Краткое содержание: Параграф § 70 / Биология 11 класс

Разрушение почвенного покрова

Почвенный покров является критически важным компонентом биосферы. Ежедневная деятельность человека, особенно распашка земель, приводит к постоянному антропогенному воздействию. Человек перемещает огромные массы почвы, значительно превышающие количество вещества, извергаемого вулканами. К числу антропогенных воздействий, влияющих на почву, относятся: вырубка лесов, чрезмерный выпас скота, орошение и осушение земель, а также разработка месторождений полезных ископаемых. Все эти действия изменяют характеристики почвы — её свойства, состав и структуру, что в итоге нарушает почвообразовательные процессы. Восстановление 2–3 см плодородного слоя требует от 200 до 1000 лет в благоприятных условиях. Минеральные вещества, ежегодно вносимые в почву в виде удобрений, в основном не восполняют естественных потерь, что может привести к истощению почвенных ресурсов менее чем за 50 лет.

Загрязнение пестицидами

Пестициды (от лат. pestis — зараза и caedo — убивать) — это химические соединения, применяемые для борьбы с вредителями сельского хозяйства (гербициды, инсектициды, фунгициды). К наиболее известным пестицидам относятся хлорорганические соединения, такие как ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан), гексахлоран и другие. Эти вещества высокотоксичны, подавляют активность большинства ферментов, оказывая негативное влияние на наследственность организмов, кроветворение и другие жизненно важные системы.

Эрозия почвы

Основная причина уменьшения площадей плодородных почв — нерациональное ведение сельского хозяйства. Эрозия — это разрушение и снос верхнего плодородного слоя почвы под действием воды (водная эрозия) и ветра (ветровая эрозия). В России от водной и ветровой эрозии страдают 132 млн га пахотных земель, из которых ежегодно теряется 0,5 млн га с потерей плодородного слоя до 1,5 млрд т. Меры борьбы с эрозией включают: правильную обработку почвы, внесение удобрений, снегозадержание, закрепление склонов, создание лесных полос и другие мероприятия.

Антропогенное влияние на климат

Деятельность человека оказывает значительное влияние на климат Земли. Орошение и осушение земель, а также строительство крупных гидротехнических сооружений и водохранилищ вызывают изменение климата планеты. Например, орошение усиливает испарение влаги из почвы, что снижает температуру поверхности, а это, в свою очередь, приводит к снижению температуры и относительной влажности приземного слоя атмосферного воздуха. Водохранилища увеличивают влажность воздуха и смягчают суточные колебания температуры на \( 2-3^{\circ} \text{C} \) в дневное время и на \( 5-10 \text{ км} \) по расстоянию. В результате, суточные колебания температуры на искусственно обводнённых территориях становятся более сглаженными.

Кислотные осадки

Кислотные осадки являются одной из острых экологических проблем, связанной с увеличением кислотности атмосферных осадков. Они образуются в результате выбросов промышленных предприятий оксидов серы, азота и углерода, которые взаимодействуют с атмосферной водяным паром, превращаясь в смесь сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот. Эти кислоты выпадают на поверхность Земли. Кислотные осадки наносят вред растениям (нарушают защитный слой кутикулы листьев), делают их более уязвимыми к вредителям и болезням. Проникая в почву, они вызывают выщелачивание алюминия и тяжёлых металлов, которые в форме нерастворимых соединений не усваиваются растениями. При повышении кислотности, эти вещества переходят в растворимые формы и оказывают токсическое действие на организмы.

Истощение озонового слоя

Озон \(\text{O}_3\) образуется из молекулярного кислорода \(\text{O}_2\) в атмосфере под воздействием энергии грозовых разрядов или коротковолнового солнечного излучения. Максимальная концентрация озона наблюдается на высоте \( 20-25 \text{ км} \), где озоновые молекулы образуют озоновый слой толщиной \( 2-3 \text{ мм} \). Этот слой служит естественной защитой всего живого от губительных коротковолновых ультрафиолетовых лучей. В начале XX века японские учёные обнаружили, что количество озона в южной полярной области уменьшается. В 1985 году появились сообщения о снижении озона над японской антарктической станцией «Сёва», что было названо «озоновой дырой». Установлено, что процесс разложения озона катализируется атомами хлора, образующимися, например, из хлорфторуглеводородов (фреонов): \[\text{CF}_2\text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{h}\nu} \text{CF}_2\text{Cl}\cdot + \text{Cl}\cdot\] \[\text{Cl}\cdot + \text{O}_3 \rightarrow \text{ClO}\cdot + \text{O}_2\] \[\text{ClO}\cdot + \text{O} \rightarrow \text{O}_2 + \text{Cl}\cdot\] Меры по защите озонового слоя включают постепенное сокращение, а к 2030 году — полное прекращение производства фреонов.

Парниковый эффект и глобальное потепление

Парниковый эффект — это явление, при котором некоторые газы атмосферы (водяной пар, углекислый газ \(\text{CO}_2\), метан \(\text{CH}_4\), оксиды азота и др.), называемые парниковыми газами, препятствуют остыванию поверхности Земли, задерживая инфракрасное тепловое излучение, исходящее от планеты. Основная роль в создании парникового эффекта принадлежит водяному пару и углекислому газу. Углекислый газ является главным антропогенным источником глобального потепления, так как образуется при сжигании ископаемого топлива. За последнее столетие содержание \(\text{CO}_2\) в атмосфере возросло в среднем на \( 10\% \). К 1990 году на Земле было сожжено 6 млрд т топлива, при этом образовалось примерно 20 млрд т \(\text{CO}_2\). Часть \(\text{CO}_2\) переходит в гидросферу и растворяется в воде океанов и морей, но большая часть остаётся в атмосфере, что приводит к усилению парникового эффекта и изменению климата. Некоторые учёные прогнозируют повышение среднесуточной температуры на Земле на \( 2-2,5^{\circ} \text{C} \) к концу XX века и на \( 6^{\circ} \text{C} \) к концу XXI века. Одним из последствий является повышение уровня Мирового океана на \( 1-2 \text{ м} \) в результате таяния ледников. Это может привести к затоплению прибрежных территорий Китая, Японии, Индии, Индонезии, Нидерландов, США и других стран.

Меры по защите климата

Мировое сообщество предпринимает ряд мер по защите климата. В 1992 году ООН приняла Конвенцию по климату, а в 1997 году — Киотский протокол. Целью этих документов является стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на безопасном для климата уровне. Это достигается за счёт использования возобновляемых источников энергии (солнца, ветра, тепла недр), энергосберегающих технологий и восстановления лесов на планете.