Реферат деградація навколишнього середовища - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і дипломних

Процес, в результаті якого знижується здатність екосистем підтримувати сталість якості життя. Екосистема в найзагальніших рисах може бути визначена як взаємодія живих організмів з їх оточенням. Результати такої взаємодії на суші - це зазвичай стійкі співтовариства, тобто сукупності тварин і рослин, пов'язаних один з одним, а також з ресурсами грунту, води і повітря. Область науки, що вивчає функціонування екосистем, називається екологією.

Природа екосистемних взаємодій варіює від чисто фізичних, таких, як вплив вітрів і дощів, до біохімічних, до яких можна віднести, наприклад, забезпечення метаболічних потреб різних організмів або розкладання органічних покидьків, яке повертає в середу ті чи інші хімічні елементи в формі, придатній для повторного використання. Якщо під впливом якихось факторів ці взаємодії стають незбалансованими, то змінюються внутрішні зв'язку в екосистемі, і її здатність забезпечувати існування різноманітних організмів може значно зменшитися. Найчастіша причина деградації навколишнього середовища - це діяльність людини, постійно завдає шкоди станом грунтів, води і повітря.

Природні зміни в екосистемах, як правило, відбуваються дуже поступово і є складовою частиною еволюційного процесу. Однак багато зміни викликані такими зовнішніми впливами, до яких система не пристосована. Найчастіше ці дії пов'язані з діяльністю людини, але іноді є результатом природних катастроф. Так, наприклад, виверження в 1980 вулкана Сент-Хеленс в північно-західній частині США привело до глибоких змін ряду природних екосистем.

Підтримка нормального функціонування наземних екосистем залежить від чотирьох чинників: якості води, якості грунту, якості повітря і збереження біорізноманіття.

Якість води. Життя в звичайних її формах залежить перш за все від кисню, що вивільняється при фотосинтезі з молекул води (H2O). Вода, що заповнює океани, озера і річки, покриває понад дві третини земної поверхні. Запаси її містяться також в льодах полярних шапок і льодовиків, у вигляді ґрунтових вод, а також в атмосфері у вигляді пари і дрібних крапель.

Надлишок біогенних елементів. Про якість води найчастіше судять за двома показниками, а саме за концентраціями в ній розчинених сполук азоту та фосфору. Обидва ці елементи абсолютно необхідні для завершальній стадії процесу фотосинтезу - серії біохімічних реакцій, в ході яких рослини, використовуючи енергію сонячного світла, синтезують різноманітні органічні речовини, що забезпечують їх існування і зростання. У «нормальних» умовах азот і фосфор зустрічаються в низьких концентраціях і можуть майже повністю споживатися рослинами в ході життєдіяльності. Якщо ж у зовнішнє середовище з тих чи інших причин цих елементів починає надходити дуже багато, то їх надлишок вже є забрудненням середовища. Основне джерело додаткової кількості азоту і фосфору в прісних водах - це вимивання (дощем і тане снігом) мінеральних (неорганічних) добрив з оброблюваних земель.

Накопичення в екосистемі надлишку біогенних елементів (перш за все азоту і фосфору) веде до порушення біологічної рівноваги, що проявляється в стрімкому збільшенні чисельності та біомаси якихось окремих компонентів співтовариства. Однак для інших видів того ж співтовариства виник дисбаланс може виявитися згубним. Так, при наявності у воді озера дуже великої кількості біогенних елементів в ньому розростаються водорості, і вони досягають такої високої чисельності, що можуть витратити майже весь міститься в воді вільний кисень і викликати загибель риб (т.зв. «замор»).

Кількість води. Крім якості води, що оцінюється хімічними або біологічними методами, для існування всіх наземних екосистем не менш важливо і сама наявність води в достатній кількості. Коли в якомусь регіоні виникає посуха, рівень грунтових вод різко знижується, що завдає істотної шкоди всій екосистемі. Дерева, які не здатні досягти своїм корінням грунтових вод, в'януть і гинуть; невеликі річки і дрібні озерця висихають, а вздовж річок, які ще існують і живлять залишилися озера і створені людиною водосховища, відбувається сильна ерозія грунту.

Иссушение тих чи інших місць майже завжди є результат діяльності людини, перш за все - знищення їм природного рослинного покриву. Позбавлена ​​рослинності, відкрита дії сонця і вітру, грунт дуже швидко втрачає міститься в ній вологу. Висихання робить грунт більш вразливою для ерозії, а ерозія, в свою чергу, знижує здатність грунту підтримувати рослинність і таким чином веде до ще більш сильного зневоднення. Інша поширена причина зниження рівня грунтових вод і осушення територій - надмірна експлуатація підземних водних ресурсів (через колодязі і свердловини).

Якість грунту. 98% всього продовольства людству дає земля. Безлісним просторів з багатими ґрунтами належить ключова роль і в поповненні водоносних горизонтів дощовими і талими водами. За деякими оцінками, починаючи з 1945 у всьому світі значної деградації піддалося ок. 17% (понад 1,2 млрд. Га) родючих земель, причому з них приблизно 9 млн. Га прийшли в повну непридатність.

Погіршення якості грунтів може відбуватися внаслідок різних причин, але основні з них - це урбанізація і ерозія.

Перші центри урбанізації виникали там, де природні умови дозволяли значної частини населення не брати участь безпосередньо у виробництві продуктів харчування. Не дивно, що кожне таке місто був з усіх боків оточений оброблюваних землями. Однак в 20 в. у міру зростання міст все більшу площу на прилеглих територіях почали займати дороги, звалища, місця поховання відходів, водосховища, рекреаційні комплекси і, нарешті, самі будинки. Значні площі перетворювалися по суті в непроникні поверхні (наприклад, покриті асфальтом); в результаті дощові і талі води замість того, щоб проникати через грунт і поповнювати підземні водоносні шари, відводилися в сторону, де швидко випаровувалися.

В даний час головний і повсюдно діє фактор деградації грунту - ерозія, яка в основному є наслідком помилок, що здійснюються людиною при експлуатації земель. В результаті водної ерозії верхній шар грунту змивається в 25 разів швидше, ніж на незайманих природних ділянках, а адже саме в цьому шарі накопичуються органічні речовини, що визначають родючість землі. Ерозія веде не тільки до втрати родючості: унесення водою дрібні мулисті частинки заповнюють водосховища, річки, озера і бухти, що абсолютно змінює характер середовища існування. Сприяє ерозії і практика нещадящей обробки землі, перевипасання худоби, зведення лісів, засолення і пряме забруднення хімікаліями.

Під нещадящей обробкою землі розуміється занадто часта оранка, обробіток ділянок на крутих схилах без попереднього терасування (формування плоских ділянок - терас, оточених валами), а також оранка великих площ землі, яка залишається відкритою для дії сонця і вітру.

Перевипас худоби і зведення лісів руйнують захищає ґрунт рослинний покрив, піддаючи її вітрової та водної ерозії. Дослідження, проведені в Африці (в Кот-д'Івуар), показали, що в рік з одного гектара схилу, вкритого лісом, зноситься приблизно 30 кг грунту, а з такого ж схилу після відомості на ньому лісу - вже по 138 т. Знищення ліси і руйнування трав'яного покриву також призводить до хімічних змін її складу.

Засолення - це безпосередній результат зайвого зрошення в регіонах, де дуже висока швидкість випаровування вологи. Солі, завжди присутні в природних водах, у міру випаровування води накопичуються в грунті.

Відходи сучасного технологічно розвиненого суспільства становлять серйозну загрозу для якості грунту. Заповнені сміттям котловани і місця поховання токсичних речовин майже ніколи не бувають повністю ізольовані від навколишнього середовища. Нелегальне викидання сміття на узбіччя доріг і цілком узаконене, але погано організоване поховання токсичних відходів вже призвело до втрати багатьох тисяч гектарів сільськогосподарських земель. Радіоактивне забруднення, викликане ядерною катастрофою в Чорнобилі, зробило непридатними для використання величезні території на Україні - одному з найбільш родючих сільськогосподарським регіонів Східної Європи.

Заходи, що вживаються для збереження грунтів, часто виявляються недостатніми і запізнілими. Наприклад, в африканській країні Малі втілення в життя програми відновлення лісів через брак коштів не встигає за темпами аридизации (осушення) і опустелювання земель. Навіть в регіонах зі стійким землеробством заходи з охорони грунту як і раніше вимагають вкладення значних коштів. Фермери та інші працівники сільського господарства, чиє благополуччя залежить від якості ґрунту, насправді рідко приділяють охороні земель належну увагу - адже в короткостроковій перспективі вживаються заходи можуть знизити родючість і зменшити доходи.

Якість повітря. Атмосфера є джерелом кисню і діоксиду вуглецю, необхідних для життєво важливих біохімічних процесів. Атмосфері належить також роль ковдри, яке підтримує температуру в межах, що допускають життя, і роль щита, який перешкоджає проникненню з космосу випромінювання, згубного для переважної більшості організмів (або, принаймні, значно його послаблює). Щоб ці найважливіші функції атмосфери зберігалися, її склад не може бути піддано серйозним змінам.

Земна атмосфера - це єдина система. Методи сучасної метеорології, зокрема спостереження із супутників, переконливо доводять найтісніший взаємозв'язок атмосферних явищ, відповідальних за стан погоди, на великих просторах земної кулі. Ефект від зміни атмосфери в якомусь одному регіоні в кінці кінців поширюється по всій атмосфері.

Зміни в атмосфері, викликані діяльністю людини, завжди пов'язані з викидом тих чи інших речовин, що розноситься далі вітрами. Найчастіше це викиди продуктів спалювання. У великій кількості надходять в атмосферу гази, відходи хімічного виробництва та радіоактивні речовини.

Найбільш очевидне забруднення - викид в атмосферу речовин, що надають прямий отруйний ефект на все живе. Однак деякі забруднюючі речовини виявляють свою дію через тривалий час. Наприклад, надходження в атмосферу хлорфторуглеродов (ХФУ), які використовуються в якості наповнювачів аерозольних упаковок, охолоджуючих агентів (фреонів) і хімічних розчинників, призводить до руйнування озону - газу, який утворює в стратосфері шар, який поглинає ультрафіолетове випромінювання Сонця. (Під дією ультрафіолетових променів молекули ХФУ розпадаються з вивільненням атомів хлору і оксидів хлору, які й руйнують озоновий шар).

Озонова діра. Власне кажучи, озоновий шар не є шаром в строгому сенсі цього слова: молекули озону присутні всюди в атмосфері, але на висоті 10-40 км над рівнем моря озон міститься в кількості 1 молекула озону на 100 000 інших молекул, тоді як на меншій висоті його концентрація нижче. Вираз «озонова діра» означає зниження концентрації озону в стратосфері над певними районами земної кулі. Найчастіше під «озонової дірою» розуміють весняне зниження вмісту озону над Антарктидою, але недавно виснаження озонового шару виявлено і в Північній півкулі.

Деякі вчені заперечували наявність безпосереднього зв'язку між викидами ХФУ і зменшенням вмісту озону в стратосфері на тій підставі, що, по-перше, відносно велика молекулярна маса ХФУ перешкоджає попаданню цих речовин в стратосферу в відчутному кількості, а по-друге, сполуки хлору, що надходять в верхні шари атмосфери з природних джерел, наприклад з морської води або при виверженні вулканів, повинні в значній мірі перекривати ефект, який чинить ХФУ. Однак фахівці в цій області вказують на те, що руху великих повітряних мас перемішують важкі і легкі молекули газів в рівній мірі і що містять хлор сполуки природного походження вимиваються з атмосфери дощами і тільки незначна кількість їх сягає стратосфери; в той же час ХФУ, нерозчинні у воді і хімічно вкрай інертні, зберігаються і в кінцевому підсумку потрапляють в стратосферу.

Багато що залишається неясним. Так, наприклад, не доведено, що інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, що досягає поверхні Землі, дійсно зростає. Крім того, ступінь сезонного зменшення вмісту озону коливається, з чого випливає, що на цей процес істотний вплив роблять якісь інші фактори на додаток до концентрації ХФУ; це можуть бути природні зміни в характері атмосферної циркуляції або виділення сірчаної кислоти при виверженні вулканів.

Парниковий ефект і глобальне потепління. Зі станом атмосфери пов'язана ще одна серйозна проблема, а саме зміни температури в масштабах всієї земної кулі. Внаслідок спалювання викопного палива (нафти, кам'яного вугілля, природного газу) і випалювання лісів в атмосферу викидається щорічно величезну кількість вуглецю. Певна частка його залишається зваженої в повітрі у вигляді дрібних твердих частинок, що перешкоджають проникненню сонячного світла, а отже, і процесам фотосинтезу. Значна частина викинутого в атмосферу вуглецю з'єднується з киснем, утворюючи діоксид вуглецю, що не тільки скорочує запас вільного кисню - потенційне джерело озону, а й сприяє утриманню атмосферою тепла. Зберігається в атмосфері тепло призводить до підвищення температури земної поверхні. Явище це широко відомо як «парниковий ефект».

Парниковий ефект не є, однак, чимось новим для Землі. Ізолюючий покрив атмосфери - природне утворення, що існує вже принаймні понад мільярд років і абсолютно необхідне для збереження життя. Встановлено, що природний парниковий ефект забезпечує в даний час підтримку середньої температури на поверхні Землі на 33 ° C вище тієї, яка спостерігалася б за відсутності атмосферного покриву.

Існує переконання, що зростання вмісту вуглецю в атмосфері може стати причиною посилення парникового ефекту і глобального потепління з ймовірними руйнівними наслідками. Деякі математичні моделі, що враховують підвищення концентрації СО2 в атмосфері, пророкують порівняно швидке зростання середньої температури на Землі на 5 ° C, що може привести до руйнування багатьох природних середовищ існування та сільськогосподарських угідь, а також до танення полярних шапок і затоплення прибережних міст.

Хоча 7 млрд. Т - величезна кількість, це лише мала частка від маси вуглецю, що виділяється в атмосферу природним чином. Дихання рослин, тварин і мікроорганізмів, біологічне розкладання органічних залишків і інші природні процеси в сумі дають щорічне надходження в атмосферу ок. 200 млрд. Т вуглецю на рік, що становить ту частину глобального кругообігу вуглецю, яка пов'язана з виділенням СО2. Крім того, що міститься в атмосфері вода (пари