Файл: Ekologia_lektsia.docx

Огромную роль круговорота заключается в том, что она обеспечивает круговороты другим химическим элементам:

• Натрий

• Магний

• Кальций

• Железо

• Сульфиты и др. химические элементы

Все круговороты проходят с разной скоростью круговорот СО2 длится – 200-300 лет. Кислород – 2000 лет. Вода 2млн лет.

Одновременно с круговоротом энергии происходит перемещение потопа энергии

Все круговороты осуществляются благодаря солнечной энергии. Однако в солнечной энергии биогенных круговоротах преобразуются в химическую энергию связи (растения). Далее энергия используется по цепочке питания

Необходимо понять, что преобразованная солнечная энергия может использоваться один раз и использование этой энергии идет линейно через всю экосистему

Односторонний притоп энергии происходит в результате действия законов термодинамики:

1. Энергия может превращаться из одной формы в другую, но не может быть создана или уничтожена

2. Не один процесс, связанный с превращением энергии не может проходить без потерь в некоторой ее части. Часть энергии рассеивается в недоступную тепловую энергию, а, следовательно, теряется. Таким образом, живые организмы являются преобразователем энергии. Однако только растения преобразуют солнечную энергию в энергию химических связей. Все остальные живые организмы это преобразователи химических энергий связей. Передовая энергию по цепочке питания часть энергии теряется в виде тепла согласна закону 10%

Потоп солнечной энергии, входя в экологическую систему через растения в дальнейшем распространяется по двум типам трофических цепей.

Трофические цепи бывают:

• Пастбищные

• Деттридные

• Цепь выедания это цепь начинается с автотрофов – поедаются растительноядные – хищниками. От первого до четвертого порядка

Деттридные цепи (цепь выедания) – цепь начинается с деттрида, т.е. органических достатком. Далее поедаются микроорганизма с профитами, которые разлагают органику, а далее микроорганизмами поедаются микроорганизмами, которые участвуют в минерализации

Законы функционирования экосистемы

1. Получение ресурсов и избавление от отходов происходит в рамках круговорота всех элементов.

2. Энергия при превращении из одной формы в другую, то есть при совершении работы, частично переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающую среду.

3. Экосистема существует благодаря неисчерпаемой солнечной энергии.

4. «Закон максимизации энергии» - выживает та экосистема, которая способствует поступлению солнечной энергии и максимально эффективно ее использует.

07.11.12

Лекция 10

Экология почвы

Почва состоит:

1. Твердая фракция

2. Вода

3. Почвенный воздух

От физика химических свойств твердой фракции зависит свойства почвы

В почве существуют капилляры, по объему они составляют в среднем 50-60%, но бывают капиллярность около 20% и 80%

Почвенные капилляры заполнены водой и воздухом, оптимальное соотношение воды к воздуху 70/30%. При этом соотношении активно работают почвенные микроорганизмы, обеспечивают плодородие почв, а так же хорошо работает корневая система, обеспечивая высокую продуктивность растения

Почвообразовательный процесс

Участвует два процесса:

1. Геологический круговорот

2. Биологический круговорот

Геологический круговорот - материнская порода под воздействием физических факторов разрушается и превращается в рухляк. В результате обильных дождей часть рухляка смывается и расколы солей смываются в мировой океан, образуя осадочные породы. В результате тектонических явлений дно поднимается и становится сушей. Этот процесс начинается заново и продолжается до бесконечности.

Биологический круговорот - при формировании водных солевых растворов внутри биологического круговорота и при оптимальном термальном режиме водные растворы становятся хорошей питательной средой для поселения первых микроорганизмов. В результате жизнедеятельности микроорганизма, раствор переходит в другое состояние, которое является питательной средой для поселения первых растениий.

Растения в результате фотосинтеза выделяют кислород. Кислород вместе с дождем попадает в почву и активирует работу микроорганизма в почвах (следовательно, повышается плодородие почвы), а так же повышает активность корневой системы, (следовательно, повышается продуктивность растения). В результате фотосинтетическая активность растения увеличивается, а следовательно, в атмосферу выделяется больше кислорода. Кислород вновь попадает в почву и т.д.

Биологический круговорот протекает внутри геологического круговорота. Эти круговороты бесконечны и тянутся млн. и млрд. лет.

В современных условиях один сантиметр почвы формируется приблизительно 100 лет.

Почвообразовательный фактор

1. Материнская порода

2. Животный мир

3. Растительный мир

4. Климат

5. Рельеф и возраст страны

Материнская порода бывает трех происхождений:

• Магматическое

• Метаморфическое

• Осадочное

Магматическое происхождение – это магма, вышедшая наружу и далее кристаллическая структура и химический состав зависит от скорости его остывания.

Магма не имеет кристаллическую структуру - это стекловидное тело, которое богато химическими элементами - гагат. При медленном остывании хорошо выражена кристаллическая структура, которая объедена химическим составом, в основном представлен кремний и железом (в базальт)

Осадочная порода формируются из смывшихся в мировой океан магматических пород, растворов солей, остатков морских животных.

Метаморфическая порода – это осадочные и магма, преобразованные под действием температуры и высокого давления.

Рельеф и возраст страны

От рельефа местности зависит микроклимат, который регулируют почва образовательными процессами. Возраст страны, в результате неправильной политики и длительности этого периода, может быть изменен (растительный покров или же рельеф местности).

В результате, почвообразовательные процессы начинают идти в другом направлении

Факторы, разрушающие почву:

• Эрозия

• Засоление

• Уплотнение

• Опустынивание

• Химическое загрязнение

Эрозия

Бывает:

• Водная – в результате смывается вся почва до материнской породы.

Причины: за короткий период времени выпадает количество осадков значительно превышающую нормы за этот промежуток времени (например: норма 20 мм, а выпало 120 мм) в результате почвенные капилляры заполнились водой. Глинистые частички почвы максимально питают воду, в результате массы почвы стала очень высокой и при условии уклона территории в 4 и более градусов, вся почва до материнской породы смывается вместе с растительностью и сооружениями.

Если уклон до 4 градусов, то формируются овраги.

Меры борьбы:

1. Не допускать вырубку на склонах

2. Высаживать многолетние растения, укрепляющие структуру почвы

3. Не допускать с/х обработку почвы, а если выращивают с\х растения, то в этом случае обработку почвы проводить поперек склона и выращивать растения, не нарушающие структуру почвы

• Ветровая - это сдув верхнего плодородного слоя под действим силы ветра (скорость ветра – 3 и более м/с).

Меры борьбы:

1. Не допускать обработку почвы в открытой местности (например, целина), так как нарушается корневая система, удерживающая почвенный покров

2. Высаживать лесополосы

Засоление

Возможно в трех вариантах:

• Грунтовые воды расположены близко, грунтовая вода засолена. Летом в результате засухи соленая вода поднимается по почвенным капиллярам, вода испаряется, а соль остается на поверхности земли

• Грунтовая вода расположена близко (близко – это означает, что грунтовые воды находятся от поверхности почвы не глубже 2 метров), но вода не засолена. Однако, в почву внесли удобрение, а в результате обильных дождей (или снеготаяния), соли попали в грунтовые воды, и грунтовая вода стала соленой. Далее процесс засоления идет по первому варианту

• Грунтовая вода расположена глубоко, однако, между поверхностью почвы и грунтовыми водами расположена глинистая прослойка. В результате обильных дождей или снеготаяния над глинистым слоем формируется верховодка (верхняя вода). Далее процесс засоления идет по первому или второму варианту.

Меры борьбы:

1. Не допускать засоление в грунтовых вод, для этого недопустимо вносить удобрение осенью

2. А весной недопустимо вносить удобрение дробно

Засоленные почвы списываются

Уплотнение

В норме в почвенных капиллярах соотношение воды к воздуху должно быть 70:30. При нарушении этих условий снижается почвенное плодородие и продуктивность растений.

Нарушение 70:30 происходит в результате уплотнения.

Причины:

• Многократный выпас скота на одной территории

• Многократное прохождение техники по одной траектории пути

Опустынивание

Происходит при нарушении водно-термического режима в сторону повышения температуры и уменьшения влажности.

Оно может проходить везде, кроме Северного Полюса.

Пустыни бывают холодные и жаркие.

Меры борьбы:

• борьба с необоснованной вырубкой леса

Химическое загрязнение почвы

Источники загрязнения:

• Промышленные

• С/х производства

• Автотранспорт

Особо опасным загрязнителем являются тяжелые металлы – это химический элемент, у которых атомный вес более 40 у.е. и плотность объемная масса которого равна более 5 гр/см3

Действие тяжелых металлов на живой организм:

Тяжелые металлы не вступают в химические реакции, а изменяют ход метоболистических процессов. Каждый металл имеет конкретный орган, где идет его накопление.

Результат – нарушение функции этого органа, приобретение раковых опухолей и в конечном итоге смерть

Методы очистки почвы от тяжелых металлов

• снимаем загрязненный слой почвы (но данный метод экономически не выгоден). Возникает вопросы, куда деть эту почву и 1 см почвы формируется 100 лет

• высаживать растения, которые не реагируют на металл, а следовательно не накапливают их. Эти растения можно использовать в питании

• выращивать растения, которые накапливают металл. В этом случае почва очищается от тяжелых металлов, а растения накапливают его. Эти растения идут на микробиологическую переработку. При обработке микроорганизмами получаем металл чисто в чистом виде.

Результат: почва очищается, продаем металл в чисто виде, но метод дорогой.

• Для того, чтобы выращивать любые типы растений, но при этом почву не очищать от тяжелых металлов, необходимо:

1. Внести известь, если почва кислая. В этом случае металл перестает двигаться вертикально в сторону грунтовых вод

2. Вносим навоз (или любое другое органическое удобрение). В результате металл + органика = металлоорганический комплекс, который недоступен растениям.

14.11.12

Лекция 11

Экология мирового океана

Под мировым океаном понимается вся вода (вода грунтовых вод, морей, океанов, рек, а также атмосферная влага).

Глобальное значение мирового океана

1. Обеспечить постоянство климата

2. Обеспечить постоянство воды

3. Обеспечить постоянство газового постоянства атмосферы

Теоретически водные запасы бесконечны. Однако только 3% воды являются питьевой, и более третьей части находится в России.

Чистота воды обеспечивается работой микроорганизмов, а постоянство количества обеспечивается циркуляцией (воды).