Часть 1 Общая геоэкология Лекция 1 Земля

Часть 1. Общая геоэкология Лекция 1. Земля - глобальная экологическая система (геоэкосистема). Природные факторы, определяющие глобальные экологические изменения

1. 1. Земля как планета: геоэкологические следствия

Положение Земли в Солнечной системе, ее размеры, форма, особенности движений предопределяют несколько основных свойств планеты, в том числе особенности, важные с точки зрения геоэкологии. 1. Земля – планета относительно небольшая. Площадь ее поверхности составляет 510 млн. км 2, из них суша – 149 млн. км 2, а свободная от ледников суша - 133 млн. км 2. Это – все, чем располагает человечество не только сейчас, но и в будущем для своего дальнейшего роста и развития. Ограниченность пространства и ресурсов, заключенных в этом пространстве, при возрастающей численности населения мира и росте его потребностей, приводят к неизбежности возникновения, рано или поздно, глобального экологического кризиса.

2. Позиция Земли по отношению к Солнцу оптимальна по сравнению с другими планетами: наша планета достаточно близка к Солнцу, чтобы получать от него необходимое количество энергии, определяющей почти все основные процессы в экосфере. В то же время, Земля не настолько приближена к Солнцу, чтобы получать избыточное количество энергии. 3. Ось вращения Земли наклонена под углом 660 33´ к плоскости движения Земли вокруг Солнца (плоскости эклиптики). Это обстоятельство обусловливает изменяющееся в течение года неравномерное распределение солнечной радиации по земной поверхности и, таким образом, смену времен года. Кроме того это обстоятельство обеспечивает различную продолжительность (внутригодовую изменчивость) светового дня.

4. Параметры движений Земли (эксцентриситета орбиты, наклона оси вращения планеты к плоскости орбиты и др. ) изменяются с определенной периодичностью. Это приводит к периодичности изменений геоэкологической обстановки, таких как потепление или похолодание климата, повышение или понижение уровня океана, развитие или сокращения оледенения и пр. Периодичность различной продолжительности – отличительная особенность многих природных явлений. 5. Форма Земли не соответствует в точности какой-либо геометрической фигуре, но для текущих задач геоэкологии она может быть аппроксимирована как шар. Отсюда вытекают два важных следствия.

Во-первых, шарообразность Земли обеспечивает закономерное изменение от экватора к полюсам интенсивности солнечного излучения и накапливаемых за год сумм солнечной радиации. Это обстоятельство – основная причина формирования природных зон и ландшафтов Земли, то есть того ландшафтного разнообразия, которое столь отличает нашу планету от других. Во-вторых, из-за шарообразности Земли площадь тропической зоны существенно больше умеренной, а тем более полярной зоны. Это указывает, при прочих равных условиях, на относительно более существенную для глобальной экологии роль процессов в тропической зоне и наименьшую – в полярной.

Интервал, градусы широты Зона Площадь зоны, % 30° с. ш. - 30° ю. ш. Тропическая 50 30° - 60° с. ш. и ю. ш. Умеренная 37 60° - 90° с. ш. и ю. ш. Полярная 13

1. 2. Энергетический баланс Земли Поток солнечной энергии на дневную поверхность равен 1, 6 х10 -2 Дж/см 2 с, а эндогенный - 5 х10 -6 Дж/см 2 с. На потоках эндогенной энергии смогла возникнуть и функционировать в основном геологическая форма движения материи, в то время как на существенно большем экзогенном потоке – более высокая биологическая форма.

С точки зрения энергетического баланса, Земля – открытая система, потому что происходит свободный обмен энергией через границы системы. Несмотря на это, приходные и расходные части энергетического бюджета Земли в высочайшей степени сбалансированы, Земля получает и теряет одинаковое количество энергии, благодаря чему она удерживается в относительно стабильном термическом состоянии.

Глобальные круговороты вещества

Большой круговорот веществ

Биогеохимический цикл азота

Биогеохимический цикл углерода

Взаимосвязь глобальных биогеохимических циклов и геоэкологических проблем Биогеохими ческий цикл Изменени е климата Нарушение озонового слоя Загрязнение воздуха Углерода + + + Эвтроф икация + Азота Асидификация систем + + + + + Фосфора Серы Снижение биологической продуктивности + +

1. 5. Понятие «геоэкосфера» Геоэкосфера – очень сложная природная система. Ее можно представить как набор взаимопроникающих геосфер, различающихся своими физическими и химическими свойствами, т. е. область взаимного проникновения и взаимодействия атмосферы, гидросферы, биосферы и литосферы. Не претендуя на высокую точность, можно сказать, что геоэкосфера не имеет четких границ и простирается на первые десятки километров с одной стороны в атмосферу, а с другой в литосферу, включая в себя помимо этих двух геосфер также и всю биосферу, педосферу и практически всю гидросферу.

Геоэкосфера – целостная система, обладающая определенной устойчивостью по отношению как к внутренним процессам, так и внешним воздействиям. Основные черты пространственной структуры геоэкосферы следующие: - геоэкосфера по форме близка к шару; - геоэкосфера трехмерна. На этом основана общепринятая система географических координат, т. е. широта, долгота и высота над средним уровнем океана; - поверхность суши и океана ("дневная поверхность") - это зона наибольшего взаимодействия геосфер; - верхняя и нижняя границы геоэкосферы размыты; - поверхности контактов между различными компонентами геоэкосферы наиболее активны. К ним относятся такие контактные зоны как атмосфера-суша, атмосфера-океан, суша-океан, поверхности раздела между воздушными и водными массами с различными свойствами (фронты), границы между различными экологическими системами (экотоны).

Часть 1 Общая геоэкология Лекция 1 Земля —