Екологія 11 клас

ТЕМА V ПРОБЛЕМА ЗМІНИ ЛАНОК КОЛООБІГІВ РЕЧОВИН І ПОТОКІВ ЕНЕРГІЇ

 

§12. Колообіг речовин і потоки енергії як основні системоутворювальні чинники.

Вплив антропогенних чинників на колообіги речовин, потоки енергії та інформації

 

Колообіг речовин і потоки енергії як основні системоутворювальні чинники. Колообіги речовин і енергії є ландшафтоутворювальними процесами, оскільки до них залучені всі компоненти ландшафту чи природного середовища. У результаті надмірного антропогенного впливу, надходження в навколишнє середовище продуктів техногенезу у процеси колообігів залучається все більше нових речовин. Так, із надр Землі щорічно видобувають 120-140 млрд тонн корисних копалин, із яких тільки 10 % реалізується в необхідну для людей продукцію. Решта видобутих речовин потрапляє у природні геосистеми і залучається у процеси колообігів.

Узагальнюючим поняттям процесів колообігу вважають біогеохімічний цикл - незамкнутий і незворотний процес колообігів речовин і потоків енергії між компонентами біосферної цілісності. Біогеохімічний цикл включає колообіг хімічних елементів з неорганічної природи через рослинні і тваринні організми назад у неорганічну природу. Він відбувається з використанням сонячної енергії і енергії хімічних реакцій.

Вплив господарської діяльності на колообіги речовин і потоки енергії. На сучасному етапі багатостороння діяльність людства охоплює всі ланки колообігів і вносить кількісні та якісні зміни у колообіги речовини і потоки енергії, ставлячи під загрозу їх безперебійне функціонування і нормальні умови життєдіяльності людини. У багатьох ланках природних колообігів господарська діяльність набула ролі головної сили, що змінює ці процеси. У результаті відбуваються зміни геохімічних параметрів навколишнього середовища, окремих його компонентів, що значною мірою негативно впливає на живі організми і здоров’я людей.

Часто хімічна рівновага в навколишньому середовищі порушується через недосконалість технологічних процесів, унаслідок високих втрат сировини під час видобутку, збагачення і транспортування, а також у результаті розсіювання матеріалів під час їх зношування. Так, лише через невідповідність технологій очищення сучасним масштабам виробництва в атмосферу щороку потрапляє близько 1 млрд тонн аерозолів і газів. Техногенні надходження окремих елементів і сполук в 10-100 разів перевищують природне їх надходження внаслідок

 

Мал. 26. Вирубування лісу на великих територіях призводить до порушення колообігу речовин

 

 

Мал. 27. Соціальна реклама Всесвітнього фонду охорони природи, спрямована проти вирубування лісів

 

вулканізму й вивітрювання. Особливо великим є внесення людством в біосферу таких елементів, як Na, Cl, Fe, Ті, В, F, Cu, Zn, Ва в кількості сотень тисяч і мільйонів тонн щорічно.

На колообіги основних біофільних елементів (карбону, нітрогену, фосфору, сульфуру, кальцію, калію, гідрогену і оксигену) значно впливають такі види антропогенної діяльності, як винищення на великих територіях лісів, розорювання степів і прерій, випалювання саван. Скорочення площі лісів (мал. 26, 27), руйнація ґрунтів, прискорена ерозія, порушення фотосинтезу океанічної рослинності спричинюють порушення і послаблення функціонування зв’язків ґрунту й рослинності, океану й рослинності тощо. Нині антропогенний твердий виніс досягає 10 млрд т/рік, що наближується за величиною до обсягів загальної глобальної денудації, яка становить 23-25 млрд т/рік.

Трансформація характеру підстильної поверхні геосистеми внаслідок розорювання, зведення лісів, меліорації тощо призводить до зміни величини альбедо, а через неї - і до зміни структури радіаційного балансу. Так, альбедо геосистем зі степовою рослинністю становить 19-23 %, а свіжозораних агроугідь на їхньому місці - 5 %; широколистих лісів 12- 17 %, а полів зернових культур на їхньому місці - 22-28 %. Відповідно змінюються і частка відбитої радіації, і тепловий режим нижніх шарів атмосфери. Зміна ланок колообігу води є причиною скорочення запасів прісних підземних вод, що ускладнює і без того актуальну проблему їх дефіциту.

Аргументи і факти

Будь-який аспект діяльності людини в геосистемі призводить до змін у ній інтенсивності потоків енергії. Причому змінюється величина та співвідношення не тільки внутрішньосистемних потоків, а й вхідних і вихідних. Через забруднення атмосфери аерозолями дещо збільшується відбита радіація, тому до геосистем може надходити менше енергії. Так, смог здатний зменшити її на 30-40 %.

Потоки вологи в геосистемі дуже чутливі до дії антропогенних чинників. Це дає змогу людині регулювати їх під час меліорації. Проте через недосконале врахування складних закономірностей водних потоків у геосистемах меліорація часто призводить до небажаних або катастрофічних наслідків.

Вплив лісу та лісонасаджень на водний режим досить істотний. Наприклад, у Карпатах суцільне зведення лісової рослинності спричинить збільшення поверхневого стоку на 266-302 мм, що відповідно призведе до збільшення річкового стоку, кількості паводків, зменшення запасів підземних вод тощо.

Потрапляючи в атмосферу, забруднювальні речовини досить швидко розсіюються. Осідаючи на поверхню листків і пагонів, а також у результаті газообміну ці речовини можуть проникати в рослини. За тривалої дії навіть невисоких концентрацій забруднювальних речовин у рослин виникають хронічні пошкодження.

Потрапляючи на поверхню ґрунту, забруднювальні речовини включаються у вертикальні потоки і при цьому можуть значно трансформувати їх налагоджений механізм. Проходячи крізь ґрунт, забруднені води можуть частково або повністю очиститись, але при цьому забруднюється сам ґрунт.

ВИСНОВКИ

Колообіги речовин і потоки енергії в природі є системоутворювальними процесами, оскільки вони пов’язують у єдине ціле компоненти природного середовища. Сукупність колообігів формує так звані біогеохімічні цикли - незамкнуті і незворотні потоки енергії і колообіги речовин між основними компонентами природного середовища. Зміна ланок колообігів речовин і потоків енергії процесами господарської діяльності спричиняє зміну геохімічної ситуації в середовищі енергетичного, водного, теплового балансів, призводить до формування геохімічних аномалій, скорочення запасів підземних вод, поживних речовин тощо.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити