Что изучает геоэкология? Урок экологии Что изучает геоэкология? Начать. - презентация

1 Что изучает геоэкология? Урок экологии Что изучает геоэкология? Начать

2

3 Геоэкология – наука, изучающая необратимые процессы и явления в природной среде и биосфере, возникающие в результате интенсивного антропогенного воздействия, а также близкие и отдаленные во времени последствия этих воздействий. (В.Г.Морачевский)

4 Задачи геоэкологии Геоэкология решает следующие задачи: исследование источников антропогенного воздействия на природную среду и биосферу, их интенсивности и пространственно-временного распределения; создание и оптимизация геоинформационных систем, обеспечивающих непрерывный контроль за состоянием природной среды (биосферы), в основе которых лежат различные виды мониторинга; изучение уровня загрязнения и разрушения компонентов глобальной системы (атмосферы, Мирового океана, внутренних вод, литосферы, криосферы, биосферы), постоянный и повсеместный контроль их динамики; геологическое исследование устойчивости природной среды, подвергнутой антропогенному воздействию;

5 Задачи геоэкологии изучение антропогенной нагрузки на природные ландшафты и их функционирование как экосистем, нормирование и регулирование нагрузок на экосистемы разных иерархических уровней, исследование реакции биосферы на антропогенные процессы различного характера; оценка, прогноз и моделирование последствий антропогенных воздействий, проявляющихся в изменении состояния компонентов глобальной и региональной экосистем, в изменении интенсивности процессов тепло-массо- энергообмена между ними для разных временных масштабов; разработка рекомендаций по сохранению целостности природной среды и биосферы путем оптимизации хозяйственной деятельности и регламентации ресурсопотребления.

6 Основные аксиомы и законы геоэкологии Положение о составе элементов. В любой экосистеме в определенной мере присутствуют элементы разных геосфер. Системообразующая роль элементов неравнозначна. В.И. Вернадский ведущую роль отводил живому веществу: «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».

7 Основные аксиомы и законы геоэкологии Принцип симметрии П. Кюри. Симметрия порождающей среды отражается в симметрии тела, возникающего в этой среде. При взаимодействии природных систем со средой симметрия рассматривается как состояние пространства, характерное для среды, где происходит данное явление. Наряду с симметрией, П. Кюри придавал важное значение диссимметрии – исчезнувшим элементам собственной симметрии данного природного объекта.

8 Основные аксиомы и законы геоэкологии Аксиома В.Б. Сочавы об иерархической структуре биосферы. Биосфера представляет собой систему, организованную в виде множества подсистем различного уровня. Исследование экосистем допускает прием, когда сознательно отбрасываются отдельные элементы, роль которых, с точки зрения данной конкретной задачи геоэкологии, несущественна. Это положение отвечает принципу ограничения разнообразия информации Эшби. Его еще называют принципом «бритвы Оккама», который гласит: «Не следует делать посредством большего то, чего можно достичь посредством меньшего».

9 Что такое ландшафт? Ландшафт – это участок земной поверхности, однородный по своему происхождению и истории развития и ограниченный природными рубежами. Он характеризуется территориальной целостностью, генетическим единством, однородностью геологического строения, рельефа, климата, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов.

10 Классификация ландшафтов Одна из первых классификаций ландшафтов принадлежит В.П. Семенову-Тян-Шанскому, который по степени воздействия человека все пейзажи (так он называл ландшафты) подразделял на следующие: первобытные (девственные); полудикие (слабо затронутые влиянием человека); культурные (преобразованные); дичающие (частично самовозобновляющиеся в результате упадка человеческой культуры); одичавшие (с возобновлением всех элементов первобытного ландшафта).

11 Классификация ландшафтов Для Северо-Запада может быть использована следующая классификация : естественные; измененные (с нарушенным строением); окультуренные (преобразованные).

12 Естественные ландшафты Эти комплексы могут посещаться человеком, а также находиться под влиянием соседних измененных комплексов. Но все эти внешние по отношению к комплексу влияния не изменяют его структуры.

13 Искусственные ландшафты К этой группе относятся: Во-первых, антропогенно-естественные комплексы, т.е. возникшие под воздействием человека (прямым или косвенным), но в дальнейшем развивающиеся как естественные, без влияния человека, например, пойменные луга, которые образуются на месте вырубленного у реки леса. Во-вторых, к этой группе относятся антропогенно- восстанавливаемые комплексы, т.е. находящиеся в процессе своего восстановления. Так, сосновый зеленомошный лес, возникший под влиянием человека (вырубка коренного леса, пожар), через некоторое время превращается в ельник-зеленомошник, который является зональным типом для данного района. В-третьих, в эту группу входят антропогенно-деградируемые комплексы, формирующиеся при разрушении окультуренных (преобразованных) геокомплексов. Процессы, разрушающие структуру окультуренного комплекса, – это эрозия, засоление, заболачивание, возникновение развеваемых песков и т. п.

14 Окультуренные ландшафты Окультуренные (преобразованные) – целенаправленно измененные. Это главным образом урочища и фации, в основном соответствующие сельскохозяйственным типам использования земель: пашни, культурные пастбища, сады, насажденные леса и парки, плантации и т. п. Целесообразно различать три понятия: «антропогенное происхождение», «антропогенное изменение» и «антропогенное преобразование». Антропогенными по происхождению являются преимущественно простые системы – фации, урочища и реже местности (группы урочищ). Применительно к системам более высокого ранга лучше использовать понятие «антропогенное изменение» (ландшафты, округа, провинции и т. п.).

15 Культурные ландшафты Антропогенно-преобразованными могут быть только культурные ландшафты. Ю.Г. Саушкин дал следующее определение этому понятию: «Культурным ландшафтом называется такой ландшафт, в котором непосредственное приложение к нему труда человеческого общества так изменило соотношение предметов и явлений природы, что ландшафт приобрел новые, качественно иные особенности по сравнению с прежним, естественным своим состоянием». Сельскохозяйственные ландшафты – это ландшафты, измененные в процессе сельскохозяйственного труда населения (растениеводство, животноводство и другие отрасли). Под влиянием человека естественный растительный покров в них заменяется полевыми и луговыми культурами, а также фруктовыми садами, пасеками и т. п. Лесохозяйственные ландшафты – это ландшафты, измененные в процессе лесопользования. Наименее нарушены геосистемы, в которых преобладают леса, имеющие водоохранное, почвозащитное значение. Горнопромышленные ландшафты – это ландшафты, измененные в результате добычи полезных ископаемых, главным образом открытым способом. В данных системах происходит коренное изменение литогенной основы ландшафтов, почв, растительности.

16 Понятие природных ресурсов Природные ресурсы – это объекты и силы природы, используемые человеком для поддержания своего существования. К ним относятся солнечный свет, вода, почва, воздух, полезные ископаемые, энергия приливов и отливов, сила ветра, растительный и животный мир, внутриземная теплота и др.

17 Классификация природных ресурсов Природные ресурсы классифицируют по ряду признаков: по их использованию на: производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (рекреационные), эстетические, научные и др.; по принадлежности к тем или иным компонентам природы на: земельные, водные, минеральные, а также на животный и растительный мир и др.; по заменимости на: заменимые (например, топливно–минеральные энергетические ресурсы можно заменить ветровой, солнечной энергией); незаменимые (кислород воздуха для дыхания или пресную воду для питья заменить нечем); по исчерпаемости на: исчерпаемые; неисчерпаемые.

18

19 Неисчерпаемые ресурсы К неисчерпаемым природным ресурсам относятся преимущественно процессы и явления, внешние по отношению к нашей планете и присущие ей как космическому телу. Прежде всего – это ресурсы космического происхождения, например, энергия солнечного излучения и ее производные – энергия движущегося воздуха, падающей воды, морских волн, приливов и отливов, морских течений, внутриземная теплота.

20 Исчерпаемые ресурсы К исчерпаемым ресурсам относятся все природные тела, находящиеся в пределах земного шара как физического тела, имеющего конкретную массу и объем. В состав исчерпаемых ресурсов входит животный и растительный мир, минеральные и органические соединения, содержащиеся в недрах Земли (полезные ископаемые). По способности к самовосстановлению все исчерпаемые ресурсы условно можно классифицировать на возобновимые, относительно возобновимые и невозобновимые.

21 Возобнавимые и невозобновимые ресурсы Возобновимые ресурсы – это ресурсы, способные к восстановлению через различные природные процессыза время, соизмеримое со сроками их потребления. К ним относятся растительность, животный мир и некоторые минеральные ресурсы, осаждающиеся на дно современных озер и морских лагун. Невозобновимые ресурсы – это ресурсы, которые совершенно не восстанавливаются или скорость их восстановления настолько мала, что практическое использование их человеком становится невозможным. К ним относятся, в первую очередь, руды металлов и неметаллов, подземные воды, твердые строительные материалы (гранит, песок, мрамор и т. п.), а также энергоносители (нефть, газ, каменный уголь). Процесс эксплуатации природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества называется природопользованием.

22 Энергетический баланс Земли Обмен энергией, массой и информацией между компонентами природной среды осуществляется в результате воздействия на них единственного энергетического источника – Солнца. Ученые считают, что поток солнечной энергии, достигающей верхней границы атмосферы Земли, является постоянной величиной. Этот поток, отнесенный к единице поверхности за единицу времени, носит название «солнечной постоянной» (I 0 ) и имеет значение 1,38 кВт/м 2. Если пренебречь энергией других источников (геотермального тепла, морских приливов и др., то с точностью до 1% можно записать основное уравнение энергетического баланса Земли: R = (Is + i) (1 – A) – (Eз – Eа) Приход энергии Отток энергии к Земле от Земли

23 Энергетический баланс Земли R = (Is + i) (1 – A) – (Eз – Eа) Где: Is – прямая солнечная радиация, приходящая в единицу времени на единицу поверхности (суши, океана и др.); I – рассеянная солнечная радиация, приходящая в единицу времени на единицу поверхности; (Is + i) – суммарная солнечная радиация; А – альбедо поверхности; Eз – уходящее в космическое пространство длинноволновое (тепловое, инфракрасное) излучение поверхности Земли; Еа – встречное тепловое излучение атмосферы. Величина R называется радиационным балансом земной поверхности (имеет размерность Вт/м 2 в единицу времени: час, сутки, месяц, год и т. д.). Радиационный баланс по своему физическому смыслу характеризует соотношение прихода и оттока энергии от поверхности Земли.

24 Не менее важным уравнением, характеризующим процессы, протекающие в природной среде (без каких-либо антропогенных воздействий или после их проявления), служит уравнение теплового баланса: Где: R – радиационный баланс поверхности; – поток тепла от поверхности Земли к атмосфере (или наоборот), характеризующий энергию теплообмена поверхности с прилегающим к ней слоем атмосферы; – поток тепла от поверхности Земли внутрь деятельного слоя литосферы (или наоборот), характеризующий энергию теплообмена поверхности с почвой; W – слой выпавших осадков (или слой испарившейся с поверхности воды) в мм (1 мм слоя осадков составляет 1 кг или 1 л воды на 1 м2); L – теплота фазового перехода воды; L W – энергия, определяющая испарение (или конденсацию) воды; B – энергия, затрачиваемая на биологические, биохимические и биогеохимические процессы. Тепловой баланс Земли

25 Уравнение теплообмена Аналогичные рассуждения справедливы и для теплообмена между поверхностью Земли и деятельным слоем литосферы (почвой). Тогда, если за год, уравнение примет вид: R L×W Это уравнение имеет важное значение в ландшафтоведении, так как значение соотношения R/W позволяет судить о характере преобладающего ландшафта. Именно соотношение радиационного баланса (тепла) и количества осадков (влаги) определяет географическую зональность. Если R/W>1, то мы имеем дело с аридными пустынями, при R/W

26 Дополнительные материалы Дополнительные материалы Дополнительная информация на сайте: Выход