Глава 14. Основы экологии................................................................................................................... 1 § 61. Экология как наука. Экологические факторы среды....

Страница 17 из 19

Эффективно фиксируют азот и клубеньковые бактерии. Растения поглощают соединения азота из почвы и синте­зируют органические вещества. Органика распространяется по цепям питания вплоть до редуцентов, разлагающих белки с выделением аммиака, преобразующегося далее другими бакте­риями до нитритов и нитратов. Аналогичная циркуляция азота происходит между организмами бентоса и планктона.

Денитри­фицирующие бактерии восстанавливают азот до свободных мо­лекул, возвращающихся в атмосферу. Небольшое количество азота фиксируется в виде оксидов молниевыми разрядами и по­падает в почву с атмосферными осадками, а также поступает от вулканической деятельности, компенсируя убыль в глубоко­водные отложения. Азот поступает в почву также в виде удоб­рений после промышленной фиксации из воздуха атмосферы.

Круговорот азота — более замкнутый цикл, нежели кругово­рот углерода. Лишь незначительное его количество вымывается реками или уходит в атмосферу, покидая границы экосистем. Круговорот серы. Сера входит в состав ряда аминокислот и белков. Соединения серы поступают в круговорот в основном в виде сульфидов из продуктов выветривания пород суши и мор­ского дна. Ряд микроорганизмов (например, хемосинтезирующие бактерии)

способны переводить сульфиды в доступную для рас­тений форму – сульфаты. Растения и животные отмирают, минерализация их остатков редуцентами возвращает соединения серы в почву. Так, серобактерии окисляют до сульфатов обра­зующийся при разложении белков сероводород. Сульфаты спо­собствуют переводу труднорастворимых соединений фосфора в растворимые.

Количество минеральных соединений, доступных растениям, возрастает, улучшаются условия для их питания. Ресурсы серосодержащих полезных ископаемых весьма зна­чительны, а избыток этого элемента в атмосфере, приводящий к кислотным дождям и нарушающий процессы фотосинтеза вблизи промышленных предприятий, уже беспокоит ученых. Количество серы в атмосфере существенно увеличивается при сжигании природного топлива. Круговорот фосфора.

Этот элемент содержится в ряде жизненно важных молекул. Его круговорот начинается вымы­ванием фосфорсодержащих соединений из горных пород и по­ступлением их в почву. Часть фосфора уносится в реки и моря, другая – усваивается растениями. Биогенный кругово­рот фосфора происходит по общей схеме: продуценты—> консументы—>редуценты. Значительные количества фосфора вносятся на поля с удобрениями. Около 60 тыс.

т фосфора ежегодно возвраща­ется на материк с выловом рыбы. В белковом рационе чело­века рыба составляет от 20% до 80%, некоторые малоцен­ные сорта рыб перерабатываются на удобрения, богатые по­лезными элементами, в т. ч. фосфором. Ежегодная добыча фосфорсодержащих пород составляет 1-2 млн. т. Ресурсы фосфорсодержащих пород пока велики, но в будущем человечеству, вероятно, придется решать про­блему возвращения фосфора в биогенный круговорот. Природные ресурсы.

Возможность нашей жизни, ее усло­вия находятся в зависимости от природных ресурсов. Биоло­гические и особенно пищевые ресурсы служат материальной основой жизни. Минеральные и энергетические ресурсы, вклю­чаясь в производство, служат основой стабильного уровня жизни. Ресурсы принято делить на неисчерпаемые и исчерпаемые. Энергия Солнца и ветра, атмосферный воздух и вода прак­тически неисчерпаемы.

Однако при современном неэкологич­ном промышленном производстве воду и воздух можно лишь условно считать неисчерпаемыми ресурсами. Во многих рай­онах в связи с загрязнением возник дефицит чистой воды и воздуха. Для того, чтобы эти ресурсы оставались неисчерпа­емыми, необходимо бережное отношение к природе. Исчерпаемые ресурсы делят на невозобновляемые и возоб­новляемые.

К невозобновляемым относятся утраченные виды животных и растений, большинство полезных ископаемых. Возобновляемыми ресурсами являются древесина, промысло­вые животные и рыбы, растения, а также некоторые полез­ные ископаемые, например, торф. Интенсивно потребляя природные ресурсы, человеку необхо­димо соблюдать природное равновесие. Сбалансированность ре­сурсов в круговороте веществ определяет устойчивость биосферы. 1.

Каким образом живые организмы участвуют в круговоро­те веществ? Где преобладает образование органического веще­ства, где происходит его минерализация? 2. Опишите круговорот воды. Какова роль лесов в его регуляции? 3. Как происходит круговорот углерода? Можно ли исклю­чить из круговорота растения? 4.

В чем особенности круговоротов азота, серы, фосфора? 5. Какие ресурсы требуют особенно бережного отношения? § 74 Хозяйственная деятельность человека и глобальные экологические проблемы Около 10-15% поверхности суши распахано, 25% представ­ляют собой полностью или частично окультуренные пастбища.

Если к этому добавить 3-5% поверхности, занятой транспор­тной сетью, промышленностью, зданиями и сооружениями, и около 1-2% территории Земли, поврежденной разработками по­лезных ископаемых, то окажется, что почти половина повер­хности суши видоизменена деятельностью человека. С развитием цивилизации ее негативный вклад в биосфер­ные круговороты увеличивается.

На каждую тонну промыш­ленной продукции приходится 20-50 т отходов. На каждого че­ловека в крупных городах приходится более 1 т пищевого и бытового мусора в год. Дисгармония в биосфере отражается как на растительном и животном мире, так и на здоровье людей. Множество загрязняющих веществ, попадая в почву, атмосферу и водоемы, накапливаются в тканях растений и жи­вотных и через пищевые цепи заражают организм человека.

Токсичные соединения способны заметно увеличивать количе­ство мутаций, приводящих к врожденным и наследственным отклонениям. Сопоставление данных по различным регионам планеты привело ученых к выводу, что не менее 80% рако­вых заболеваний вызваны химическим загрязнением среды. Загрязнение атмосферы в основном происходит от сжига­ния природного топлива транспортом, коммунальным хозяй­ством, промышленностью.

В городах на долю транспорта при­ходится более 60% загрязняющих веществ, на предприятия теплоэнергетики — около 15%, и 25% выбросов приходятся на промышленные и строительные предприятия. Основные загряз­нители воздуха — оксиды серы, азота, метан и угарный газ. У растений загрязнение атмосферы ведет к серьезным нару­шениям метаболизма и различным заболеваниям.

От сернис­того газа разрушается хлорофилл и затрудняется развитие пыльцевых зерен, высыхают и опадают листья и хвоя. Не менее пагубно воздействие и других загрязняющих веществ. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 100 млн. т оксидов серы, более 70 млн. т оксидов азота, 180 млн. т угарного газа. Кислотные осадки. Высокая концентрация загрязняющих веществ приводит к образованию кислотных дождей и смога. Кислотные осадки (дождь, снег, туман)

образуются при ра­створении в воде диоксидов серы и азота (SO 2, NO 2). Кислые осадки вымывают из листьев растений белки, аминокислоты, сахар, калий, повреждают верхний защитный слой. Растворы кислот вносят в почву кислую среду, вызывают вымывание гумуса, снижая количество жизненно важных солей кальция, калия, магния. Кислотные почвы бедны микроорганизмами, в них замедляется скорость деструкции опада, сокращение чис­ленности редуцентов нарушает сбалансированность экосистем.

Кислотные дожди уничтожают громадные экосистемы, вы­зывают гибель растений и лесов, превращают озера и реки в безжизненные водоемы. В США за последние 100 лет кислот­ные дожди стали в 40 раз более кислыми, около 200 озер ос­тались без рыбы, в Швеции 20% озер находятся в катастро­фическом состоянии. Более 70% шведских кислых дождей выз­вано выбросами других стран.

Около 20% кислых дождей в Европе – следствие выбросов окислов серы в Северной Америке. Смог. В нижних слоях атмосферы под действием солнеч­ного света загрязняющие вещества образуют крайне вредные для живых организмов соединения, наблюдаемые как туман. В больших городах количество солнечного света из-за смога уменьшается на 10-15%, ультрафиолетовых лучей — на 30%. Озоновые дыры.

В атмосфере на высоте 20-25 км расположе­но большое количество молекул озона (О3), поглощающего же­сткую часть солнечного спектра, губительную для живых орга­низмов. В 1982 г. ученые обнаружили дыру в озоновом слое над Антарктидой, в 1987 г. – над Северным полюсом. Ученые опа­саются, не возникнут ли дыры и над обитаемой частью земно­го шара. Это может привести к всплеску заболеваний раком кожи, катарактой, к нарушениям лесных и морских экосистем.

Претензии к содержанию