Міністерство освіти І науки України Харківський автомобільно-дорожній технікум еколог І я

Вид материала

Лекція

Содержание Національна та глобальна екополітика. Міжнародне співробітництво в галузі охорони природи. Біотична регуляція як вихід з глобаль Предмет, метод і завдання дисципліни Основний об’єкт досліджень – Мета досліджень Структура сучасної екології Соціальна екологія Соціальна екологія – вивчає взаємодію людини та біосфери, місце людського суспільства у природі Методи екологічних досліджень Основні завдання сучасної екології РЕЗЮМЕ 1.Екологія 2.Основними ланками екологічної структурної ієрархії є організми, популяції та екосистеми. Властивості живої речовини Функції живої речовини. Кругообіг нітрогену Кругообіг карбону Кругообіг фосфору Кругообіг сульфуру Концепція ноосфери. Стратегія ""неорозкоші". Стратегія сталого розвитку. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Міністерство науки І освіти, молоді та спорту україни харківський національний університет, 157.11kb.
• Міністерство освіти та науки україни національний технічний університет "Харківський, 375.28kb.
• Міністерство освіти І науки України Департамент міжнародного співробітництва та європейської, 39kb.
• Міністерство освіти І науки україни міністерство економіки україни міністерство фінансів, 18.39kb.
• Міністерство освіти І науки україни, 28.03kb.
• Міністерство освіти І науки України Харківський національний університет радіоелектроніки, 399.18kb.
• Міністерство освіти І науки україни донецький обласний центр туризму та краєзнавства, 189.44kb.
• Міністерство освіти І науки україни харківський національний економічний університет, 975.59kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни харківський національний університет, 2554.82kb.
• Методичні рекомендації до проведення семінарських занять викладач А. В. Солнцева україна., 243.47kb.

Міністерство освіти і науки України

Харківський автомобільно-дорожній технікум


Е К О Л О Г І Я


Є.А. БАБИЧ







РОЗГЛЯНУТО І СХВАЛЕНО

на засіданні циклової комісії

загальноосвітніх дисциплін

Протокол № ______________

“____” __________________20 р.

Голова комісії _________І.В. САВЧУК


ЗМ І С Т

1. Предмет, метод і завдання дисципліни
   
2. Біосфера – глобальна екосистема
   
3. Людина і біосфера. Антропогенний вплив на
   

навколишнє середовище.

4. Природні ресурси. Екологічний моніторинг. Екологічне нормування
   
5. Екологічні проблеми атмосфери, гідросфери, літосфери та їх охорона. Біорізноманітність та його охорона.
   
6. Екологічні проблеми в галузях енергетики, промисловості, транспорту, комунального господарства, сільського господарства, військової справи, космосу, науки і культури. Проблеми урбоекології.
   
7. Основи радіоекології
   
8. Еколого-економічні основи природокористування
   
9. Екологічна експертиза
   
10. Екологічні проблеми України
    
11. Стратегія і тактика збереження життя на землі.
    

Екологія людини. Нова філософія життя. Екологічна культура. Екологічна етика. Екологічна освіта.

12. Національна та глобальна екополітика. Міжнародне співробітництво в галузі охорони природи. Біотична регуляція як вихід з глобальної кризи.
    

Лекція 1 Екологія природнича наука

Предмет, метод і завдання дисципліни


„Якби ви вчились так, як треба,

То й мудрість би була своя...”

Т.Г. Шевченко

„Почалася нова епоха в історії – епоха

розумної взаємодії людини з Природою,

де Природа виступає, як фундамент життя,

а не як сукупність ресурсів, з якої можна

черпати довічно...”

В. Данилов-Данильян,

К. Лосєв

Схаменіться люди!!!

Бо може прийти той час,

І нас на Землі не буде...


Формування екології як науки почалося в ХХ столітті й триває досі. Сучасна екологія з традиційної біоекології виросла в комплексну, складну, багатогранну інтегральну науку – лідера, стала філософією виживання людства – екологічною філософією.

Екологічна діяльність нині – обов’язкова, а здебільшого - одна з основних складових будь-якої сфери людської діяльності: промислового виробництва, енергетики, сільського й лісового господарства, транспорту, наукових досліджень, військової справи, культури, релігії та ін.

Після вивчення матеріалу теми студенти повинні :

Знати -історію становлення екології як науки;

-об’єкти і методи досліджень в екології;

-суть і особливості завдань, які стоять перед екологічною

наукою


Вміти

- дати визначення екології;

- охарактеризувати структурні підрозділи загальної екології;

- пояснити суть основних екологічних понять;

- охарактеризувати зв’язки екології з іншими науками.

Ключові поняття та терміни

• Екологія
  
• предмет екології
  
• структура екології
  
• біосфера – сфера існування живих організмів, які заселяють води, повітря літосфери і нижні шари атмосфери.
  
• Біоценоз – історично складена сукупність рослин і тварин, що населяють територію з більш-менш однаковими умовами існування(біотоп)
  
• Аутекологія – вивчає взаємозв’язки представників виду з оточуючим середовищем
  
• демекологія
  
• синекологія
  
• біосферологія –(глобальна екологія) вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з’ясовує закономірності еволюції біосфери.
  
• Екосистема - взаємозв’язаний природний або природно-антропогенний комплекс, утворений живими організмами і їхнім життєвим середовищем
  
• методи екологічних досліджень
  
• довкілля – оточення, у якому функціонує об’єт (повітря, вода, земля, флора, фауна тощо).
  
• завдання екології
  
• організм – будь яке живе тіло ( істота або рослина), індивід, особина, що характеризується всіма властивостями життя.
  
• Популяція – сукупність особин певного виду рослин, тварин чи мікроорганізмів, що населяють обмежену ділянку природного середовища.
  

І. Основи теоретичної екології


1.1. Предмет екології

Вперше термін „екологія” був запропонований німецьким біологом Е.Геккелем у 1886р. У дослівному перекладі (oikos – з грецької означає дім,

Logos – вчення. Екологія –це наука про „дім”, тобто про природу, що оточує нас.

„Екологія – це пізнання економіки природи, одночасне дослідження всіх взаємовідносин живого з органічними і неорганічними компонентами середовища” Геккель

Сучасна екологія ХХІ ст.. – це одна з головних фундаментальних комплексних наук про виживання на планеті Земля, завданням якої є пізнання законів розвитку і функціонування біосфери як цілісної системи під впливом природної і, головне антропогенної діяльності , а також визначення шляхів і засобів еколого-економічно збалансованого співіснування техносфери і біосфери.

Екологія ХХІ ст. – комплекс наук про будову, функціонування, взаємозв’язки багатокомпонентних і багаторівневих систем у Природі й суспільстві та засоби кореляції взаємного впливу техносфери і біосфери з метою збереження людства і біосфери.

Основний об’єкт досліджень –екосистеми всіх рівнів та їх елементи.

Предмет вивчення – особливості і розвиток взаємозв’язків всього живого між собою та з довкіллям, а саме:

• взаємозв’язки між живими організмами, їх групами різних рангів;
  
• взаємозв’язки між живими і неживими компонентами екосистем;
  
• особливості впливу природних і антропогенних чинників на функціонування екосистем та біосфери в цілому.
  

Мета досліджень – визначення оптимальних шляхів координації

гармонійного еколого-економічно збалансованого співіснування техносфери і біосфери, принципів і критеріїв ефективної локальної, регіональної та глобальної екополітики.

Структура сучасної екології

Впродовж останніх десятиліть сформувалося близько 90 напрямів і піднапрямів сучасної екології, які умовно поділити на чотири великих блоки:

-біоекологія – екологія живих організмів –є головною складовою сучасної екології. До її складу входять:

-аутекологія – ауто -„сам” грецьке -(1896р. Шретер) вивчає взаємовідносини окремого організму з довкіллям. Розділ біоекології, що вивчає пристосовуваність окремих видів рослин і тварин до умов проживання та спосіб життя виду на рівні організмів і популяцій.

-демекологія –( від гр. demos - народ та екологія, 1963 р., Швердтфегер) вивчає популяції та їхній взаємозв’язок між собою і з довкіллям;

синекологія –( від гр. syn – разом та екологія, 1902р., Шретер ) – вивчає закономірності і співіснування організмів, їх угрупувань між собою та з навколишнім середовищем .

Геоекологія - вивчає взаємовідносини організмів і середовище їх існування в різних географічних зонах; розглядає екологічні наслідки екологічних процесів, видобутку корисних копалин; займається екологічним картографуванням.

Техноекологія - вивчає обсяги, механізми і наслідки впливів на довкілля і здоров’я людини різних галузей і об’єктів людської діяльності; займається розробкою регламентацій природокористування і технісних засобів охорони природи, проблемами утилізації відходів виробництва і відтворення зруйнованих екосистем, екологізацією виробництва.

Соціальна екологія розділ екології, що досліджує специфічну роль людини в довкіллі не як біологічного виду, а як соціальної істоти, відмінності цієї ролі від функції інших живих істот, вивчає шляхи оптимізації взаємовідносин людського суспільства з природою, формує екологічну свідомість, екологічну культуру за допомогою нових методів і підходів екологічної освіти та екологічного виховання, формулює закони раціонального природокористування, принципи і критерії екологічного менеджменту (визначають необхідність екологічно чистої продукції, закуповують нові технології і екологічно чисті компоненти, здійснюють організацію продажу і збування відходів у такий спосіб, щоб не завдавати шкоди довкіллю), контролю й бізнесу, здійснює екологічний моніторинг ( це система спостережень, що надає можливість виділити зміни стану біосфери під впливом діяльності людини ), закладає основи локальної, регіональної та глобальної політики.

Соціальна екологія – вивчає взаємодію людини та біосфери, місце людського суспільства у природі.

Видатний американський вчений Ю. Одум одним з перших почав розглядати екологію не як вузьку біологічну наукову дисципліну, а як міждисциплінарну науку, що досліджує багатокомпонентні та багаторівневі складні системи у природі та суспільстві.

Особливе місце в історії екології посідають відкриття всесвітньо відомого вченого В.І. Вернадського, автора вчення про біосферу. Він довів наявність широкомасштабного впливу живих організмів на абіотичне середовище, створив вчення про ноосферу (від гр.nоос- розум та sphaira – куля) – якісно новий стан біосфери, за якого розумова діяльність і праця людини стають визначальним фактором її розвитку), яке ще більше узагальнило численні дані про нерозривність зв’язку людини з природнім середовищем. (Ноосфера – стан біосфери, коли розумова діяльність стане головним, визначальним фактором у біосфері)

Друга половина ХХ століття характеризується виникненням широкого фронту екологічних досліджень, в яких помітну роль відiграють екологи України. Перший науковий центр екологічниx досліджень був створений в 1930 р. при iнституті зоолотii та ботанiки Харківського державного університету. Дослідження В.В. Стачинського у цьому центрі багато є в чому першими – він на 10 років раніше В.Н. Сукачова дійшов до ідеї біогеоценозу як функціональної єдності біоценозу та абіотичних факторів.

Світове визнання отримали дослідження українськиї вчених І.Г. Підоплічка, Ф.А.

Гриня, C.М. Стойка, П.С.. Погребняка, Д.В. Воробйова та iн. в галузі раціонального природокористування типології лісів на основі едафічних мереж, екології ландшафтів. Велике наукове значення мають праці академіка

M.П. Холодного - в екології залізобактерій, виявленні фітогенних речовин в атмосфері, що стало фундаментом майбутньої нової науки –алелопатії.

Сьогодні в Україні ведутъся активні розробки складних екологічних проблем. IIерспективні роботи розпочаті у нещодавно відкритому інституті екології Карпат.

Екологи України зробили вагомий внесок у розробку методів оцінки рівня радіоактивного забруднення великих територiй та обгрунтуваннвя заходів зниження екологiчних збитків від наслідків аварії на ЧАЕС.

Методи екологічних досліджень

Екологія - це комплексна наука. Вона використовує різноманітні методи досліджень, які можна поділити три основні групи:

1. Методи, за допомогою яких збирається інформація про стан екологічних об'єктів: рослин, тварин, мiкроорганізмів, екосистем, біосфери.

2. Методи обробки отриманої інформації.

3. Методи інтерпретації отриманих фактичних матеріалів.


До таких методів належать:

- Моніторинг - комплексна система спостереженнь й контролю за станом навколишнього середовища;

- Експеримент;

- Моделювання - використаиня для дослідження спрощеної копії екологічного об'єкта.


Використовують наступні моделі:

-спрощені матеріальні копії об’єктів екології;

-реальні об’єкти природи, спеціально виділені для вивчення в природному середовищі;

-абстрактні моделі – це схематичні зображення компонентів системи та зв’язків між ними;

-математичні моделі – описують екологічну систему у вигляді одного чи декількох математичних виразів.

Становлення екології як синтетичної науки є наслідком науково-технічного прогресу та якісної зміни місця людини в природі. На перших етапах розвитку людства його вплив на природнє середовище був незначним, а виробнича діяльність спиралася на природні сили ( енергія води, вітру та ін.).

У ХХ ст.. людина отримала можливість користуватися недоступними раніше для неї ресурсами і стала активно впливати на довкілля. Виникла ідея, що людина - хазяїн природи, а природа невичерпне джерело ресурсів, потрібних людству. У цьому вважливу роль зіграли:

-стрімко зростаюча чисельність населення, що зробила можливим необмежене використання трудових ресурсів;

-поява атомної енергетики, яка спричинила ейфорію повного вирішення усіх енергетичних проблем;

-розробка та створення озброєння нового типу. Здатного знищити усе живе на планеті;

-формування на базі супутникових та комп’ютерних технологій Єдиного Світового інформаційного простору.

Усі ці фактори визначили у другій половині ХХ ст.. технократичну стратегію виробництва та використання природних ресурсів, що завершилися розвитком глобальної екологічної кризи. Забруднене навколишнє середовище, спостерігаються зміни клімату, деградують грунти, подекуди зменшилась густина захисного озонового шару, деградують природні екосистеми, швидко зменшується біорізноманіття. У відповідь на це стала розвиватися –екологія.

Тільки в розробках цієї науки можна знайти відповідь на питання щодо меж допустимого впливу людини на природне середовище, на питання про способи оптимізації природокористування. Про перспективу існування людства. Ці проблеми набули такої значущості та очевидності, що зараз жодна людина не може обійтись без екологічних знань.

Основні завдання сучасної екології

• вивчення загального стану сучасної біосфери та біологічних систем усіх рівнів;
  
• прогнозування динаміки стану екосистем і біосфери в цілому в часі і просторі;
  
• розроблення шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства і природи, збереження здатності біосфери до саморегуляції і самовідновлення.
  

РЕЗЮМЕ

1.Екологія виникла як суто біологічна наука, але в наш час вона трансформувалася і стала наукою про структуру та функцію природи в цілому, наукою про біосферу, наукою що вивчає місце людини на нашій планеті, оптимізацію взаємин людини з довкіллям.

2.Основними ланками екологічної структурної ієрархії є організми, популяції та екосистеми.

3. Екологічну науку частіше поділяють на два основних розділи-загальну й прикладну екології. Загальну екологію можна умовно поділити на п’ять підрозділів: аутекологію, демекологію, синекологію, біогеоценологію та біосферологію.

4.Еколологія базується на законах діалектики, законах природничих наук. За оцінкою М.Ф.Реймерса сучасна екологічна наука використовує 250 законів, закономірностей, принципів , правил.

5.Екологія використовує арсенал різноманітних методів, які можна поділити на три основні групи: збір інформації, обробка, згортання, стиснення та узагальнення, інтерпретація отриманих фактичних матеріалів.

6.Всі заходи щодо охорони природи здійснюються на основі теоретичних екологічних знань


Питання для роздумів, самоперевірки , повторення.

1. Коли виникла екологія? Хто був її засновником?

2. Дайте сучасне визначення екології

3. Що є предметом вивчення екології

4. Назвіть основні структурні блоки сучасної екології?

5. Які ви знаєте основні завдання екології?

6. Чому екологія вважається міждисциплінарною наукою?

7. Які види виробництв у м. Харкові чи Харківській області, а також на Україні, на Вашу думку, потребують екологічної конверсії у першу чергу?

Література: Л1 стор 48-55, Л2 стор.10-18


Теми рефератів, доповідей

1.Становлення екології як науки.

2 Зв’язок екології з іншими природничими науками.

3. Екологія як теоретична основа заходів з охорони природи і природокористування.

БІОСФЕРА - ГЛОБАЛЬНА ЕКОСИСТЕМА.


Біосфера (грец. біос - життя, сфера - оболонка) - сфера існування живих організмів, сфера життя.

В. Вернадський вирізняв шість речовин біосфери:

жива речовина - сукупність усіх організмів;

біогенна речовина - продукт життєдіяльності організмів (торф, крейда, нафта, кам'яне вугілля);

нежива речовина (косна) – в утворенні якої організми не брали участі;

біокосна речовина - продукт взаємодії живої речовини і неживої матерії (ґрунт);

радіоактивна речовина - радіонукліди *К, ^а5й, ²³²Th, які зумовлюють існування радіогенної теплоти та продукти їх розпаду;

космічна речовина - космічний пил та метеорити.

До складу біосфери входять частин геосфер, в яких є життя: атмосфера до озонової оболонки (до 25-30 км); і- вся гідросфера;

- верхня частина літосфери до глибини приблизно 5 км, межі булих біосфер

- палеобіосфер - до десятків кілометрів.


Жива речовина.


Життя на Землі реалізується у формі живої речовини, яку ще називають біотою.

Під терміном "Жива речовина" розуміють сукупність усіх живих організмів, виражена через масу, енергію, хімічний склад.

Це - основа біосфери.

Властивості живої речовини:

1. Здатність швидко займати увесь вільний простір (всюдність життя) пов'язана з інтенсивним розмноженням та властивістю організмів збільшувати поверхню свого тіла чи утворюваних ним спільнот (наприклад, площа листя рослин на 1 га складає 8-10 га).

2. Висока здатність пристосовуватись (адаптації)..

3. Високоорганізована внутрішня структура та єдиний принцип структурної організації усього живого.

4. Здатність вловлювати із зовнішнього середовища й трансформувати (перетворювати) речовини та енергію, забезпечуючи процеси своєї життєдіяльності - обмін речовин.

5. Авторегуляція - здатність підтримувати гомеостаз (сталість власного внутрішнього середовища), незважаючи на коливання умов навколишнього середовища (якщо ці коливання сумісні з життям).

6. Спадковість - здатність передавати свої ознаки і властивості наступному поколінню.

7. Мінливість - здатність до мутацій - індукованих змін в генетичному апараті, що приводить до появи нових форм життя, до біологічної різноманітності, яка забезпечує більшу ймовірність збереження життя за рахунок найкраще пристосованих до змін довкілля форм.


8. Дискретність - будь-яка біологічна система складається з окремих, але взаємопов'язаних і взаємодіючих частім, що створює структурно функціональну єдність.

9. Здатність до руху, ж пасивного так і активного.

10. Феноменальна висока швидкість протікання реакцій.

11. Стійкість при житті та швидкий розклад після смерті.

12. Висока швидкість оновлення (для біосфери в середньому 8 років)

13. Ритмічність - узгодження функцій організмів із періодичними змінами в навколишньому середовищі.

Функції живої речовини.

-. Самозбереження за рахунок упереджувального реагування (основна функція живої речовини);

- біохімічна - пов'язана з процесами обміну живих істот:

- окисно-відновлювальна - в кисневмісному середовищі ідуть процеси окислення, при дефіциті кисню процеси відновлення, що супроводжуються накопиченням сірководню, метану;

- газова - здатність підтримувати та змінювати газовий склад атмосфери;

- концентраційна - здатність організмів концентрувати розсіяні хімічні елементи;

- енергетична - пов'язана із зберіганням енергії живою речовиною в процесі фотосинтезу та передаванням її по ланцюгах живлення;

- середовищеутворююча - утворення та очищення ґрунтів, очищення повітря та води, мікроклімат лісів тощо;

- інформаційна - накопичення певної інформації, закріплення її в спадкових структурах та передача наступним поколінням.

Основна маса живої речовини зосереджена на межі літосфери і гідросфери та у верхній частині гідросфери. Є "згущення житія", що спостерігається з наближенням до екватору, і "розрідження життя", що спостерігається при віддаленні від екватора та приближенні до полюсів.

З наближенням до екватора від полюсів спостерігається:

- збільшення кількості видів;

-.збільшення біомаси; збільшення висоти дерев;

-.зростання потужності ґрунту.

Океан - бідніший на життя - біомаса Світового океану в 1000 разів менша від біомаси суші. Найбільша щільність життя спостерігається в екваторіальній зоні океану та в коралових рифах.

Рівні організації живої матерії:

1.Молекулярна - генетичний - редуплікація генів, формування
ідентичних молекул на основі матеріалів, що забезпечують спадковість і мінливість;

2. Клітинний;

3.Організменний - цілісність функцій, ріст, онтогенетичний розвиток;

4.Популяційно-видовий - еволюція, тривале існування, таксономічні характеристики;

5. Біогеоценотичний - трофічні, хімічні, енергетичні зв'язки, колообіг хімічних елементів, перетворення енергії;

6. Біосферний - форма життя, яка поза біосферою не існує.

Еволюція біосфери.

Еволюція біосфери тісно пов'язана з еволюцією Землі й умовно поділяється на кілька фаз:

- перша - формування ранньої земної кори, атмосфери і гідросфери, виникнення геологічного колообігу речовин (циркуляція атмосферних мас, води і розчинених в ній мінералів, переміщення продуктів гірських порід на поверхню планети і знову в її надра;)

- друга - хімічна еволюція - розвиток процесу синтезу і накопичення простих органічних сполук, необхідних для існування життя (амінокислот, простих пептидів тощо);

- третя - розвиток давньої біосфери, еволюція прокаріот, виникнення біологічного колообігу речовин, формування кисневої атмосфери;

- четверта - виникнення еукаріотів, заселення суші, розвиток сучасного біорізноманітність світу.

Еволюційні гіпотези базуються на уявленні про розвиток живих організмів від простих форм до найскладніших.

Згідно другого принципу термодинаміки (при трансформаціях енергії вона з більш концентрованої переходить в менш концентровану, розсіюється) еволюція живих систем від простих до складних самостійно (довільно) відбуватися не може. Отже, еволюція живих організмів на Землі і еволюція біосфери може відбуватись тільки під керівництвом більш складної системи (космосу) і має бути програма такої еволюції. Це - генетичний код, однаковий для усіх живих істот Землі.

Кожна жива істота народжується, розвивається, виконує притаманну їй програму життя, як складова частина велетенського надорганізму біосфери, яка є породженням Галактики, яка є частиною надорганізму Космосу:

космос—► галактика—»- біосфера—організм

Кругообіг речовин.

З виникненням життя утворився ланцюг живлення продуценти—консументи—редуценти, який через неживу речовину - мінеральні сполуки - замкнувся в коло. З потоку речовин у цьому колі утворився біологічний кругообіг речовин (цикл синтезу і розпаду органічних речовин).

Сонячна —> Продуценти -* Консументи —» Редуценти
енергія (синтез органічних (розклад органічних

сполук) сполук)

Геологічний і біологічний кругообіги разом склали біогеохімічний кругообіг .

Всього біля 80 хімічних елементів використовуються біотою для побудови живих організмів. З продуктами життєдіяльності або після смерті ці елементи знову потрапляють у довкілля і знову використовуються іншими організмами, завдяки чому впродовж існування біосфери вони не вичерпуються. В залежності від їх кількості, необхідної організмам, хімічні елементи поділяють на:

органогенні - оксиген, гідроген, карбон, нітроген - разом

складають 98% хімічного вмісту клітини;

макроелементи - фосфор, калій, сульфур, хлор, кальцій, магній, натрій, феррум - сумарна частка в клітині становить до 1,9%;

мікроелементи - йод, кобальт, манган, купром, цинк та інші (понад 50) - вміст кожного становить 10^-3 % -10^-5 %;

ультрамікроелементи - плюмбум, бром, арґентум, аурум та інші -вміст кожного становить 10^й % і менше.

Кругообіг нітрогену. Нітроген у вигляді газоподібних сполук (N₂, NH₃, N₂O, NO, NО₂) знаходиться у повітрі, в живих організмах - у вигляді білків, нуклеїнових кислот, ферментів; у ґрунті - у вигляді солей амонію, нітратів і нітритів. Тут завдяки численним мікроорганізмам, азотофіксаторам, нітріфікаторам, динітріфікаторам відбуваються різноманітні біохімічні процеси. Нітроген вступає в кругообіг через кореневу систему у вигляді нітратів чи солей амонію або за допомогою симбіотичного зв'язку через бактерії, гриби, синьо-зелені водорості, здатні фіксувати атмосферний азот.

Існує і промислова фіксація азоту: одержання аміаку і подальше його використання для добування нітратної кислоти та її солей.

Органічні сполуки, що містять нітроген, при розщепленні в організмі виділяються у вигляді аміаку чи солей амонію в природне середовище.

Кругообіг карбону. В атмосфері міститься вуглекислий газ (0,03 % за об'ємом), оксид карбону (ІІ), в малій концентрації вуглеводні та інші органічні сполуки. Карбон - основний хімічний елемент живої речовини. При окисненні в процесі метаболізму органічних сполук утворюється С0₂. Оксид карбону (ІУ) рослини поглинають листям і кореневою системою для синтезу органічних сполук з використанням енергії сонячного світла (фотосинтез).

Сполуки карбону у вигляді горючих корисних копалин і карбонатів, а також алмазу і графіту, знаходяться в літосфері У воді - карбонати і гідрокарбонати кальцію та магнію, розчинений С0₂ на дні

- карбонатні мули, утворені внаслідок накопичення мертвих решток організмів, що будують своє тіло з карбонату кальцію. У ґрунті - це органічні речовини - рештки організмів, продукти їх метаболізму та С0₂.

Людська діяльність дуже впливає на кругообіг карбону. Оксиди карбону надходять до атмосфери при спалюванні горючих корисних копалин, вуглеводні - під час нафтовидобутку та нафтопереробки; численні органічні сполуки утворюються в процесах органічного синтезу.

Кругообіг фосфору. Особливістю кругообігу фосфору є те, що він має лише одну газоподібну сполуку - фосфін РНз, який утворюється під час гниття органічних решток. Більшість фосфатів нерозчинні в воді Мінералами є апатит та фосфорит.

У ґрунті фосфор входить до складу мертвих організмів та їхніх екскрементів. Поширеним фосфоровмісним добривом є гуано - послід морських птахів. Сполуки фосфору накопичуються на дні водойм і в прибережній зоні морів та океанів у вигляді решток організмів та фосфатів. На суходіл потрапляють з рибою та під час видобування корисних копалин. Кислотні дощі прискорюють міграцію фосфору завдяки розчиненню фосфатів.

Для підвищення родючості грунтів на поля вносять добрива, зокрема і фосфорні. Змивання їх у водойми спричинює евтрофікацію водойм - підвищення біологічної продуктивності екосистеми внаслідок нагромадження біогенних елементів, головним чином нітрогену і фосфору.

Кругообіг сульфуру. Сульфур у складі органічних сполук міститься в живих організмах, горючих корисних копалинах. В грунті діють численні мікроорганізми, що перетворюють сульфіди на сульфати і сірку і навпаки Під час гниття органічних решток виділяється токсичний гідрогенсульфур, що отруює водяні організми; з іншого боку H₂S осаджує катіони важких металів у вигляді малорозчинних сульфідів, сприяючи самоочищенню водойм.

Великі кількості оксидів сульфуру утворюються при спаленні сміття, виробництві та використанні сульфатної кислоти, добуванні металів і сульфідів. Значні кількості сульфат-іонів містяться в природних водах, а сірководневі зони існують в морях і океанах - це мертві зони, хоча гідрогенсульфур є джерелом для хемосинтезуючих; організмів. У літосфері існує самородна сірка, малорозчинні у воді сульфіди багатьох металів та розчинні сульфати.

Вплив людської діяльності на кругообіг речовин.


Великий і малий кругообіг речовин - життєво важливі процеси, котрі мільйони років не порушувалися, доки діяльність людини не набула сили планетарного характеру. У другій половині XX століття антропогенна діяльність призвела до значних порушень кругообігу речовин у біосфері, розвитку глобальної екологічної кризи. Діяльність людини: прискорила процеси вивітрювання гірських порід; зумовила накопичення в атмосфері великої кількості забруднюючих газів, що призвело до розвитку негативних кліматичних змін (парниковий ефект), появи озонових дір та кислотних дощів, деградації ґрунтів через надмірне накопичення в них токсичних хімічних сполук;

забруднила природні води, внаслідок чого деградують і гинуть екосистеми, частішають спалахи "цвітіння" води внаслідок масового розмноження мікроскопічних водоростей, що пригнічує розвиток консументів і призводить до порушень функціонування екосистеми;

- продукує величезні кількості речовин - ксенобіогиків, які "чуже природі (пластмаси, пестициди, миючі агенти), і не можуть брати участь у біологічному кругообігу. Мігруючи по ланцюгах живлення, вони накопичуються, підвищуючи свою концентрацію при переході з нижнього трофічного рівня на вищий і призводять до суттєвих порушень в організмах.

Антропогенна деструкція біосфери, спричинена перш за все демографічним вибухом людської популяцій, який тягне за собою:

- перевиснаження природних ресурсів; перевиробництво; перезабруднення довкілля.

Концепції розвитку біосфери.