Круговорот веществ в биосфере

Природные процессы могут  иметь катастрофический характер, например извержения вулканов, землетрясения, наводнения, что, однако, также составляет «норму»  природы. Эти и другие природные  процессы постепенно, с геологической скоростью, эволюционируют и в то же время в течение тысячелетий (на протяжении одного геологического периода) остаются в квазистатическом сбалансированном состоянии. При этом квазистатически протекают малый (биологический) и большой (геологический) круговороты веществ и устанавливаются квазистатические энергетические балансы между различными геосферами и космосом, что объединяет природу в единое целое. Круговороты веществ и энергии в биосфере характеризуются определёнными количественными параметрами, которые квазистатичны и специфичны для данного геологического периода и для каждого элемента земной поверхности в соответствии с их географией.

Обычно в качестве основных параметров, характеризующих  состояние окружающей природной  среды, выделяют следующие:

1. Энергетический:

Е = Е₀ + DЕ,

где Е₀ – запас энергии в системе в момент времени t₀;

DЕ – энергетический баланс системы за время Dt, т.е. в период от t = t₀ до t = t₀ + Dt .

2. Водный:

W = W₀ + DW,

где W₀ – запас воды в системе в момент времени t₀;

DW – водный баланс системы за время Dt, т.е. в период от t = t₀ до t = t₀ + Dt .

3. Биологический:

В = В₀ + DВ_в - DВ_m,

где B₀ – начальная биомасса;

DВ_в – биологическая продуктивность;

DВ_m – минерализация органики за время Dt .

4. Биогеохимический:

G = G₀ + DG_в - DG_g,

где G₀ – запас химических элементов в системе;

DG_в и DG_g – изменение запаса химических элементов вследствие биологического и геологического круговоротов веществ.

Эти параметры состояния  окружающей среды могут быть количественно  определены экспериментальным путём для каждой точки, района, крупного региона, природной зоны или ландшафтно-географического пояса, наконец, для земного шара в целом; они количественно характеризуют состояние и пространственную неоднородность среды.

Геохимический параметр состояния окружающей среды также существенно изменился, особенно в отношении биологического и геологического круговоротов. Под влиянием человеческой деятельности происходят большие изменения в распределении химических элементов в биосфере, природная и антропогенная трансформация веществ, а также переход химических элементов из одних соединений в другие. Природный биологический круговорот веществ нарушен человеком на площади, достигающей почти половины всей поверхности суши: антропогенные пустыни, индустриальные и городские земли, пашни, сады, вторичные низкопродуктивные леса, истощённые пастбища и т.д.

Нарушению геологического круговорота веществ способствовали такие факторы:

1. Эрозия почвенного покрова и возрастания твёрдого стока в океан;
2. Перемещение огромных масс земной коры;

3. Извлечение из недр значительных количеств руд, горючих и других ископаемых;
4. Перераспределение солей в почвах, грунтовых и речных водах под влиянием орошаемого земледелия;
5. Применение минеральных удобрений и ядохимикатов;
6. Загрязнение среды сельскохозяйственными, промышленными и коммунальными отходами;
7. Поступление в природную среду энергетических загрязнений.

Таким образом, исследование изменений параметров состояния  окружающей природной среды (хотя и  на качественном уровне) позволяет  сделать вывод об отсутствии в настоящее время глобального экологического кризиса. В то же время есть все основания считать теперешнее состояние биосферы нарушенным и аномальным. Такое состояние может перейти в кризисное, если человечество не проведёт специальные мероприятия по оздоровлению окружающей его среды.

 

 

 

 

 

Использованная  литература.

 

1. М.Д. Гольдфейн, Н.В. Кожевников, А.В. Трубников, С.Я. Шулов – «Проблемы жизни в окружающей среде. Учебное пособие». Химия. 1996г, №16.
2. А.А. Горелов. «Структура и функции экосистем». Экология. 1998г.