Геоэкология - Голубев Г.Н.
ISBN 5-89118-059-6
Скачать (прямая ссылка):
Пока же вследствие антропогенной деятельности, приводящей к повышенной эрозии почв, смыву фосфорных удобрений и сбросу неочищенных сточных вод интенсивность потоков фосфора в мире увеличилась. Это приводит к усилению процессов эвтрофикации водоемов. Общемировая величина потока фосфора в гидросферу оценивается величиной около 20 млн. т в год.
Глобальный цикл серы
Сера играет важную роль в биологических процессах, поскольку это необходимый компонент белков. Глобальный цикл серы отличается разнообразием биотических и абиотических процессов с участием различных компонентов в газообразной, жидкой и твердой фазах. С точки зрения геоэкологии, по-видимому, наиболее важны процессы обмена соединений серы между поверхностью суши и океана, с одной стороны, и атмосферой - с другой.
Из всех глобальных биогеохимических циклов основных биогенных элементов (С, О, Ы, Р, Б) цикл серы наиболее сильно нарушен деятельностью человека. Важнейшее антропогенное воздействие это эмиссия оксида серы БОг, возникающая благодаря сжиганию горючих ископаемых, прежде всего угля. Около 90% мировой эмиссии этого газа характерно для Северного полушария. С 1860 по 1980 гг. антропогенная эмиссия БОг увеличилась от 2 млн. т серы в год до 70 млн. т, то есть в 35 раз! В среднем антропогенный поток серы вдвое превышает естественный поток. Современный сток соединений серы по речным системам также более чем вдвое превышает его первоначальную, доиндустриальную величину вследствие эрозии почв, применения удобрений, выпадений из атмосферы и пр.
Антропогенное нарушение цикла серы определяет или серьезно влияет на ряд глобальных геоэкологических проблем, таких как аси-дификация экосистем, состояние озона в стратосфере и тропосфере и изменение климата.
* * *
Таким образом, экосфера характеризуется мощным и устойчивым притоком энергии извне и взаимосвязанными циклами вещества. При этом отличительная особенность естественных балансов энергии и вещества - высокая степень их сбалансированности. Выше мы
уже приводили пример глобального баланса углерода, замыкающегося, в рамках геологического масштаба времени, с точностью 10"8 (или 0,000001%!).
В настоящее время становятся весьма заметными воздействия человека как на энергетический баланс Земли, так и на глобальные циклы вещества. Медленная естественная эволюция экосферы была связана также с относительно малоинтенсивным потоком биогенных элементов, резко усилившимся в антропогенных системах, что приводит к повышению неустойчивости экосферы.
Как правило, естественные вещественно-энергетические круговороты и балансы экосферы и отдельных ее частей отличаются высокой степенью замкнутости, в то время как деятельность человека ведет к разомкнутости и, следовательно, к неустойчивости систем. Степень разомкнутости может быть оценена по средней скорости оборота вещества за год:
(Приход) - (Расход) (Приход)
Например, в целинной степи средняя скорость оборота углерода и других биогенов около нескольких тысяч лет. После распашки степи значительное количество углерода, азота и фосфора выносится из системы как в виде ежегодного урожая, так и вследствие водной и ветровой эрозии почв, а также и из-за других причин антропогенного происхождения (например, пожаров). Система становится разомкнутой, со средней скоростью оборота вещества, превышающей естественную в сотни и тысячи раз, и, следовательно, неустойчивой. Нарушения замкнутости как локальных систем, так и глобальных циклов приводят к серьезным геоэкологическим проблемам, которые будут детально анализироваться в последующих главах.
Следует подчеркнуть, что понимание циклов отдельных биогенных элементов намного превышает понимание механизма комбинаций циклов, то есть того, как эти процессы происходят на самом деле в экосфере.
Основные геоэкологические проблемы в их взаимосвязи с глобальными биогеохимическими циклами показаны в табл. 1.
Все антропогенные экосистемы, даже самые высокоурожайные, прекрасно возделываемые поля и хорошо ухоженные парки отличаются высокой степенью незамкнутости. С этой точки зрения, при-родно-антропогенные системы, такие как поля, сады, огороды, пастбища, лесные плантации, не говоря уже о городских системах, вно
Таблица 1. Взаимосвязь глобальных биогеохимических циклов и геоэкологических проблем
Биогеохи- Измене- Наруше- Загряз- Асидифи- Эвтро- Снижение есте- мический ние кли- ние озо- нение кация эко- фика- ственной биол. цикл мата нового слоя воздуха систем ция продуктивности Углерода + + + + Азота + + + + + + Фосфора + + Серы + + + + + сят все усиливающуюся неустойчивость в состояние экосферы. Это затрагивает основы функционирования экосферы и в конечном итоге ведет к многочисленным серьезным последствиям в социально-экономической и политической сферах.
11.4. Роль биоты в функционировании экосферы
Биота - это совокупность организмов, обитающих на какой-либо территории. Живые организмы играют огромную, определяющую роль в формировании и функционировании экосферы. Именно они превратили Землю в планету, резко отличающуюся от других. Биота обеспечивает стабильность экосферы, поддерживая оптимальные условия ее существования и гася возмущения.
