Особенности круговорот фосфора в природе

Фосфор – один из самых редких макроэлементов в доступных резервуарах на поверхности Земли.

Круговорот фосфора:

Этого элемента в земной коре достаточно много, однако он крайне рассеян и малоподвижен. Самое неприятное, что круговорот фосфора практически не замкнут - если азот из биосферы выводится в атмосферу, откуда его можно извлечь, то фосфор из биосферы, пройдя, как и азот, множество локальных круговоротов, оседает на дно океанов. Это связано с тем, что в природе, он существует только в виде фосфатов, и устойчивых летучих соединений у него нет. Вновь попасть на поверхность суши этот фосфор может только в результате геологических процессов, но до этого пройдут многие миллионы лет.

Источником фосфора биосферы является главным образом апатит, встречающийся во всех магматических породах. В превращениях фосфора большую роль играет живое вещество. Организмы извлекают фосфор из почв, водных растворов. Усвоение фосфора растениями во многом зависит от кислотности почвы. Фосфор жизненно необходим животным в процессах обмена веществ для накопления энергии. С гибелью организмов фосфор возвращается в почву и в илы морей. Он концентрируется в виде морских фосфатных конкреций, отложений костей рыб, что создает условия для создания богатых фосфором пород, которые в свою очередь являются источником фосфора в биогенном цикле.

В свободном состоянии фосфор в природе не встречается вследствие его легкой окисляемости. В земной коре он находится в виде минералов (фторапатит, хлорапатит, вивианит и др.), которые входят в состав природных фосфатов – апатитов и фосфоритов. Так как растения уносят из почвы значительное количество фосфора, а естественное пополнение фосфорными соединениями почвы крайне незначительно, то внесение в почву фосфорных удобрений является одним из важнейших мероприятий по повышению урожайности.

2)Рассмотрите демографические пирамиды России в 1900 и 2000 гг. и объясните, какие причины могли обусловить «провалы» численности в некоторых возрастных группах (1-5; 30-35; 55-60; 80-85 лет).

Демографическая пирамида - это графическое изображение распределения людей по полу и возрасту на данный момент времени. Пирамиды, построенные на конкретном материале, дают наглядное изображение сложившегося на данный момент состава населения в сколь угодно дробном (или, напротив, обобщённом) виде. Разрабатывая серии таких «пирамид» по разным странам и на разные периоды времени, демограф получает материал для сравнительного и исторического анализа состава населения и прогнозирования его динамики на перспективу в 20-30 лет.

Способ изображения пирамиды - сочетание графика с диаграммой в виде полос, идущих от оси ординат параллельно оси абсцисс. На оси ординат, установленной в средней точке двунаправленной оси абсцисс, по направлению «снизу вверх» откладывается возраст людей - от 0 до 100 лет - с разбивкой на нужные возрастные интервалы (1, 5,10 лет). На оси абсцисс откладывается численность населения, причём слева от оси ординат принято изображать число мужчин, справа - женщин. Численность лиц каждого пола и возраста изображается в виде полос равной ширины, идущих от оси ординат параллельно оси абсцисс и расположенных одна над другой, в соответствии с выделенными возрастными интервалами. Построенная таким способом полосовая диаграмма имеет, как правило, вид пирамиды, в основании которой расположились более многочисленные детские поколения, а ближе к вершине - сохранившиеся и уже малочисленные старшие поколения, которые к 100 годам сходят «на нет», образуя пик пирамиды. Состав населения по полу и возрасту сильно изменился за последние десятилетия, а на численности и соотношении лиц разного возраста отразились не только общие закономерности перестройки возрастной и половой структуры населения (снижение доли детей и увеличение доли пожилых с общим преобладанием женского населения), но и конкретные события истории России в 20 веке Форма пирамиды на 1959 год в общих чертах соответствует пирамиде «молодого населения» - с большой долей детского и молодого населения до 30 лет и малой долей пожилых людей старше 60 лет. Вместе с тем форма пирамиды показывает, что состав населения начинает меняться в сторону «взрослой» структуры: численность детских поколений - до 15 -лет примерно равна численности поколений в возрасте 18-40 лет.

Однако общая форма пирамиды сильно искажена. Так, среди населения старше 30 лет резко преобладают женщины и чем старше возрасты, тем значимее эта разница. Это связано с большими потерями мужского населения в Первой и Второй мировых войнах, в Революции 1917 года и Гражданской войне, в ходе политических репрессий и раскулачивания крестьянства. Хорошо видны большие потери всего населения в годы войны 1941-1945 годов по малой численности поколения 36-43 лет - это люди, которым в годы войны было 18-24 года. Результатом войны стало малочисленное поколение детей, рождённых в 1942-1945 годы, которым в 1959 году исполнилось 13-16 лет, что тоже хорошо видно на рис.5. Так формируются «демографические волны» - подъёмы и спады в рождаемости детей под влиянием резких изменений в численности поколения родителей в предшествующие годы. Так, на пирамиде России 2000 г. видно снижение численности поколений, рожденных в 60-х годах, и новый спад рождений через 20-25 лет- с начала 90-х годов. Пирамида 2000 года показывает сильно изменившуюся структуру населения, в котором резко снизилась доля и численность детских поколений. В то же время выросла доля зрелых возрастов, старшие из которых в ближайшие 10 лет перейдут в пенсионный возраст, что резко увеличит демографическую нагрузку на входящие в трудоспособный возраст малочисленные молодые поколения. В форме пирамиды сохранились сильные спады в численности поколений военных 1942-45 годов рождения, т.е людей в возрасте около 55 лет. В старших возрастах сохранился и большой перевес женщин над мужчинами, хотя в молодых и средних его практически не заметно. Таим образом, пирамида показывает, что к концу 20 века в России сформировалась структура населения, переходная от «зрелого» к «стареющему» его типу.

Экологическая этика.

Экологическая этика предлагает и защищает систематическую и всестороннюю концепцию нравственных взаимоотношений между людьми и природой. Экологическая этика предполагает, что человеческое поведение по отношению к природе может направляться и направляется моральными нормами. Экологическая этика нацелена не только на суждение, но и на предписание действий. Коренной вопрос экологической этики — каково наше отношение к природе: как к объекту (вещи), или субъекту (то есть равному себе, имеющему моральный статус и обладающему правами). Экологическая этика существует только тогда, когда мы относимся к природе как к субъекту. В этом случае вред, нанесенный природе, будет рассматриваться с точки зрения нанесения ущерба самой природе. В отличие от экологической этики антропоцентрическая этика рассматривает природу как объект, и поэтому любой вред, ей нанесенный, оценивается лишь с точки зрения ущерба другому человеку, государству и т.д., в чьей собственности находится природа. Массовые убийства людей рассматриваются как преступления против человечества и не имеют срока давности, а массовая вырубка леса — как хозяйственная деятельность, и за выполнение плана по ней раньше давали премии. Но с другой стороны — убийство раба, например, в Древнем Египте приравнивалось к порче вещи, а североамериканские индейцы спрашивали у дерева разрешения срубить его и просили прощение за то, что им приходилось это делать.

Когда природа может признаваться человеком как субъект? С.Д. Дерябо полагает, что при соблюдении одного из трех следующих условий:

1. Если природный объект признается таковым согласно определенной философской концепции.

2. Если похож на человека.

3. Если признается человеком равным в своей самоценности и равноправности.

Возможно, существуют и другие условия, при которых человек может признавать в природе субъекта (причем порой не равного себе в самоценности). Исходя из вышесказанного, попробуем следующим образом сформулировать термин «экологическая этика»: ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭТИКА — это учение об этических отношениях человека с природой, основанных на восприятии природы как члена морального сообщества, морального партнера (субъекта), равноправии и равноценности всего живого, а также ограничении прав и потребностей человека. Основанием экологической этики является экобиоцентризм, нацеливающий людей на сохранение видов и особей живых существ и участков дикой природы в безотносительной пользе от этого человеку или даже ему во вред. Экологическая этика мотивирует природоохранные действия в двух аспектах: 1) люди действуют или избегают действий из соображений и ради блага самой природы, охраняют природу ради нее самой; 2) эти действия совершаются из морального принципа без каких-либо корыстных интересов человека, а то и ему во вред. Как правило, экологическую этику разделяют на две составные части: философскую экологическую этику и нормативную экологическую этику. Нормативная (предписывающая) этика касается практических вопросов, разрабатывая этические суждения, правила и принципы наших отношений с природой, а также этические оценки. Большинство этических суждений, включающих «плохо–хорошо», «следует», «должно» или «нужно» — это нормативные требования. Нормативные суждения явно или неявно обращаются к определенным нормам или стандартам этичного поведения. Философская экологическая этика предполагает более высокий уровень обобщений и абстракций, на котором нормативные суждения и оценки, а также приводимые в их пользу доводы анализируются и оцениваются. Философская экологическая этика разрабатывает такие важные понятия как «ценности природы», «права природы», «человеческие обязанности перед природой», «благо природы» и т.п. ПРЕДМЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭТИКИ является обоснование и разработка этических принципов и правил, регулирующих моральные отношения человека к природе и ее представителям. Экологическая этика обладает двумя главными функциями: разрушительной и созидательной. Первая направлена на то, чтобы разрушить старые, потребительско-утилитарные стереотипы отношений человека с природой. Созидательная функция экологической этики направлена на выработку нового, экологического мировоззрения, позволяющего успешно сосуществовать и человеку, и природе.

 

Билет №23

1)Представления об экосистемах. Трофические уровни.

Экосистема – это совокупность сообществ, взаимодействующих с химическими и физическими факторами, создающими неживую окружающую среду. Другими словами, экосистема - это система, образуемая биотическим сообществом и абиотической средой. Переходная область между двумя смежными экосистемами называется экотон. Главные экосистемы суши, такие, как леса, степи и пустыни, называются наземными экосистемами, или биомами.

Примерами экосистем являются пруды, озера, реки, открытый океан, коралловые рифы и т.п. Все экосистемы Земли составляют экосферу.

Экосфера – совокупность живых и неживых организмов (биосфера), взаимодействующих друг с другом и со своей неживой средой обитания (энергией и химическими веществами) в планетарном масштабе. В результате взаимодействия в пищевых цепях при переносе энергии каждое сообщество приобретает определенную трофическую структуру.

В общем случае трофическую структуру можно определить количеством энергии, фиксируемой на единицу площади в единицу времени на последовательных трофических уровнях, и изобразить графически в виде экологических пирамид, основанием которых служит первый уровень (уровень продуцентов), а последующие уровни образуют этажи и вершину пирамиды. Различают три основных типа экологических пирамид.

Типы экологических пирамид

Пирамида чисел (число особей/м2) отражает численность организмов на разных трофических уровнях. В случае пастбищных пищевых цепей леса, когда продуцентом служит дерево, а первичными консументами - насекомые, уровень первичных консументов численно богаче особями уровня продуцентов. В этом случае пирамиду чисел называют обращенной.

Пирамида биомасс характеризует общую сухую массу органического вещества на разных трофических уровнях (сухая масса органических веществ г/м2).

Пирамида биомасс для водных экосистем может быть перевернута, т. е. биомасса животных, потребляющих растительную продукцию, больше биомассы растительных организмов. Причиной этого явления могут служить резкие различия в продолжительности жизни организмов рассматриваемых уровней. Например, уровень продуцентов представлен в основном фитопланктоном с достаточно коротким периодом жизни (часы, дни), уровень консументов - более долгоживущими организмами - зоопланктоном или другими. Они накапливают биомассу годами и десятилетиями.

Пирамида энергий (Дж/м2Чгод) показывает величину энергетического потока или "продуктивность" на последовательных трофических уровнях. Энергетическая пирамида всегда сужается кверху при условии, что учтены все источники энергии, поступающей в систему с пищей.
Из трех типов экологических пирамид пирамида энергий дает наиболее полное представление о функциональной организации сообщества. Число и масса организмов, которых может поддерживать какой-либо трофический уровень в тех или иных условиях, зависит не от количества фиксированной энергии, имеющейся в данное время на предыдущем уровне, а от скорости продуцирования пищи. В противоположность пирамидам чисел и биомасс, отражающим статику системы, пирамида энергий отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь

На форму этой пирамиды не влияют изменения интенсивности метаболизма (Метаболизм (от греч. metabole - перемена) - совокупность химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм веществами и энергией для его жизнедеятельности, роста, размножения. Различают две стороны метаболизма: анаболизм (от греч. anabole - подъем) - образование и обновление структурных элементов и катаболизм (от греч. katabole - сбрасывание вниз) - расщепление сложных молекул.) и размеров особей, и, если учтены все источники энергии, пирамида всегда имеет правильную форму в соответствии со вторым законом термодинамики. Построение пирамиды чисел и пирамиды биомасс без пирамиды энергий может привести к неверной оценке функциональной роли популяций, сильно различающихся интенсивностью метаболизма. Данные по численности приводят к переоценке значения мелких организмов, а данные по биомассе - к переоценке роли крупных организмов. Размеры и сложность системы лимитируются затратами энергии на ее самоподдержание. Рост систем прекращается, если расход энергии на самоподдержание становится равным ее поступлению. Количество биомассы, которое может поддерживаться в условиях такого равновесия, называется максимальной поддерживающей емкостью среды.