Биоэкология

Биоэкология - спасение Земли
Экология - это наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.
Разделы проекта:
Важно:
Чтобы жить и процветать в тех или иных конкретных условиях, организм должен иметь вещества, необходимые ему для роста и размножения...
Закон минимума Либиха

Само присутствие и процветание организма в данном местообитании зависят от целого комплекса условий. Отсутствие или невозможность процветания определяется ...
Закон толерантности Шеллфорда

Партнеры:
электроды лб 52у . Бронируйте уютные гостиницы в Иваново по хорошей цене. . бассейны intex
Свежие материалы:
Статистика:

Круговороты С02 и Н20


Фиг. 39 иллюстрирует попытки обрисовать количественно два, по-видимому, самых важных для человека круговорота: круговорот С02 и круговорот воды (гидрологический цикл). Для обоих характерны небольшие, но весьма подвижные фонды в атмосфере, высокочувствительные к нарушениям, которые вносятся деятельностью человека. Эти нарушения могут оказывать влияние на погоду и климат. В наших интересах, каковы бы они ни были, идет ли речь о предупреждении стихийных бедствий или о целенаправленном изменении погоды, — создать густую сеть станций для регистрации существенных изменений в круговоротах С02 и Н20, от которых в буквальном смысле слова зависит будущее человека на Земле.
Рассмотрим круговорот С02 . В гл. 2 мы уже говорили о влиянии С02 на климат и указывали на отмеченное в наше время постепенное повышение содержания СОг в атмосфере. Из примерно 8 млрд. т СОг, внесенных в атмосферу в 1970 г. в результате сельскохозяйственной и промышленной деятельности человека, б млрд. т возникли в результате сжигания горючих ископаемых, а 2 млрд. выделены возделанными площадями. Большая часть этой двуокиси углерода (хотя и не все 8 млрд. т) быстро перешла в море и отложилась в форме карбонатов. Может показаться странным, что сельское хозяйство дает некоторый чистый выход СОг в атмосферу, но вспомним, что количества СОг, поглощаемые растениями (многие из которых активны лишь часть года), не уравновешивают количеств СОг, выделяемых из почвы, особенно при частой вспашке. Действие СОг, обычно удерживаемой в почве, но высвобождаемой при быстром окислении гумуса, очевидно, проявляется не только известным нам образом, но и менее очевидными, только сейчас познаваемыми эффектами, например влиянием на круговорот других питательных веществ. В своем изящном исследовании, проведенном на раковинах двустворчатых моллюсков, Нельсон (1967) показал, что из-за обезлесения и распашки земель уменьшилось количество некоторых микроэлементов в почвенных водах. Нельсон обнаружил, что раковины двустворчатых моллюсков из индейских кухонных куч возрастом 1000— 2000 лет содержат на 50—100% больше марганца и бария, чем раковины современных моллюсков (разность статистически достоверна). Методом исключения Нельсон пришел к выводу, что скорость вымывания марганца и бария из подстилающих пород уменьшилась из-за уменьшения потока нагруженной СОг кислой воды, просачивающейся глубоко в почву. Иными словами, вода в настоящее время имеет тенденцию быстро стекать по поверхности почвы, а не фильтруется через гумусные слои. Эколог скажет, что современное обращение человека с ландшафтом заметно изменило поток веществ из резервного фонда в обменный. Если мы понимаем происходящее и знаем, как исправить положение, такие изменения не должны быть разрушительными. Не случайно, по-видимому, что во многих районах агрономы пришли к выводу о необходимости добавлять к удобрениям следовые количества некоторых минеральных веществ (микроэлементы).
Здесь уместно вспомнить, как образовалась современная земная атмосфера с ее низким содержанием СОг и очень высоким содержанием Ог. Подробнее эволюция атмосферы описана в гл. 9. Когда два миллиарда лет назад на Земле появилась жизнь, атмосфера, подобно современной атмосфере Юпитера, состояла из вулканических газов (как сказал бы геолог, атмосфера образовалась благодаря «дегазации земной коры»). В ней было много СОг и мало кислорода (если вообще он был), и первые организмы были анаэробными. Как указано в гл. 2, в результате того, что Р (продукция) в среднем слегка превосходила R (дыхание), за геологическое время в атмосфере накопился кислород и уменьшилось содержание С02. Согласно Хатчинсону (1944), накоплению кислорода в атмосфере способствовало также образование восстановленных соединений азота и образование из воды водорода с последующим рассеиванием его в космос. Возможно, о многом говорит тот факт, что сейчас для фотосинтеза лимитирующим является не только низкое содержание СОг, но и высокое содержание Ог; при экспериментальном повышении содержания С02 или понижении содержания 02 фотосинтез большинства растений усиливается.
Фотосинтезирующий «зеленый пояс» Земли и карбонатная система моря весьма эффективно удаляют С02 из атмосферы. Тем не менее стремительно возрастающее потребление горючих ископаемых (легко представить себе, какие огромные количества С02 высвободились бы, если бы был сожжен весь запас горючих ископаемых; вместе с уменьшением поглотительной способности «зеленого пояса» начинает влиять на атмосферный фонд круговорота. Изменения потоков или расхода веществ особенно влияют на состав небольших обменных фондов. Можно думать, что в ближайшие десятилетия установится новое, но ненадежное равновесие между увеличением содержания СОг (не пропускающей в космос излучаемое тепло) и увеличением количества пыли или загрязняющих частиц (которые отражают поступающие лучи). Любое значительное изменение в тепловом бюджете обязательно повлияет на климат Земли. Подробнее о глобальном цикле С02 можно узнать из работ Ревелла и Зюсса, 1956; Пласса, 1955; Мёллера, 1963; Ревелла, 1965.
Как видно из схемы круговорота воды, фонд воды в атмосфере невелик; скорость оборота выше, а время пребывания меньше, чем для СОг. На круговороте воды (как и в случае СОг) начинают сказываться глобальные последствия деятельности человека. Учет осадков и речного стока во всем мире сейчас хорошо поставлен; необходимо, однако, как можно быстрее наладить более полный контроль всех основных путей движения воды в круговороте. Сейчас планируется «Международное гидрологическое десятилетие», сравнимое с Международной биологической программой.
Следует подчеркнуть два других аспекта круговорота воды.
1. Отметим, что море теряет из-за испарения больше воды, чем получает с осадками; на суше положение обратное. Другими словами, та часть осадков, которая поддерживает наземные экосистемы, включая и поставляющие пищу человеку, приходит благодаря испарению с моря. Установлено, что во многих областях, например в долине Миссисипи, 90% осадков приносится с моря (Бентон, Блекберн и Снед, 1950).
2. Согласно оценкам, вес воды пресных озер и рек — 0,25 геограмма (1 геограмм = 1020 г), а годовой сток — 0,2 геограмма; следовательно, время оборота составляет около года. Разность между количеством осадков за год (1,0 геограмм) и стоком (0,2 геограмма) составляет 0,8; это и есть величина годового поступления воды в подпочвенные водоносные горизонты. Как уже указывалось, увеличение стока в результате деятельности человека может уменьшить очень важный для круговорота фонд грунтовых вод. Нам следовало бы возвращать больше воды в водоносные слои, не пытаясь хранить ее всю в озерах, откуда она быстрее испаряется.

Оглавление   Вверх: КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ИЗУЧЕНИЕ