Биология /
почти всех
белков. Животные восполняют
потребности в сере, получая ее от
растений. В годы интенсификации
хозяйственной деятельности человека
поступление серы в атмосферу все
время возрастает (в виде, например,
окислов серы - сернистого газа SO2).
Растворяясь в воде, окислы образуют
кислоты. Имеет место выпадение
кислотных дождей, приводящих к
изменению экологической обстановки,
часто с негативными последствиями.
Кругооборот фосфора менее сложен,
поскольку его в газообразном
состоянии нет. Миграция фосфора
осуществляется за счет живых
организмов, а значительная часть
попадает в конечном счете в океан и
откладывается в осадочных породах.
Фосфор - сравнительно мало
распространенный элемент и, подобно
азоту и калию, часто бывает фактором,
лимитирующим продуктивность
экосистем. Фосфор - необходимый
компонент нуклеиновых кислот, АТФ,
белков и ряда жизненно важных
органических веществ.
Кругооборот воды осуществляется в
основном за счет энергии Солнца, но
организмы оказывают на него свое
регулирующее действие. Вода является
источником водорода, в которой
водород химически связан с
кислородом, а также донором водорода
при фотосинтезе, а сама по себе она
является составной частью живых
клеток. Роль ее заключается также в
том, что она - важный климатический
фактор и среда для водных организмов.
Круговорот воды называется
гидрологическим циклом, и в этом
цикле вода может находиться в
газообразном, жидком и твердом
состояниях. С поверхности океанов
испаряется больше воды, чем выпадает
над океанами в виде осадков. “Лишняя”
испарившаяся вода переносится в виде
пара атмосферными потоками,
выпадает в виде осадков над сушей и
поступает снова в океаны с
поверхностным речным стоком и через
грунтовые воды.
Доступная для наземных животных вода
составляет ничтожную часть от ее
общего количества - всего около
0.01%. Незначительная часть воды,
проходящей через тела растений,
разлагается при фотолизе воды на
кислород, выделяемый в атмосферу, и
водород, включаемый в состав
органических веществ. Много больше
воды растения расходуют на
транспирацию (поглощают воду из
почвы и испаряют в атмосферу).
Главнейшую роль в жизни на Земле
играет непрерывно поступающий
поток энергии Солнца: 10.5•1029
кДж/год (2.5•1020 ккал/год). 42%
солнечной энергии отражается Землей
в мировое пространство, 58%
поглощается атмосферой и почвой. Из
этого количества Землей излучается
более 20%, а 10% расходуется на
испарение воды с поверхности
Мирового океана. Падающая на Землю
солнечная энергия аккумулируется
зелеными растениями и поступает с
ними в другие организмы. Зеленые
растения образуют в год около 100
млрд т органического вещества,
содержащего около 1800•1015 кДж
(450•1015 ккал) энергии. Одновременно
они поглощают около 170 млрд т СО2,
выделяют около 115 млрд т О2 и
испаряют 16•1012 т воды (цифры
примерные, так как разные расчеты
дают различающиеся данные).
Образование органических веществ за
счет энергии Солнца -
эндотермический процесс, а окисление
- экзотермический процесс. Окисление
органических веществ в процессах
дыхания, брожения, гниения с
выделением тепла, Н2О и СО2 имеет
почти такие же масштабы, как и
процесс фотосинтеза.
Солнечная энергия определяет
масштабные климатические,
геологические и биологические
процессы. Под влиянием биосферы она
преобразуется в различные формы
энергии, вызывающие огромные по
масштабам и скорости превращения,
миграции и круговороты веществ,
увеличение и распространение
биомассы.
Человечество представляет собой
часть биомассы биосферы. Если на заре
своего становления человек полностью
зависел от окружающей среды, то с
развитием мозга человек сам
становится мощным фактором
дальнейшей эволюции на Земле.
Овладение человеком различными
формами энергии - механической,
электрической и атомной -
способствовало значительному
изменению земной коры и биогенной
миграции атомов. В.И.Вернадский
подчеркивал в своих трудах, что
воздействие человека на остальную
биосферу усилилось после появления
науки, что человечество стало
главнейшей силой, изменяющей
процессы в биосфере. Понятие о
ноосфере (греч. “ноос” - разум,
“сфера” - шар) впервые появилось в
начале XX в. Ноосфера первоначально
представлялась как своеобразная
“мыслящая” оболочка Земли, которая,
зародившись в конце третичного
периода, разворачивается над
растительным и животным миром - вне
биосферы. Ноосфера, по Вернадскому,
- это биосфера, преобразованная
трудом человека и измененная научной
мыслью. В.И.Вернадский рассматривает
переход от биосферы к ноосфере
(“сфере разума”) как естественный
процесс. Он писал: “...Все
человечество, вместе взятое,
представляет ничтожную массу
вещества планеты. Мощь его связана
не с его материей, но с его мозгом, с
его разумом и направленным этим
разумом его трудом. В геологической
истории биосферы перед человеком
открывается огромное будущее, если
он поймет это и не будет употреблять
свой разум и свой труд на
самоистребление... Человечество,
взятое в целом, становится мощной
геологической силой. И перед ним,
перед его мыслью и трудом, становится
вопрос о перестройке биосферы в
интересах свободно мыслящего
человечества как единого целого. Это
новое состояние биосферы, к которому
мы, не замечая этого, приближаемся, и
есть “ноосфера”...”.
Человечество, осознав огромную
ценность жизни, катастрофические
последствия преобразования пророды
(создание каналов, водохранилищ,
изменения русла рек, хищническое
использование природных ресурсов,
истребление лесов и т.п.), должно
проникнуться пониманием
экологических проблем и перейти к
равноправному сотрудничеству с ней.
Возникает необходимость создания
высокопродуктивных экологических
систем, поддерживаемых человеком,
наряду с сохранением и поддержанием
уже существующих. Необходимо вести
борьбу с хищническим использованием
природных ресурсов, загрязнениями
атмосферы, почвы и воды.
Охрана природы - совокупность
международных, государственных и
региональных мероприятий,
направленных на поддержание
природы в состоянии, соответствующем
эволюционному уровню современной
биосферы. Природоохранные
мероприятия должны быть
многоцелевыми и включать все
возможные пути ее реализации. На
первый план выступают мероприятия
по защите природной среды от
различного рода загрязнений:
устранение или снижение выбросов
ядовитых газов промышленными
предприятиями в атмосферу, спуска
загрязненных сточных и коммунальных
вод, загрязнения почвы и вод
пестицидами, радиоактивными
веществами, тяжелыми металлами,
снижение шумов и т.д. Для сохранения
флоры и фауны необходимо создание
охраняемых территорий: заповедников
- участков территории суши или
акватории со всеми природными
объектами, полностью исключенных из
всех видов хозяйственного
использования (на территории бывшего
СССР было более 150 заповедников);
заказников - участков территории суши
или акватории, где одновременно
запрещается использование