).

В период развития капитализма и его безраздельного мирового господства про­исходило быстрое увеличение масштабов использования естественных ресурсов вообще и прежде всего ресурсов минер, сырья и топлива. По подсчётам В. И. Вернад­ского, человек использовал в производ­стве в древние века 19 химических элементов, в начале 20 в. уже 59 (ныне же практи­чески все открытые элементы). За это время во много раз возросла добыча чёрных и цветных металлов, угля (ещё в начале 19 в. его добывалось во всём мире 12—13 млн. т, и 1900 — свыше 700 млн. т в пересчёте на условное топ­ливо), нефти, газа, разных видов химического сырья и минер, строит, материалов. Уси­ленно вырубались леса с целью получе­ния древесного сырья для промышленности и об­ращения лесных угодий в сельскохозяй­ственные, занявшие обширные площади. Рост производит, сил сопровождался ог­ромным ущербом, который наносился природным ресурсам их нерациональным использованием, свойственным самой природе капитализ­ма. «Капиталистическое производство развивает технику и комбинацию обще­ственного процесса производства лишь та­ким путем, что оно подрывает в то же самое время источники всякого богатст­ва: землю и рабочего» (Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 23, с. 515). Особенно хищнически разграблению капиталистическими монополиями подвергались природные колониальных и полуколониальных стран. Одновременно ухудшалось состояние всей природной среды, поскольку при использовании природных ресурсов человек вступает прямо или косвенно во взаимодействие со всей окружающей его природой.

Победа Великой Октябрьской социалистической ре­волюции в России, возникновение и развитие мировой системы социализма создали предпосылки для поворота в сто­рону рационального использования чело­веком природных ресурсов. В капиталистнческих странах, хотя гос. аппаратом и принимаются меры к более бережному отношению к природным ресурсам, практика капиталистических моно­полий в области освоения природных ресурсов продол­жает оказывать отрицательное влияние на взаимодействие общества и природы. Ныне вопрос коренного улучшения использования природных ресурсов и ресурсообеспечсния человечества имеет большую остроту. Из всей площади суши почти 45 млн. км2, или ок. '/з, уже занято пахотными, сенокосными, пастбищными угодьями, садами и плантациями. Леса занимают более 40 млн. км'* всей суши, из них весьма значит, часть разрабаты­вается (ежегодно заготавливается свыше 2 млрд. м3 древесины). Мировое потреб­ление важнейших видов полезных иско­паемых составило в 1970 по топливным ресурсам (в пересчёте на условное топ­ливо): угля—2,2 млрд. т. нефти — 2,9 млрд. т, газа — 1,4 млрд. т. Из др. видов минер, сырья в 1970 добыто: товарных железных руд порядка 750 млн. т, всех видов цветных и легирую­щих металлов (в капиталистич. и разви­вающихся странах)-—около 30 млн. т (по содержанию металла), потреблено ми­нер, удобрений — 60 млн. т питатель­ных веществ. Всего извлекается из при­родной среды ежегодно порядка 35— 40 млрд. т разных материалов и продук­тов. За счёт сжигания топлива связы­вается в год порядка 15—20 млрд. т свободного кислорода атмосферного воз­духа, а количество воды, забираемой еже­годно из источников, оценивается более чем в 56O млрд. т (которые частично без­возвратно теряются, частично нее сбрасы­ваются как сточные воды). Потребности в природных ресурсах быстро растут. По оценкам, для доведения в перспективе потребления первичных материалов и продуктов всем населением Земли до современного уровня их потребления в наиболее разнятых стра­нах нужно утроить суммарный объём их добычи, а по важнейшим видам полез­ных ископаемых (топливо, металлы) увеличить их добычу в 10 и более раз. С учётом же происходящего роста насе­ления и дальнейшего повышения уров­ня удельного расхода первичных ма­териалов и продуктов на душу населе­ния общая потребность в природных ресурсах будет ещё намного большей. Поэтому в целях из­бежания угрозы истощения природных ресурсов огром­ное значение приобретает разработка системы мероприятий, обеспечивающей усиленную разведку запасов нснозобнов-лясмых ресурсов, поиски новых источни­ков сырья, топлива и энергии (в т. ч. освоение термоядерной энергии, развитие производства синтетических материалов и др.), наиболее полное вовлечение в хоз. обо­рот разнообразных возобновляемых ре­сурсов, организацию более интенсивного использования этих видов ресурсов в эко­логически рациональных масштабах и формах. Вместе с тем' особую актуаль­ность имеют задачи предотвращения не­рационального использования природных ресурсв, эко­номного и улучшенного их использова­ния. Одним из важных путей решения этих задач является широкое применение вторичного сырья и комплексное исполь­зование природных ресурсов.

Расширение использования природных ресурсов со­провождается ускоренным ростом меж­районных и межконтинентальных пере­возок добытых первичных материалов.

Решение всех этих проблем в капиталистическом мире проходит в условиях конку­рентной борьбы монополистических объеди­нений за установление контроля над ис­точниками сырья, использования возни­кающих трудностей в обеспечении по­требностей в природных ресурсах для искусств, взвин­чивания цен на сбываемую монополиями продукцию, стремления к сохранению развивающихся стран в качестве постав­щиков разнообразного сырья, на которых приходится около 2/3 добычи песоциали-стич. мира нефти и боксита, '/з марган­цевой руды, 1/2 меди, 1/3 железной руды и свинца, 1/4 цинка, 2/5 фосфоритов.

Использование природных ресурсов в перспективе.. Исключительно важное значение имеет разработка новых технологических про­цессов, ведущих к резкому сокращению, а затем и устранению потерь при добыче (заготовке), переработке и использова­нии природных ресурсов Наряду с лучшим использова­нием естсственных ресурсов и расширением ресурсно-сырьевой базы высокую ак­туальность имеет задача охраны природы от загрязнения, связанного в значитель­ной мере с недостатками в организации и технологии эксплуатации ресурсов.

Всё это обусловливает необходимость строгого соблюдения эколого-экопомич. подхода к эксплуатации природных ресурсов.

Кардинальное решение указанных проблем осуществимо, в конечном счете, лишь в условиях планово развиваемого хозяйства, основанного на обобществле­нии средств производства. Научно-техническая    революция  открывает   широкие   возможности для достижения наиболее рационального использования   естественных   ресурсов   и   уве­личения ресурсообеспсченности современного,   че­ловечества и будущих поколений людей. [Использование возобновляемых ресурсов должно базироваться   на   принципах  ресурсооборота,  т. е.  на сбалансированном расходовании   и    возобновлении    их,    а также предусматривать расширенное воспроизводство   этих   ресурсов. При   эксплуатации    невозобновляемых ресурсов необходимо достижение резкого сокращения  потерь  сырья  в  недрах  при   добыче (по нефти, например, в капиталистических  и развивающихся странах они вставляют порядка 50 и более %), переработке и транспортировке, а также максималыюго    увеличения    «внутриобщественного» оборота   извлечённого  вещества природы  за  счёт  всемерной   утилизации вторичного   сырья.    Огромное   значение имеет   повышение   коэффициента   полезного использования  уже извлечённых из природы  видов   исходных   материалов   и продуктов (ныне из всей энергии, заключенной в добытом топливе, используется лишь одна четверть; при заготовке и пере­работке древесины допускаются значит, потери и т. п.), а также повышение сро­ка службы изделий длит, пользования.

Научно-технический прогресс открывает но­вые возможности замены истощающихся видов природных ресурсов другими их видами, в т. ч. разного рода синтетическими материалами (напр., замена изделиями из пластмасс дефицитных цветных металлов), делает доступными ранее не использовавшиеся месторождения бедных руд и массивы малоплодородных заболоченных или расположенных в засушливых районах ночв, позволяет реально осваивать огром­ные и разнообразные ресурсы Мирового океана.

Человечество, развиваясь по пути со­циального и экономии, прогресса, по пути к социализму и коммунизму, создаёт качественно новую технологию, обеспе­чивающую эффективное освоение природных ресурсов и поддержание необходимого экологического равновесия в природе. Оно, открывая и вовлекая в оборот принципиально новые источники сырья и энергии, осуществ­ляя планомерное управление использова­нием природных ресурсов, способно установить гармо­ничное взаимодействие между обществом и окружающей средой по обмену веществ и Масштабах и формах, удовлетворяю­щих в длительной перспективе растущие материальные и культурные потребности населения земного шара.

1. Большая советская энциклопедия.
2. Общая экология: Учебник для вузов А.С. Степановских М.:Юнити-Дана 2000-510с.
3. Сельскохозяйственная экология Н.Л. Урозаев, А.А. Вакулин, А.В. Никитин и др. М.: Колос, 2000-304с.
4. Агроэкология В.А. Черников, Р.М. Алексанин, А.В. Голубев и др.; под редакцией В.А. Черникова, А.И. Чекереса  М.: Колос 2000-536с.
5. Н.А. Воронков Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей – М.: Агар 1999-424с.