Использование и охрана биологических ресурсов

Размещено на http://www.allbest.ru/

КГУСПО «Бийский Педагогический колледж»

Контрольная работа

по естествознанию

Тема: Состав и строение атмосферы, использование и охрана биологических ресурсов



1. Состав и строение атмосферы

Состав атмосферы. Воздушная оболочка нашей планеты - атмосфера защищает земную поверхность от губительного воздействия на живые организмы ультрафиолетового излучения Солнца. Предохраняет она Землю и от космических частиц - пыли и метеоритов.

Состоит атмосфера из механической смеси газов: 78 % ее объема составляет азот, 21 % - кислород и менее 1 % - гелий, аргон, криптон и другие инертные газы. Количество кислорода и азота в воздухе практически неизменно, потому что азот почти не вступает в соединения с другими веществами, а кислород, который хотя и очень активен и расходуется на дыхание, окисление и горение, все время пополняется растениями.

До высоты примерно 100 км процентное соотношение этих газов остается практически неизменным. Это обусловлено тем, что воздух постоянно перемешивается.

Кроме названных газов в атмосфере содержится около 0,03 % углекислого газа, который обычно концентрируется вблизи от земной поверхности и размещается неравномерно: в городах, промышленных центрах и районах вулканической активности его количество возрастает.

В атмосфере всегда находится некоторое количество примесей - водяного пара и пыли. Содержание водяного пара зависит от температуры воздуха: чем выше температура, тем больше пара вмещает воздух. Благодаря наличию в воздухе парообразной воды возможны такие атмосферные явления, как радуга, рефракция солнечных лучей и т. п.

Пыль в атмосферу поступает во время вулканических извержений, песчаных и пыльных бурь, при неполном сгорании топлива на ТЭЦ и т. д.

Строение атмосферы. Плотность атмосферы меняется с высотой: у поверхности Земли она наивысшая, с поднятием вверх уменьшается. Так, на высоте 5,5 км плотность атмосферы в 2 раза, а на высоте 11 км - в 4 раза меньше, чем в приземном слое.

В зависимости от плотности, состава и свойств газов атмосферу разделяют на пять концентрических слоев (рис. 34).

Рис. 1 Вертикальный разрез атмосферы (стратификация атмосферы)

1. Нижний слой называют тропосферой. Ее верхняя граница проходит на высоте 8-10 км на полюсах и 16-18 км - на экваторе. В тропосфере содержится до 80 % всей массы атмосферы и почти весь водяной пар.

Температура воздуха в тропосфере с высотой понижается на 0,6 °C через каждые 100 м и у верхней ее границы составляет -45-55 °C.

Воздух в тропосфере постоянно перемешивается, перемещается в разных направлениях. Только здесь наблюдаются туманы, дожди, снегопады, грозы, бури и другие погодные явления.

2. Выше расположена стратосфера, которая простирается до высоты 50-55 км. Плотность воздуха и давление в стратосфере незначительны. Разреженный воздух состоит из тех же газов, что и в тропосфере, но в нем больше озона. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высоте 15-30 км. Температура в стратосфере повышается с высотой и на верхней границе ее достигает 0 °C и выше. Это объясняется тем, что озон поглощает коротковолновую часть солнечной энергии, в результате чего воздух нагревается.

3. Над стратосферой лежит мезосфера, простирающаяся до высоты 80 км. В ней температура вновь понижается и достигает -90 °C. Плотность воздуха там в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли.

4. Выше мезосферы располагается термосфера (от 80 до 800 км). Температура в этом слое повышается: на высоте 150 км до 220 °C; на высоте 600 км до 1500 °C. Газы атмосферы (азот и кислород) находятся в ионизированном состоянии. Под действием коротковолновой солнечной радиации отдельные электроны отрываются от оболочек атомов. В результате в данном слое - ионосфере возникают слои заряженных частиц. Самый плотный их слой находится на высоте 300-400 км. В связи с небольшой плотностью солнечные лучи там не рассеиваются, поэтому небо черное, на нем ярко светят звезды и планеты.

В ионосфере возникают полярные сияния, образуются мощные электрические токи, которые вызывают нарушения магнитного поля Земли.

5. Выше 800 км расположена внешняя оболочка - экзосфера. Скорость движения отдельных частиц в экзосфере приближается к критической - 11,2 мм/с, поэтому отдельные частицы могут преодолеть земное притяжение и уйти в мировое пространство.

Значение атмосферы. Роль атмосферы в жизни нашей планеты исключительно велика. Без нее Земля была бы мертва. Атмосфера предохраняет поверхность Земли от сильного нагревания и охлаждения. Ее влияние можно уподобить роли стекла в парниках: пропускать солнечные лучи и препятствовать отдаче тепла.

Атмосфера предохраняет живые организмы от коротковолновой и корпускулярной радиации Солнца. Атмосфера - среда, где происходят погодные явления, с которыми связана вся человеческая деятельность. Изучение этой оболочки производится на метеорологических станциях. Днем и ночью, в любую погоду метеорологи ведут наблюдения за состоянием нижнего слоя атмосферы. Четыре раза в сутки, а на многих станциях ежечасно измеряют температуру, давление, влажность воздуха, отмечают облачность, направление и скорость ветра, количество осадков, электрические и звуковые явления в атмосфере. Метеорологические станции расположены всюду: в Антарктиде и во влажных тропических лесах, на высоких горах и на необозримых просторах тундры. Ведутся наблюдения и на океанах со специально построенных кораблей.

С 30-х гг. XX в. начались наблюдения в свободной атмосфере. Стали запускать радиозонды, которые поднимаются на высоту 25-35 км, и при помощи радиоаппаратуры передают на Землю сведения о температуре, давлении, влажности воздуха и скорости ветра. В наше время широко используют также метеорологические ракеты и спутники. Последние имеют телевизионные установки, передающие изображение земной поверхности и облаков.

Нагревание атмосферы

Основным источником тепла, нагревающим земную поверхность и атмосферу, служит солнце. Другие источники - луна, звезды, разогретые недра Земли - поставляют столь малое количество тепла, что ими можно пренебречь.

Солнце излучает в мировое пространство колоссальную энергию в виде тепловых, световых, ультрафиолетовых и других лучей. Вся совокупность лучистой энергии Солнца называется солнечной радиацией. Земля получает ничтожную долю этой энергии - одну двухмиллиардную часть, которой, однако, достаточно не только для поддержания жизни, но и для осуществления экзогенных процессов в литосфере, физико-химических явлений в гидросфере и атмосфере.

Различают радиацию прямую, рассеянную и суммарную.

При ясной, безоблачной погоде поверхность Земли нагревается в основном прямой радиацией, которую мы ощущаем как теплые или горячие солнечные лучи.

Проходя через атмосферу, солнечные лучи отражаются от молекул воздуха, капелек воды, пылинок, отклоняются от прямолинейного пути и рассеиваются. Чем пасмурнее погода, тем плотнее облачность и тем большее количество радиации рассеивается в атмосфере. При сильной запыленности воздуха, например во время пыльных бурь или в промышленных центрах, рассеивание ослабляет радиацию на 40-45 %.

Значение рассеянной радиации в жизни Земли очень велико. Благодаря ей освещаются предметы, находящиеся в тени. Она же обусловливает цвет неба.

Интенсивность радиации зависит от угла падения солнечных лучей на земную поверхность. Когда солнце находится высоко над горизонтом, его лучи преодолевают атмосферу более коротким путем, следовательно, меньше рассеиваются и сильнее нагревают поверхность Земли. По этой причине в солнечную погоду утром и вечером всегда прохладнее, чем в полдень.

На распределение радиации на поверхности Земли огромное влияние оказывают ее шарообразность и наклон земной оси к плоскости орбиты. В экваториальных и тропических широтах солнце в течение всего года находится высоко над горизонтом, в средних широтах его высота меняется в зависимости от времени года, а в Арктике и Антарктике высоко над горизонтом оно не поднимается никогда. В результате в тропических широтах солнечные лучи рассеиваются меньше, а на единицу площади земной поверхности приходится их большее количество, чем в средних или высоких широтах. По этой причине количество радиации зависит от широты места: чем дальше от экватора, тем меньше ее поступает на земную поверхность.

Поступление лучистой энергии связано с годичным и суточным движением Земли. Так, в средних и высоких широтах ее количество зависит от времени года. На Северном полюсе, например, летом солнце не заходит за горизонт 186 дней, т. е. 6 месяцев, и количество поступающей радиации даже больше, чем на экваторе. Однако солнечные лучи имеют малый угол падения, и большая часть радиации рассеивается в атмосфере. В результате поверхность Земли нагревается незначительно.

Зимой солнце в Арктике находится за горизонтом, и прямая радиация на поверхность Земли не поступает.

На количество поступающей солнечной радиации влияет и рельеф земной поверхности. На склонах гор, холмов, оврагов и т. д., обращенных к солнцу, угол падения солнечных лучей увеличивается, и они сильнее нагреваются.

Совокупность всех этих факторов приводит к тому, что на земной поверхности нет места, где интенсивность радиации была бы постоянной.

Неодинаково происходит и нагревание суши и воды. Поверхность суши нагревается и охлаждается быстро. Вода же нагревается медленно, но зато дольше удерживает тепло. Объясняется это тем, что теплоемкость воды больше теплоемкости горных пород, слагающих сушу.

На суше солнечные лучи нагревают только поверхностный слой, а в прозрачной воде тепло проникает на значительную глубину, в результате чего нагревание происходит медленнее. На его скорость влияет и испарение, так как на него нужно много тепла. Вода остывает медленно, в основном потому, что объем прогреваемой воды во много раз больше объема нагревающейся суши; к тому же при ее охлаждении верхние, остывшие слои воды опускаются на дно, как более плотные и тяжелые, а на смену им из глубины водоема поднимается теплая вода.

Накопленное тепло вода расходует более равномерно. В результате море в среднем теплее суши, а колебания температуры воды никогда не бывают такими резкими, как колебания температуры суши.

Температура воздуха

Солнечные лучи, проходя через прозрачные тела, нагревают их очень слабо. По этой причине прямые солнечные лучи почти не нагревают воздух атмосферы, а нагревают поверхность Земли, от которой прилегающим слоям воздуха передается тепло. Нагреваясь, воздух становится более легким и поднимается вверх, где перемешивается с более холодным, в свою очередь нагревая его.

По мере поднятия вверх воздух охлаждается. На высоте 10 км температура постоянно держится на отметке 40-45 °C.

Понижение температуры воздуха с высотой - это общая закономерность. Однако нередко наблюдается и повышение температуры по мере поднятия вверх. Такое явление называют температурной инверсией, т. е. перестановкой температур.

Возникают инверсии либо при быстром охлаждении земной поверхности и прилегающего воздуха, либо, наоборот, при стекании тяжелого холодного воздуха по склонам гор в долины. Там этот воздух застаивается и вытесняет более теплый вверх по склонам.

В течение суток температура воздуха не остается постоянной, а непрерывно изменяется. Днем поверхность Земли нагревается и нагревает прилегающий слой воздуха. Ночью Земля излучает тепло, охлаждается, и происходит охлаждение воздуха. Наиболее низкие температуры наблюдаются не ночью, а перед восходом солнца, когда земная поверхность уже отдала все тепло. Аналогично этому наиболее высокие температуры воздуха устанавливаются не в полдень, а около 15 ч.

На экваторе суточный ход температур однообразен, днем и ночью они почти одинаковы. Очень незначительны суточные амплитуды на морях и у морских побережий. А вот в пустынях днем поверхность земли часто нагревается до 50-60 °C, а ночью нередко охлаждается до 0 °C. Таким образом, суточные амплитуды превышают здесь 50-60 °C.

В умеренных широтах наибольшее количество солнечной радиации поступает на Землю в дни летних солнцестояний, т. е. 22 июня в Северном полушарии и 21 декабря в Южном. Однако самым жарким месяцем является не июнь (декабрь), а июль (январь), так как в день солнцестояния огромное количество радиации расходуется на нагревание земной поверхности. В июле (январе) радиация уменьшается, но эта убыль компенсируется сильно нагретой земной поверхностью.

Аналогично этому самый холодный месяц не июнь (декабрь), а июль (январь).

На море, в связи с тем что вода более медленно охлаждается и нагревается, смещение температур еще больше. Здесь самый жаркий месяц август, а самый холодный - февраль в Северном полушарии и соответственно самый жаркий - февраль и самый холодный - август в Южном.

Годовая амплитуда температур в значительной степени зависит от широты места. Так, на экваторе амплитуда в течение года остается почти постоянной и составляет 22-23 °C. Самые высокие годовые амплитуды характерны для территорий, расположенных в средних широтах в глубине континентов.

Любая местность характеризуется также абсолютными и средними температурами. Абсолютные температуры устанавливают путем многолетних наблюдений на метеостанциях. Так, самое жаркое (+58 °C) место на Земле находится в Ливийской пустыне; самое холодное (-89,2 °C) - в Антарктиде на станции «Восток». В Северном полушарии самая низкая (-70,2 °C) температура отмечена в поселке Оймякон в Восточной Сибири.

Средние температуры определяют как среднеарифметическое нескольких показателей термометра. Так, чтобы определить среднесуточную температуру, производят измерения в 1; 7; 13 и 19 ч, т. е. 4 раза в сутки. Из полученных цифр находят среднеарифметическую величину, которая и будет среднесуточной температурой данной местности. Затем находят среднемесячные и среднегодовые температуры как среднеарифметическое среднесуточных и среднемесячных.

На карте можно обозначить точки с одинаковыми значениями температур и провести линии, соединяющие их. Эти линии называют изотермами. Наиболее показательны изотермы января и июля, т. е. самого холодного и самого теплого месяца в году. По изотермам можно определить, как распределяется тепло на Земле. При этом прослеживаются отчетливо выраженные закономерности.

1. Самые высокие температуры наблюдаются не на экваторе, а в тропических и субтропических пустынях, где преобладает прямая радиация.

2. В обоих полушариях температуры понижаются от тропических широт к полюсам.

3. В связи с преобладанием моря над сушей ход изотерм в Южном полушарии более плавный, а амплитуды температур между самым жарким и самым холодным месяцем меньше, чем в Северном.

Расположение изотерм позволяет выделить 7 тепловых поясов:

1 жаркий, расположенный между годовыми изотермами 20 °C в Северном и Южном полушариях;

2 умеренных, заключенных между изотермами 20 и 10 °C самых теплых месяцев, т. е. июня и января;

2 холодных, расположенных между изотермами 10 и 0 °C также самых теплых месяцев;

2 области вечного мороза, в которых температура самого теплого месяца ниже 0 °C.

Границы поясов освещенности, проходящие по тропикам и полярным кругам, не совпадают с границами тепловых поясов.

2. Вода в атмосфере

В воздухе атмосферы всегда содержится некоторое количество водяного пара, который образуется в результате испарения с поверхности суши и океана. Скорость испарения зависит прежде всего от температуры и ветра. Чем выше температура и больше емкость пара, там сильнее испарение.

Количество воды, которое может испариться с той или иной поверхности, называется испаряемостью. Испаряемость зависит от температуры воздуха и количества в нем водяного пара. Чем выше температура воздуха и чем меньше он содержит водяного пара, тем выше испаряемость.

В полярных странах при низкой температуре воздуха она ничтожна. Невелика она и на экваторе, где воздух содержит ограниченное количество водяного пара. Максимальна испаряемость в тропических пустынях, где она достигает 3000 м.

Воздух может принимать водяной пар до известного предела, пока не станет насыщенным. Если насыщенный воздух нагреть, он вновь приобретет способность принимать водяной пар, т. е. опять станет ненасыщенным. При охлаждении ненасыщенного воздуха он приближается к насыщению. Таким образом, способность воздуха содержать в себе большее или меньшее количество водяного пара зависит от температуры (рис. 35).

Количество водяного пара, которое содержится в воздухе в данный момент (в г на 1 м3), называют абсолютной влажностью.

Отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе в данный момент к тому их количеству, которое он может вместить при данной температуре, называется относительной влажностью и измеряется в процентах.

Момент перехода воздуха от ненасыщенного состояния к насыщенному называют точкой росы. Чем ниже температура воздуха, тем меньше он может содержать водяного пара и тем выше относительная влажность. Это означает, что при холодном воздухе быстрее наступает точка росы.

Рис. 2 Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от его температуры

При наступлении точки росы, т. е. при полном насыщении воздуха водяным паром, когда относительная влажность приближается к 100 %, происходит конденсация водяных паров - переход воды из газообразного состояния в жидкое.

Таким образом, процесс конденсации водяных паров происходит либо при сильном испарении влаги и насыщении воздуха водяным паром, либо при понижении температуры воздуха и относительной влажности. При отрицательных температурах водяной пар, минуя жидкое состояние, превращается в твердые кристаллики льда и снега. Этот процесс называется сублимацией водяных паров.

Конденсация и сублимация водяного пара определяют образование осадков.

3. Образование облаков, осадки

При конденсации водяного пара в атмосфере на высоте от нескольких десятков до сотен метров и даже километров образуются облака.

Это происходит в результате испарения водяного пара с поверхности Земли и его поднятия восходящими потоками теплого воздуха. В зависимости от своей температуры облака состоят из капелек воды или кристалликов льда и снега. Эти капли и кристаллы настолько малы, что их удерживают в атмосфере даже слабые восходящие потоки воздуха.

Форма облаков очень разнообразна и зависит от многих факторов: высоты, скорости ветра, влажности и т. д. Вместе с тем можно выделить группы облаков, сходных по форме и высоте. Наиболее известны из них кучевые, перистые и слоистые, а также их разновидности: слоисто-кучевые, перисто-слоистые, слоисто-дождевые и др. Облака, перенасыщенные водяным паром, имеющие темно-фиолетовый или почти черный оттенок, называют тучами.

Степень покрытия неба облаками, выраженную в баллах (от 1 до 10), называют облачностью.

Высокая степень облачности предвещает, как правило, выпадение осадков. Их выпадение наиболее вероятно из высокослоистых, кучево-дождевых и слоисто-дождевых облаков.

Воду, выпавшую в твердом или жидком состоянии в виде дождя, снега, града или сконденсировавшуюся на поверхности различных тел в виде росы, инея, называют атмосферными осадками.

Дождь образуется тогда, когда мельчайшие капельки влаги, содержащиеся в облаке, сливаются в более крупные и, преодолевая силу восходящих потоков воздуха, под действием силы тяжести выпадают на Землю. Если в облаке оказываются мельчайшие частицы твердых тел, например пыль, то процесс конденсации ускоряется, поскольку пылинки играют роль ядер конденсации.

В пустынных районах при низкой относительной влажности конденсация водяного пара возможна только на большой высоте, где температура ниже, однако дождинки, не долетая до земли, испаряются в воздухе. Это явление получило название сухих дождей.

Если конденсация водяного пара в облаке происходит при отрицательных температурах, образуются осадки в виде снега.

Иногда снежинки из верхних слоев облака опускаются в нижнюю его часть, где температура выше и содержится огромное количество переохлажденных капель воды, удерживаемых в облаке восходящими потоками воздуха. Соединяясь с капельками воды, снежинки теряют форму, вес их увеличивается, и они выпадают на землю в виде снежной пурги - шарообразных снежных комочков диаметром 2-3 мм.

Необходимое условие образования града - наличие облака вертикального развития, нижний край которого находится в зоне положительных, а верхний - в зоне отрицательных температур (рис. 36). При этих условиях образовавшаяся снежная пурга восходящими потоками поднимается в зону отрицательных температур, где превращается в льдинку шарообразной формы - градину. Процесс поднятия и опускания градины может происходить многократно и сопровождаться увеличением ее массы и размера. Наконец градина, преодолевая сопротивление восходящих потоков воздуха, выпадает на землю. Градины неодинаковы по размеру: они могут быть величиной от горошины до куриного яйца.

Рис. 36. Схема образования града в облаках вертикального развития

Количество атмосферных осадков измеряют с помощью осадкомера. Многолетние наблюдения за количеством выпадающих осадков позволили установить общие закономерности их распространения по поверхности Земли. Наибольшее количество осадков выпадает в экваториальной полосе - в среднем 1500-2000 мм. В тропиках количество их снижается до 200-250 мм. В умеренных широтах происходит увеличение выпадающих осадков до 500-600 мм, а в полярных областях количество их не превышает 200 мм в год.

В пределах поясов также наблюдается значительная неравномерность в выпадении осадков. Она обусловлена направлением ветров и особенностями рельефа местности. Например, на западных склонах Скандинавских гор выпадает 1000 мм осадков, а на восточных - в два с лишним раза меньше. Есть на Земле места, где осадки практически отсутствуют. Например, в пустыне Атакама осадки выпадают раз в несколько лет, а по многолетним данным, величина их не превышает 1 мм в год. Очень сухо и в Центральной Сахаре, где среднее ежегодное количество осадков менее 50 мм.

В то же время в некоторых местах выпадает гигантское количество осадков. Например, в Черрапунджи - на южных склонах Гималаев их выпадает до 12 000 мм, а в отдельные годы - до 23 000 мм, на склонах горы Камерун в Африке - до 10 000 мм.

Такие осадки, как роса, иней, туман, изморозь, гололед, образуются не в верхних слоях атмосферы, а в ее приземном слое. Охлаждаясь от поверхности Земли, воздух уже не может удерживать водяной пар, он конденсируется и оседает на окружающих предметах. Так образуется роса. При температуре предметов, расположенных у поверхности Земли, ниже 0 °C образуется иней.

При наступлении более теплого воздуха и его соприкосновении с холодными предметами (чаще всего проводами, ветками деревьев) выпадает изморозь - налет рыхлых кристалликов льда и снега.

При концентрации водяных паров в приземном слое атмосферы образуется туман. Особенно часты туманы в крупных промышленных центрах, где капельки воды, сливаясь с пылью и газами, образуют ядовитую смесь - смог.

Когда температура поверхности Земли ниже 0 °C, а из более верхних слоев выпадают осадки в виде дождя, начинается гололедица. Смерзаясь в воздухе и на предметах, капельки влаги образуют ледяную корку. Иногда льда так много, что под его тяжестью рвутся провода, ломаются ветки деревьев. Особенно опасна гололедица на дорогах и зимних пастбищах. Похож на гололедицу гололед. Но он формируется иначе: на землю выпадают жидкие осадки, а при понижении температуры ниже 0 °C вода на земле замерзает, образуя скользкую ледяную пленку.



4. Роль растений в природе и жизни человека

Роль растений в природе

Невозможно представить себе окружающий мир без растений - наших верных и молчаливых зеленых друзей. Каждый глоток воздуха, каждая крошка пищи подарены нам растениями, они помогают нам почувствовать радость общения с природой, ее очарование и красоту. Ухаживая за безмолвными и прекрасными растениями, человек сам становится чище и добрее.

Зеленые растения создают на Земле условия для существования всех живых организмов. Они выделяют кислород, который необходим для дыхания, служат основным источником пищи для всех животных. Даже самый кровожадный хищник зависит от растений, которыми питаются его жертвы.

Покрывая Землю зеленым ковром, растения защищают и сохраняют ее. Заросли растений создают свой климат, более мягкий и более влажный, потому что листва противостоит иссушающему действию солнечных лучей. Корни растений скрепляют и удерживают почву. Там, где сохранился лес, поверхность Земли не обезображена оврагами.

Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества, служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.

Формирование газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 510" тонн свободного кислорода в год. Один гектар кукурузы выделяет за год 15 тонн кислорода, что достаточно для дыхания 30 человек. Весь кислород атмосферы проходит через зеленое вещество примерно за 2000 лет. За 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и водах. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 1000 раз превышала выработку энергии в конце XX столетия всеми электростанциями мира. Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд. тонн органического вещества.

Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие. Помимо углерода, водорода и кислорода в состав молекул многих органических веществ входят атомы азота, фосфора, серы, а нередко и других элементов (железа, кобальта, магния, меди). Все они добываются растениями из почвы или водной среды в виде ионов солей, главным образом, в окисленном виде. Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же, как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями. радиация солнце земной растительный

Растительность оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана.

Растительный мир существовал на Земле задолго до появления человека. Растения обитают на огромных пространствах суши: в тундрах, лесах, степях. Они населяют водные просторы прудов, озер, болот, рек, морей, океанов и способны жить даже на голых скалах и сыпучих песках. Такие растения, которые размножаются и расселяются без участия человека, называются дикорастущими. Сегодня на Земном шаре известно около 500 тысяч видов дикорастущих растений.

Роль растений в жизни человека

Велико значение растительности в жизни человека. Прежде всего, растительность представляет необходимую среду жизни людей. Дикорастущая флора является неоценимым генетическим фондом в селекционной работе при создании новых сортов сельскохозяйственных культур. Большая часть растений, которые обеспечивают сегодня около 90% продовольствия в мире, появились путем окультуривания диких растений.

Сотрудниками Всероссийского института растениеводства (ВИР) установлено наличие в России около 600 диких видов, являющихся сородичами культурных растений. Многие из них послужили базой для выведения более 1500 новых сортов.

На протяжении многих веков человек добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике. На современном мировом рынке находятся в обращении продукты свыше 1000 видов лекарственных растений. Среди них препараты из корня жизни - женьшеня, элеутерококка, ландыша майского, горицвета весеннего.

Так, около 80% людей в развивающихся странах, заботясь о своем здоровье, полагаются преимущественно на дикие лекарственные травы и другие растения. Около половины предписанных и не предписанных лекарств, потребляемых в мире, содержат натуральные ингредиенты, получаемые из диких организмов. Растения являются важнейшим пищевым ресурсом для человека, многие из них используются в разнообразных технологических процессах (пивоварение, хлебопечение, очистка сточных води т. д.). Растения служат основной кормовой базой для домашних и многих диких животных. Они участвуют в образовании полезных ископаемых, защищают от разрушения потоками воды и ветром поверхность Земли, от засыпания песками плодородной земли.

Растения разными способами осуществляют детоксикацию вредных веществ. Некоторые из вредных веществ связываются цитоплазмой растительных клеток и становятся неактивными, другие подвергаются превращениям в растениях до нетоксических продуктов и участвуют в обмене веществ.

Для борьбы с вредными микроорганизмами растения выработали ряд веществ, способных подавлять их деятельность. К ним относятся антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и др.) и фитонциды. Сильными бактерицидными свойствами обладают лук и чеснок. В связи с этим они с давних пор применяются в качестве лечебных средств. Одно растение можжевельника выделяет за сутки 30 г летучих веществ, а один гектар - такое количество фитонцидов, которое достаточно для очистки от микробов всех улиц большого города. Растительность для человека - это и источник эстетического наслаждения, оказывающий на него психологическое воздействие.

Отрицательное же значение растительности по сравнению с приносимой ею пользой незначительно. Так, некоторые виды диких растений растут в качестве сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах. В отдельных местах приходится бороться с зарастанием водоемов, каналов. Иногда массовое развитие водной растительности вызывает появление летних заморов рыбы в озерах. Известны и некоторые другие случаи вредного воздействия растений на человека (отравления, грибковые заболевания) и хозяйство (обрастание днищ судов, зарастание дорог и т. п.).

Здесь уместно привести еще один аргумент в пользу нежелательности истребления хотя бы одного-единственного вида растений, каким бы ненужным или даже вредным данный вид ни казался сегодня. Должен учитываться принцип потенциальной полезности. Мы не в состоянии предвидеть, какое значение для человека может иметь тот или иной вид в будущем. Виды, считавшиеся совершенно бесполезными или вредными, нередко затем приобретали огромную важность. Так, казавшиеся вредными плесневые грибы дали человечеству антибиотики. А многочисленные бактерии, также казавшиеся бесполезными, работают на человечество, включенные в технологию добычи ряда видов полезных ископаемых и т. д. Поэтому отрицательное воздействие растительности на человека чаще всего связано с нерациональным использованием растений, незнанием закономерности развития и взаимоотношений растительных сообществ, а также непредсказуемостью возможных последствий вмешательства человека.

Генофонд ныне существующих организмов - это бесценный эволюционный дар, от правильного использования которого во многом зависит направление научно-технического прогресса в самых различных областях деятельности человека.

Из всех растительных ресурсов планеты самое главное в жизни природы и человека - леса. Они больше всего пострадали от хозяйственной деятельности и раньше всего стали объектами охраны.

5. Лес как важнейший растительный ресурс планеты

Лес - богатство природы, значение которого трудно переоценить. Помимо огромного и разнообразного экономического значения, лес выступает как крайне важный географический фактор, оказывающий большое влияние на другие типы ландшафтов и на биосферу в целом.

Лес называют зеленым золотом, имея в виду его особую ценность и универсальное экономическое значение. Он является источником древесины, пищевого, технического и лекарственного сырья.

Исключительно высока экологическая роль леса. Он является одним из важнейших регуляторов круговорота влаги на Земле, предотвращает водную и ветровую эрозию, поддерживает плодородие почвы, препятствуя смыву и образованию оврагов, сдерживает движение песков, смягчает последствия засух. Леса влияют на газовый баланс и состав атмосферы, водный и тепловой режим земной поверхности, регулируют численность и разнообразие животного мира. Лесной покров взаимосвязан с климатом: он уменьшает силу ветра, смягчает высокие и низкие температуры, аккумулирует влагу. Не менее важна водоохранная роль леса. Он способствует переводу атмосферных осадков в почву и грунтовые воды, регулируя тем самым гидрологический режим рек. Ныне лес рассматривается как ведущий фактор энерго- и массообмена на Земле. Лесной покров планеты - единая глобальная система мирового леса, являющегося важнейшим компонентом биосферы в целом.

Леса, в том числе посаженные людьми, занимают площадь около 40 млн. км2, или около 1/3 поверхности суши. Это широкий пояс тайги в Северном полушарии, смешанные и лиственные леса умеренного пояса, вечнозеленые субтропические и влажные тропические леса. На планете 30% хвойных и 70% лиственных лесов. Леса оказывают влияние на все компоненты биосферы, играют огромную средообразующую роль.

Леса - восстановимые природные ресурсы. Их рациональное использование основано на экологических законах сохранения, восстановления и изменения растительных сообществ.

Лес используется в различных отраслях народного хозяйства, он служит источником химических веществ, получаемых при переработке древесины, коры, хвои. Лес поставляет сырье для получения свыше 20 тыс. изделий и продуктов. Почти половина производимой в мире древесины расходуется на топливо, а треть идет на производство строительных материалов. Дефицит древесины остро ощущается во всех промышленно развитых странах.

В последнее время большое значение уделяется санитарно-гигиенической, бальнеологической и рекреационной роли лесов. В России, как и в некоторых других регионах мира, стали широко использоваться «несырьевые» возможности зеленых насаждений: это зеленые зоны городов, природные или национальные парки, курортные зоны.

Общеизвестно благотворное влияние сосновых боров на больных туберкулёзом, вызываемое дезинфицирующими свойствами терпенов. Многие хвойные деревья выделяют особые вещества - фитонциды, убивающие болезнетворные микроорганизмы. Древесные насаждения очищают воздух городов и поселков от пыли, вредных газов, копоти, защищают жителей от шума. Содержание пыли на зеленой улице в 3 раза меньше, чем на улице без деревьев.

Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты и его последствия. Уничтожение лесов началось еще на заре развития человечества и продолжается до настоящего времени.

На первых порах лес вырубали и выжигали ради получения пашен и пастбищ. В дальнейшем, с развитием хозяйства и ремесел, к лесу стали относиться как к неисчерпаемому источнику топлива, строительного и поделочного материала. По мере развития цивилизации и техники потребность в древесине и побочных продуктах леса быстро возрастала; усиливалась и эксплуатация леса, которая особой силы достигла в эпоху капитализма с его высокоразвитой техникой и частной собственностью на землю. В эту эпоху наиболее сильно пострадали мировые запасы леса.

За последние 10 тыс. лет на земном шаре сведено 2/3 всех лесов. Поэтому говорят: человеку предшествуют леса, его сопровождают пустыни. За историческое время около 500 млн. га превратились из лесов в бесплодные пустыни. Леса уничтожаются так быстро, что площади вырубок существенно перевешивают площади посадок деревьев. К настоящему времени в зоне лесов сведено около половины их первоначальной площади. Быстро сокращаются площади первичных лесов в Западной Африке, Юго-Восточной Азии, Центральной Америке; несколько меньшими темпами - в Центральной Африке и бассейне Амазонки. Деградируют влажные тропические и муссонные леса, сокращая их площадь. Вырубленные участки сельвы не восстанавливаются, на их месте развиваются малопродуктивные кустарниковые формации, а при сильной эрозии происходит опустынивание.

Некоторым редким и ценным породам деревьев грозит полное исчезновение. Все это грозит исключительно опасными экономическими и экологическими последствиями.

Хищническая вырубка лесов в западноафриканском государстве Берег Слоновой Кости, начатая в конце XIX в. французскими колонизаторами и затем продолженная западными монополиями, привела в настоящее время к катастрофическому оскудению зеленых богатств в этой стране.

Резкое сокращение лесов на планете привело не только к истощению лесного капитала. Оно вызвало тяжелые для людей последствия, такие, как обмеление рек и озер, разрушительные наводнения, селевые потоки, эрозия почв, а также изменение климата.

Лес является прекрасным аккумулятором влаги, задерживает снеготаяние, преграждает путь внешним и дождевым водам, способствуя пополнению запаса грунтовых вод и нормальному режиму стока равнинных и горных рек. С уничтожением лесов возникают разрушительные весенние паводки и летние разливы рек. Вешние и дождевые воды, не встречая препятствий в виде леса, быстро стекают по оврагам в реки, а затем в моря. В результате грунтовые воды пополняются слабо, уровень их падает настолько, что они уже не могут восполнить убыль воды в реках и озерах, происходящую за счет испарения в летний период. Вследствие этого водоемы начинают мелеть, многие реки становятся несудоходными.

Наводнения, происхождение которых связано с уничтожением лесов, широко распространены во многих районах земного шара и приносят неисчислимые бедствия. Особенно они часто повторяются в Китае и на Индостане, в Северной и Южной Америке, Западной Европе.

Особо губительным последствием вырубки лесов является эрозия почв, которая широко распространилась по всему земному шару и стала бичом сельского хозяйства.

Наконец, уничтожение лесов на обширных территориях ухудшает климат, делает его более сухим и континентальным, способствует усилению ветров и распространению суховеев, появлению засух и т.д., что отрицательно сказывается на сельском хозяйстве.

Причины сокращения лесных ресурсов России

Россия - страна лесов. Леса России составляют 22% от мирового запаса лесов. Общая площадь земель лесного фонда Российской Федерации, по состоянию на 01.01.98 г., составляла 1172,9 млн. гектаров, или 69% территории России. Покрытая лесом площадь составляла 770,7 млн. гектаров. Общий запас древесины в лесах - 81,5 млрд. кубометров, в том числе спелых и перестойных насаждений - 43,9 млрд. кубометров, из них хвойных - 34,5 млрд. кубометров. Общий запас древесины в лесном фонде составляет почти 82 миллиарда кубометров. На долю России приходится 1/5 площади лесов мира, 1/4 мировых запасов древесины. Леса России богаты хвойными лесами, имеющими высокое народнохозяйственное значение. Хвойные леса занимают 70% земель лесного фонда, здесь же сосредоточено более 70% запаса древесины.

Наиболее распространенной древесной породой в лесном фонде Российской Федерации является лиственница, затем идут сосна, береза, ель, кедр, осина, пихта, дуб, липа.

Основная часть лесов размещена восточнее Урала. Здесь сосредоточено 80% всего лесного фонда. 2/3 потребностей народного хозяйства в древесине удовлетворяется за счет лесов европейской части и Урала и только 1/3 лесозаготовок приходится на восточные районы страны. Лесные богатства восточных районов начали активно осваиваться после завершения строительства Байкало-Амурской магистрали.

Рациональное использование, воспроизводство и охрана лесов России

Охрана лесов предполагает, прежде всего, рациональное их использование и воспроизводство, что является основной задачей нашего лесного хозяйства. К основным мерам, осуществляемым лесным хозяйством по рациональному использованию лесов, относятся применение научно обоснованного расчета и распределения лесосечного фонда, экономное и полное использование получаемой древесины, защита лесов от пожаров, вредителей и других неблагоприятных природных факторов.



6. Охрана растительности лугов и пастбищ

Луга и пастбища имеют большое значение в обеспечении кормами сельскохозяйственных животных. Травы естественных лугов - наиболее полноценный корм, богатый витаминами, микроэлементами и минеральными солями. Луга и пастбища занимают значительное место среди других сельскохозяйственных угодий. По данным на 1971 г., площадь лугов и пастбищ в СССР (в современных границах СНГ) составляла 714,6 млн. га. Особенно велики площади лугов в лесной зоне на местах вырубок, гари, бывших пахотных земель и в поймах рек.

На лугах и пастбищах произрастает около 60% видов растений. Ведущее место занимают злаковые и сложноцветные (до 35% всей растительной массы).

Однако в ряде случаев эти угодья еще используются недостаточно рационально и требуют коренного улучшения по увеличению сенокосов и пастбищ.

Пойменные луга нередко в половодье заносятся илом, песком, мусором; как и суходольные, покрываются кочками, кустарниками, местами имеют избыточное увлажнение. Урожайность лугов падает также в результате слишком интенсивного использования их под пастбища.

В качестве мер по улучшению лугов рекомендуется:

1) Расчистка и планировка поверхности (очистка от кустарников, камней, мусора, валежника, уничтожение кочек);

2) Улучшение и регулирование водного режима почв;

3) Сохранение (при необходимости и создание) прибрежных полос кустарников в поймах крупных рек, как средство предотвращения заносов пойменных лугов песком;

4) Борьба с ядовитыми растениями;

5) Поверхностное внесение органических и минеральных удобрений;

6) Иногда посев семян.

В повышение урожайности лугов наилучшие результаты дает попеременное сенокосно-пастбищное использование. Однако ранний весенний выпас скота с последующим сенокошением вдвое снижает урожай лугов.

Пастбища больше всего страдают от перевыпаса.

Важное значение для оленеводства имеют лишайниковые пастбища (ягельники). Лишайники - необходимый растительный компонент для поддержания естественных биоценозов тундры. Обеднение тундр в результате перевыпаса животных изменяет характер растительности, ухудшает качество пастбищ.

В отдельных случаях известный ущерб травостою наносят сильно размножившиеся грызуны, особенно мышевидные.

Охрана пастбищ - это в первую очередь недопущение перевыпаса в сочетании с некоторыми агрокультурными мероприятиями по улучшению травостоя.

7. Охрана хозяйственно ценных и редких видов растений

Из огромного количества видов растений человек использует в практических целях лишь незначительную часть. Так из 500000 видов мировой флоры высших растений регулярно используют только 2500 видов, а спорадически - до 20 тысяч видов. В СССР насчитывалось примерно 17,5 тысяч видов дикорастущих высших растений, из них в хозяйственных целях широко употребляют только 250 видов. Из мирового фонда высших растений в лекарственных целях используют около 150 видов (Зозулин, 1973 г.). Среди хозяйственно - ценных видов важное место занимают лекарственные растения. Запасы их в нашей стране еще не достаточно изучены, хотя ежегодно сбор их сырья составляет около 20 тысяч т. Поиски новых растений и выявление запасов сырья активно продолжаются.

Известное значение для промышленности имеет дикорастущие дубильные (ежегодно заготовляют свыше 150 тысяч т.), эфирно - масленичные, камеденосные, красильные и другие полезные растения. Многие виды местной флоры широко используются в качестве декоративных растений, медоносов и т.д. В результате регулярного интенсивного сбора запасы некоторых видов лекарственных и других хозяйственно - ценных растений местами заметно уменьшаются.

Охрана и рациональное использование хозяйственно - ценных растений состоит в правильно организованном их сборе, при котором естественные запасы растений не должны истощаться. Особенно это важно для тех видов, у которых в производство идут подземные части. В настоящее время заготовку сырья производят многие организации без надлежащего контроля. Необходимо установить контроль за количественным и качественным использованием запасов хозяйственно - ценных видов растений.

Несмотря на обилие используемых форм растений, потеря и исчезновение с лица Земли каждого вида является большой утратой для науки и практики. Каждый биологический вид - это некоторый эксперимент природы, содержащий информацию многих поколений предков, и расшифровка ее имеет исключительно важное научное и практическое значение. Совокупность видов растений представляет собой неисчерпаемый генофонд для самых различных, зачастую пока непредвиденных целей. Поэтому охрана редких и исчезающих видов растений является важнейшей задачей.

К настоящему времени под прямым или косвенным воздействием человека многие виды растений стали редкими или исчезающими в тех или иных частях планеты. Так, в Индии зарегистрировано 129 таких видов, в Польше -134, в Чехословакии - 108, в Греции - 172, в Израиле - 34 и т.д.

В СНГ также многие виды растений стали редкими. К ним относятся водяной орех, лотос (сохранился только в дельте Волги в виде нескольких куртин в Азербайджане и на озере Ханка), альдрованда (насекомоядное растение), железное дерево, шелковая акация, дуб каштанолистный, самшит гирканский, альдарская сосна, платан пальчатолистый, туранга, фисташка, тис, падуб и др.

Охрана редких и исчезающих видов осуществляется несколькими путями.

Первый путь - это издание соответствующих законоположений, запрещающих использование этих видов. Важно, чтобы запретом были охвачены все редкие виды, и запрет этот практически выполнялся.

Второй - охрана редких видов в заповедниках и заказниках.

Третий - создание коллекционных участков и резерватов в сети ботанических садов и других научных учреждений. Перенесенные на коллекционные грядки, растения могут поддерживаться в культуре неопределенно - длительный срок и являться необходимым резервом для разнообразных целей.

Успех охраны растительности во многом зависит от участия в этом деле широких слоев населения. Важное значение приобретает природоохранительное просвещение среди населения, в частности пропаганда научных знаний о флоре и ее значении для человека.

8. Правовая охрана ратительности

Охрану, контроль, регулирование использования объектов растительного мира в РФ осуществляют федеральные органы исполнительной власти - Государственный комитет РФ по охране окружающей среды и природных ресурсов (до мая 2000г.), Министерство природных ресурсов, Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ, Федеральная служба лесного хозяйства России и органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

Уже в 1918 году в декрете о лесах были намечены основы экономической организации лесного хозяйства, указано на необходимость установления нормы лесистости в каждой республике и районе. В 1923 году Советское правительство утвердило "Лесной кодекс" - законодательный акт, регулирующий порядок организации лесного хозяйства и пользования лесным фондом, предусматривающий ряд мер по охране леса.

Совершенствованию ведения лесного хозяйства и охране лесов были посвящены многие правительственные постановления, изданные в последующие годы. В частности, в 1950 году Советом министров СССР было утверждено "Положение о государственной лесной охране". Вопросы охраны леса, как важнейшего ресурса государства находят отражение в партийных решениях и постановлениях.

Большое внимание охране лесов уделено в республиканских законах об охране природы. Законом Российской федерации (1960 г.), наиболее богатой лесами, даны основные принципы охраны природы лесов и ведения лесного хозяйства. Закон устанавливает, что леса подлежат охране и регулированию.

В 1977 году Верховным советом СССР был принят закон "Основы лесного законодательства союза ССР и союзных республик".

В соответствии с Лесным кодексом (1997г.) устанавливаются правовые основы рационального использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов, повышения их ресурсного и экологического потенциала.

Основополагающее значение для охраны лесов имеет подразделение их на категории и группы по степени защищенности.

К лесам первой группы относятся:

- запретные полосы по берегам рек, озер, водохранилищ и других водных объектов; запретные полосы лесов, защищающих нерестилища ценных промысловых рыб;

- противоэрозийные леса; защитные лесополосы вдоль железных и автомобильных дорог;

- леса зеленых зон городов, других населенных пунктов и хозяйственных объектов; леса первого и второго поясов зон санитарной охраны источников водоснабжения; леса первой, второй и третьей зон округов санитарной охраны курортов;

- особо ценные лесные массивы; леса, имеющие научное или историческое значение; орехово-промысловые зоны, лесоплодовые насаждения и др.;

- леса заповедников, национальных и природных парков, заповедные лесные участки и др.

Кроме того, в лесах всех групп могут быть выделены особые защитные участки с ограниченным режимом лесоиспользования, включая берего - и почвозащитные участки леса вдоль берегов водных объектов, склонов оврагов и балок, места обитания редких и находящихся под угрозой исчезновения диких животных и растений и др.



Литература

1. Право: Охрана лесов в СССР; Проблема лесов. Обезлесевание,

2. География - Проблемы экологии

Размещено на Allbest.ru

...