"Биология (базовый и углублённый уровни)", Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И.
Глобальные антропогенные изменения в биосфере — это крупные преобразования природы, вызванные деятельностью человека и распространяющиеся на всю планету. Их основные причины — рост населения, промышленность, энергетика, транспорт, сельское хозяйство и чрезмерное использование ресурсов. Усиление парникового эффекта меняет климат, загрязнение разрушает почвы и водоёмы, а уничтожение местообитаний сокращает биоразнообразие. Понимание причинных связей помогает предупреждать экологические угрозы.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Глобальные антропогенные изменения в биосфере — масштабные изменения природных систем, вызванные деятельностью человека и затрагивающие планету в целом. Слово «антропогенные» указывает на человеческое происхождение воздействий. Понятие помогает увидеть связь между местными действиями и общепланетарными последствиями.
Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы из-за поглощения парниковыми газами уходящего теплового излучения Земли. К таким газам относятся углекислый газ, метан и водяной пар. Сам естественный эффект необходим для жизни, а опасность создаёт его усиление.
Озоновый слой и озоновая дыра — слой атмосферы с повышенной концентрацией озона и область его значительного истончения соответственно. Озон поглощает значительную часть вредного ультрафиолетового излучения. Поэтому состояние слоя связано с защитой организмов, а не с температурой воздуха.
Кислотные дожди — атмосферные осадки с повышенной кислотностью, возникающей при превращении выбросов серы и азота в кислоты. Они могут переноситься на большие расстояния от промышленного источника. Термин нужен, чтобы объяснить одновременное повреждение почв, водоёмов и растительности.
Рост населения увеличивает потребность в пище, жилье, энергии и товарах. Промышленность и энергетика добывают сырьё и сжигают топливо, транспорт добавляет выбросы, а сельское хозяйство преобразует природные территории и выделяет метан. В результате суммарное давление на биосферу растёт быстрее, чем успевают восстанавливаться многие экосистемы.
При сжигании угля, нефти и газа в атмосферу поступает углекислый газ, а при добыче топлива, животноводстве и разложении органики — метан. Эти газы поглощают часть теплового излучения, которое Земля должна отдавать в космос, поэтому энергетический баланс планеты изменяется. Потепление влияет на таяние льда, уровень моря, режим осадков, частоту засух и сроки сезонных явлений, а затем меняет местообитания и пищевые связи.
Хлор- и бромсодержащие соединения могут достигать стратосферы, где под действием ультрафиолета образуются частицы, разрушающие озон. Уменьшение концентрации озона ослабляет естественный экран атмосферы. Поэтому к поверхности проходит больше ультрафиолетового излучения, повышая риск повреждения клеток, болезней глаз и кожи, а также нарушения развития растений и планктона.
Оксиды серы и азота соединяются с атмосферной влагой и превращаются в серную, сернистую и азотную кислоты. Вместе с дождём, снегом или туманом они попадают на почву и в водоёмы, иногда далеко от места выброса. Закисление изменяет растворимость веществ и работу организмов почвы, а в озёрах нарушает условия жизни рыб, беспозвоночных и водорослей.
Вырубка лесов уничтожает местообитания и уменьшает поглощение углекислого газа, а опустынивание снижает продуктивность земель. Загрязнение и чрезмерный вылов или отстрел дополнительно уменьшают численность популяций. Исчезновение видов нарушает пищевые цепи, опыление, разложение органики и круговороты веществ, поэтому проблемы усиливают друг друга.
| Направление изменения | Основные причины | Проявления | Последствия | Меры предупреждения |
|---|---|---|---|---|
| Изменение климата | Сжигание топлива, вырубка лесов, сельское хозяйство | Потепление, изменение осадков, таяние льда | Смещение ареалов, засухи, риски для хозяйства | Чистая энергетика, энергосбережение, охрана лесов |
| Разрушение озонового слоя | Хлор- и бромсодержащие соединения | Истончение слоя, озоновые дыры | Рост ультрафиолета, вред организмам | Отказ от опасных веществ, международный контроль |
| Кислотные дожди | Выбросы оксидов серы и азота | Кислые осадки, закисление среды | Гибель рыб, повреждение лесов, обеднение почв | Очистка выбросов, низкосернистое топливо |
| Сокращение биоразнообразия | Уничтожение местообитаний, загрязнение, промысел | Уменьшение численности и исчезновение видов | Нарушение пищевых цепей и устойчивости экосистем | Охраняемые территории, восстановление видов |
| Опустынивание и деградация почв | Вырубка, перевыпас, неправильное орошение | Эрозия, засоление, потеря плодородия | Снижение урожайности и продуктивности экосистем | Севооборот, лесомелиорация, рациональный выпас |
| Загрязнение Мирового океана и накопление отходов | Пластик, нефть, стоки, неэффективное обращение с отходами | Мусор, нефтяные плёнки, токсичные вещества | Гибель организмов и накопление загрязнителей в цепях | Сокращение отходов, переработка, очистка стоков |
Сначала найдите в строке источник воздействия, затем проследите переход к проявлению и последствиям. Последний столбец показывает, на каком звене цепи можно действовать, чтобы предотвратить проблему.
Определите глобальное изменение при массовом сжигании угля, нефти и газа. Назовите основную цепочку его последствий. Нужно связать источник выбросов не с отдельным явлением, а с изменением работы всей климатической системы.
Ответ: это усиление парникового эффекта и глобальное изменение климата. Цепочка такова: топливо — CO2 — дополнительное удержание тепла — изменение климата — перестройка экосистем и риски для человека.
Объясните, почему выбросы оксидов серы и азота в промышленном районе могут привести к гибели рыб в удалённом озере. Расстояние не исключает связи, потому что воздушные массы переносят загрязнители. Требуется восстановить последовательность превращений.
Ответ: выбросы превращаются в атмосферные кислоты, переносятся на расстояние и выпадают с осадками. Закисление озера нарушает условия жизни рыб.
Для региона с вырубкой лесов, загрязнением реки и сокращением видов предложите комплекс мер. Нельзя ограничиться одной акцией, поскольку воздействия связаны между собой. Меры нужно разделить по источникам и дополнить восстановлением экосистем.
Ответ: сочетание профилактики, очистки и восстановления уменьшит нагрузку и вернёт экосистемам устойчивость. Одновременно снизятся потери видов и нарушение круговоротов веществ.
Парниковый эффект считают полностью вредным. Его путают с усилением, хотя естественный эффект сохраняет тепло для жизни. Проверка: различайте естественный процесс и дополнительный рост концентрации газов.
Озоновую дыру связывают с углекислым газом. Такая ошибка возникает из-за смешения двух глобальных проблем. Проверка: причиной разрушения озона называют прежде всего хлор- и бромсодержащие соединения, а CO2 связывают с климатом.
Глобальное потепление понимают как одинаковый рост температуры везде. На самом деле меняются также осадки, ветры и сезонные режимы, причём по регионам неодинаково. Проверка: рассматривайте не только среднюю температуру, но и набор климатических последствий.
Загрязнение, вырубку и исчезновение видов считают независимыми. Так теряется цепочка: разрушение местообитаний и загрязнение уменьшают популяции, а исчезновение видов нарушает связи экосистем. Проверка: для каждого воздействия ищите общий источник и последующие изменения круговоротов.
До изучения темы нужны уровни организации живого, строение биосферы, круговороты веществ, пищевые цепи и устойчивость экосистем. Эти понятия помогают объяснить, почему локальное воздействие может иметь цепные последствия.
Дальше знания пригодятся в экологии, рациональном природопользовании, устойчивом развитии и анализе глобальных экологических проблем. Биология показывает связи между организмами и средой, а природоохранные решения требуют оценки всей системы.
С географией связаны климатические процессы и распространение загрязнений, с химией — превращения оксидов серы и азота и свойства загрязнителей. Поэтому тему удобно рассматривать одновременно на биологическом, пространственном и химическом уровнях.
Почему глобальные экологические проблемы нельзя решить только в одном государстве?
Воздух, вода, организмы и загрязняющие вещества перемещаются через границы, поэтому последствия деятельности одной страны могут проявляться далеко от источника. Эффективные решения требуют международных соглашений, общих норм и совместного контроля.
Чем естественный парниковый эффект отличается от его антропогенного усиления?
Естественный парниковый эффект удерживает часть тепла у поверхности Земли и делает климат пригодным для жизни. Антропогенное усиление возникает из-за роста концентрации газов, связанных с деятельностью человека, и вызывает дополнительное потепление.
Почему озоновая дыра и глобальное потепление считаются разными проблемами?
Озоновая дыра связана с разрушением озона в стратосфере хлор- и бромсодержащими соединениями и увеличением ультрафиолетового излучения. Глобальное потепление вызвано главным образом накоплением парниковых газов, задерживающих тепловое излучение.
Как загрязнение атмосферы может повлиять на водоёмы и почвы?
Оксиды серы и азота превращаются в атмосфере в кислоты и выпадают с осадками. Это закисляет почвы и водоёмы, изменяет доступность минеральных веществ и может привести к гибели чувствительных организмов.
Какие меры способны одновременно уменьшить несколько глобальных угроз биосфере?
Переход к чистой энергетике снижает выбросы парниковых газов и загрязнителей воздуха, а энергоэффективность уменьшает расход топлива и ресурсов. Охрана лесов, переработка отходов, очистка стоков и устойчивое сельское хозяйство одновременно поддерживают биоразнообразие и круговороты веществ.
31. Глобальные антропогенные изменения в биосфере
