СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………….3
Экологическая сукцессия, понятие и виды…………………4
Литосфера и ее структура…………………………………… .7
Экологические проблемы загрязнения литосферы………..11
Заключение……………………………………………………14
Список литературы…………………………………………...16
2
ВВЕДЕНИЕ
Человек существует в определенном пространстве, и основной составляющей этого пространства служит земная поверхность - поверхность литосферы. Литосфера является источником всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности. Основную ценность представляет почвенный слой литосферы. Бережное и грамотное обращение с землей на сегодняшний день стало самой актуальной проблемой. В границах литосферы периодически происходили и происходят грозные экологические процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное значение для формирования экологических ситуаций в определенном регионе планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам.
Функциональная система, включающая в себя сообщество живых существ и их среду обитания, называется экологической системой.
«Конвейером, на котором собираются экосистемы», назвал известный российский учёный-эколог А. Д. Арманд сукцессию — последовательную смену сообществ растений и животных, в результате которой происходит преобразование окружающей среды и создаётся экосистема, соответствую-щая условиям данной природной зоны. На удалённых друг от друга на тысячи километров вулканических островах образуются абсолютно одинаковые экосистемы. Вырубки и гари в таёжных лесах проходят одинаковую смену стадий, до того как восстановится исходный облик леса. Заброшенная степная пашня под Тамбовом, Курском или Белгородом абсолютно одинаково будет зарастать сначала сорняками, потом корневищными злаками, а на завершающем этапе — ковылями и разнотравьем. Как это происходит? Откуда растения и животные узнают, что их место не в начале сукцессии, а на заключительном этапе или наоборот?
3
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СУКЦЕССИЯ, ПОНЯТИЕ И ВИДЫ
Процесс, при котором сообщества видов растений и животных замещаются с течением времени другими, обычно более сложными сообществами, называется экологической сукцессией,
или просто сукцессией.
Экологическая сукцессия обычно продолжается до тех пор, пока сообщество не станет стабильным и самообеспечивающимся. Экологи выделяют два вида экологических сукцессии: первичные и вторичные.
Первичная сукцессия - это последовательное развитие сообществ на участках, лишенных почв. Более распространенным типом сукцессии является вторичная сукцессия,
т.е. последовательное развитие сообществ в ареале, в котором естественная растительность была устранена или сильно нарушена, но почва не была уничтожена.
Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавыпосле извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы, участки открытой добычи полезных ископаемых, с которых снят верхний слой почвы и т.п. На таких бесплодных участках первичная сукцессия от голой скальной породы до зрелого леса может занять от сотен до тысяч лет.
Приведем пример - заселение организмами обнаженной горной породы на недавно образовавшемся вулканическом острове. Деревья и кустарники не
могут расти на голой скальной породе, так как здесь нет необходимой для них почвы. Однако водоросли и лишайники разным способом попадают на такие территории и заселяют их, образуя пионерные сообщества. Постепенное накопление отмерших и разлагающихся организмов и эрозия горной породы в результате выветривания приводят к формированию слоя
почвы, достаточного для того чтобы здесь могли поселиться более крупные растения, такие как мхи и папоротники. В конце концов, за этими растениями
4
последуют еще более крупные и требовательные к питательным веществам формы - семенные растения, травы, кустарники и деревья.
Каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию.
Участками, на которых может наблюдаться вторичная сукцессии, могут быть заброшенные сельхоз угодья, сгоревшие или вырубленные лесные участки, земли, где растительность уничтожена в результате ведения горностроительных работ, сильно загрязненные водные источники, затопленные ранее территории и т.п. Вторичная сукцессия, протекает быстрее, чем первичная, так как на этой территории уже имеются некоторые организмы или их зачатки. Поскольку имеется в наличии какой-то слой почвы, новая растительность может появиться в течение всего нескольких недель.
Если мы будем рассматривать сукцессию на брошенных землях, которые не используются в сельском хозяйстве, то можно видеть, что бывшие поля быстро покрываются разнообразными однолетними растениями. Сюда же могут попасть, преодолев иногда большие расстояния с помощью ветра или животных, семена древесных пород: сосны, ели, березы, осины. Вначале изменения происходят быстро. Затем, по мере появления растений, растущих более медленно, скорость сукцессии снижается. Всходы березы образуют густую поросль, которая затеняет почву, и даже если вместе с березой прорастают семена ели, ее всходы, оказавшись в весьма неблагоприятных условиях, сильно отстают от березовых. Светолюбивая
береза является серьезным конкурентом для ели. К тому же специфические биологические особенности березы дают ей преимущества в росте. Березу называют «пионером леса», так как она почти всегда первой поселяется на нарушенных землях и обладает широким диапазоном приспособляемости. Березки в возрасте 2—3 лет могут достигать высоты 100—120 см, тогда как елочки в том же возрасте едва дотягивают до 10 см. Постепенно, к 8—10
5
годам березы формируют устойчивое березовое насаждение высотой до 10—12 м. Под развивающимся пологом березы начинает подрастать и ель, образуя разной степени густоты подрост. Перемены происходят и в нижнем, травяно-кустарничковом ярусе. Постепенно, по мере смыкания крон березы, светолюбивые виды, характерные для начальных стадий сукцессии, начинают исчезать и уступают место теневыносливым.
Изменения касаются и животного компонента рассматриваемого биоценоза. На первых стадиях поселяются майские хрущи, березовые пяденицы, затем появляются многочисленные птицы: зяблики, славки, пеночки. Поселяются мелкие млекопитающие: землеройки, кроты, ежи. Изменение условий освещения начинает благоприятно сказываться на молодых елочках, которые ускоряют свой рост. Если на ранних этапах сукцессии прирост елочек составил 1—3 см в год, то
по прошествии 10—15 лет он достигает уже 40—60 см. Где-то к 50 годам ель догоняет березу в росте, и образуется смешанный елово-березовый древостой. Из животных появляются зайцы, лесные полевки и мыши, белки. Заметны сукцессионные процессы и среди птичьего населения. Появляются иволги, питающиеся гусеницами. Смешанный елово-березовый лес постепенно сменяется лесом еловым. Ель перегоняет в росте соперницу-березу, создает значительную тень, и светолюбивая белоствольная красавица, не выдержав конкуренции, постепенно выпадает из древостоя. Таким образом происходит сукцессия, при которой вначале березовый, затем смешанный елово-березовый лес сменяется чистым ельником. Естественный процесс смены березняка ельником длится более 100 лет. Именно поэтому иногда процесс сукцессии называют вековой сменой.
6
ЛИТОСФЕРА И ЕЕ СТРУКТУРА
Литосфера (произошло от греческих слов lithos - камень и spharia - сфера) - внешняя сфера твердой оболочки Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии. Она характеризуется площадью, высотой и мощностью.Расстояние нижней границы земной коры от поверхности Земли изменяется в пределах 5-70 км, а мантия Земли достигает глубины 2900 км. После нее на расстоянии 6371 км от поверхности находится ядро.
Мощность литосферы колеблется в пределах 50-200 км. Она суммируется из толщины земной коры. Максимальная толщина земной коры около 70км – под горными системами, 30 – 40км под равнинами, наиболее тонкая земная кора под океанами 5-10 км. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Состав литосферы: минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Остальную часть мы называем внутренней литосферой, которая включает также и центральную часть, называемую ядром. О внутренних слоях литосферы нам почти ничего не известно, хотя на их долю приходится почти 99,5% всей массы Земли. Их можно изучать только с помощью сейсмических исследований. Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют довольно сложную, и еще недостаточно изученное строение, так же, как мантия и ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и если на поверхности она составляет в среднему 2,3-2,7 г/см3, то на глубине близко 400 км - 3,5 г/см3, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего ядра) - 5,6 г/см3. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см2, она увеличивается до 13-17 г/см3. Установлен также и характер возрастания глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно 1300 К, на глубине близко 3000 км —4800, а в центре земного ядра — 6900 К.
7
Земную кору подразделяют на два типа: континентальный и океанический, отличающиеся составом слоев. Наиболее крупные структурные элементы литосферы — континенты и впадины океанов. Они существенно отличаются друг от друга, прежде всего толщиной, строением и составом коры.
Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, поэтому она сильно обделена легкоплавкими редкими элементами. Под континентами литосфера значительно холоднее, мощнее и, видимо, разнообразнее. Она претерпела значительно меньше циклов частичного плавления, и в целом она богаче многими редкими элементами. На кон
Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны
на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). В земной коре переходного типа сочетаются черты строения, присущие коре континентального и океанического типов. Она охватывает периферические области океанов, подводные хребты и островные дуги.
В последнее время ряд ученых самыми крупными структурами литосферы называют литосферные плиты, которые сплошь составляют всю земную кору. Границы между плитами проходят по Дну океанов вдоль срединных океанических хребтов, а переходя на континенты протягиваются по узким зонам максимальной сейсмичности, с большим числом очагов землетрясений. Континентальные рифты являются частью этих границ.
Литосферные плиты – крупнейшие блоки литосферы. Земная кора вместе с частью верхней мантии состоит из нескольких очень больших блоков. Их толщина различна – от 60 до 100км. Выделяют 7 наиболее крупных: Американская, Африканская, Антарктическая, Индо –
8
Австралийская, Евразийская, Тихоокеанская, Амурская.
Плиты лежат на пластичном слое верхней мантии (астеносфере) и медленно движутся друг относительно друга со скоростью 1-6 см в год. Этот факт был установлен в результате сопоставления снимков, сделанных с искусственных спутников Земли. Они позволяют предположить, что конфигурация материков и океанов в будущем может быть совершенно отличной от современной, так как известно, что Американская литосферная плита движется навстречу Тихоокеанской, а Евразийская сближается с Африканской, Индо – Австрийской, а также с Тихоокеанской. Американская и Африканская литосферные плиты медленно расходятся. Силы, которые
вызывают расхождение литосферных плит, возникают при перемещении вещества мантии. Мощные восходящие потоки этого вещества расталкивают плиты, разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. За счет подводных излияний лав по разломам формируются толщи магматических горных пород. Застывая, они как бы залечивают раны – трещины. Однако растяжение вновь усиливается, и снова возникают разрывы. Так, постепенно наращиваясь, литосферные плиты расходятся в разные стороны.
Зоны разломов есть на суше, но больше всего их в океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. Наиболее крупный разлом на суше располагается на востоке Африки. Он протянулся на 4000км. Ширина этого разлома – 80-120км. Его окраины усеяны потухшими и действующими вулканами. Вдоль других границ плит наблюдается их столкновение. Оно происходит по-разному. Если плиты, одна их которых имеет океаническую кору, а другая материковую, сближаются, то литосферная плита, покрытая морем, погружается под материковую. При это возникают глубоководные желоба, островные дуги (Японские острова) или горные хребты (Анды). Если сталкиваются две плиты, имеющие материковую кору, то происходит смятие в складки горных пород края этих плит, вулканизм и образование горных областей. Так возникли, например, на границе Евразийской и Индо –
9
Австралийской плиты Гималаи. Наличие горных областей во внутренних частях литосферной плиты говорит о том, что когда-то здесь проходила граница двух плит, прочно спаявших друг с другом и превратившихся в единую, более крупную литосферную плиту.
Таким образом, можно сделать общий вывод: границы литосферных плит – подвижные области, к которым приурочены вулканы, зоны землетрясений, горные области, срединно-океанические хребты, глубоководные впадины и желоба. Именно на границе литосферных плит образуются рудные полезные ископаемые.
10
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛИТОСФЕРЫ
В процессе эволюции человек начал изменять земную поверхность, но особо крупных масштабов эти изменения достигли в последние сорок лет. Как известно, суша в настоящее время составляет 1/6 планеты ту часть планеты, на которой и обитает человек. Именно поэтому очень важна охрана литосферы. Охрана почв от человека является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.
Несовершенство сельскохозяйственных приемов приводит к быстрому истощению почв, а применение крайне вредных, но дешевых ядохимикатов для борьбы с вредителями растений и в целях повышения урожайности усугубляет эту проблему. Не менее важной проблемой является экстенсивное использование пастбищ, превращающее в пустыни огромные участки земли.
Огромный вред почвам наносит вырубка лесов. Так, если под влажными тропическими лесами вследствие эрозии теряется ежегодно 1 кг почвы с гектара, то после вырубки этот показатель увеличивается в 34 раза.
Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Атмосферные осадки: многие химические соединения (газы - оксиды серы иазота), попадающие в атмосферу в результате работы предприятии, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками попадают в почву. Нарушения поверхности литосферы начинаются и со строительства жилища, когда необходимо выравнивание поверхности и закладка фундамента. К серьезным изменениям поверхности литосферы привело и строительство железных и автомобильных дорог, прокладка линий электропередач и связи. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией
11
увеличивающегося количества вредных для ее нормального функционирования веществ, и естественные системы начинают разрушаться.
Еще один путь нарушения литосферы - геологоразведочные работы, которые сопровождаются копанием шурфов, бурение мелких скважин, взрывами приповерхностных зарядов при проведении сейсмической разведки и т.п. При региональных исследованиях заряды достигают 1000 кг и могут влиять на 100 - метровую толщу породы.
Нарушения поверхности литосферы - далеко не безобидное явление. Нарушения приводят, как правило, к активизации опасных стихийных явлений: оползней, обвалов, просадок грунтов, создают условия для формирования селей и снежных лавин, способствует увеличению поверхностного стока, меняют условия инфильтрации и движения флюидов в грунтах, нарушают сообщества почвенно-грунтовых организмов и микробный " фильтр", регулирующий потоки газов из недр земли.
Таким образом, мы оставляем будущему поколению тяжелое наследие. Во всем мире проводится огромная работа по охране литосферы, почвы. Основными принципами охраны литосферы должны быть следующие.
1. Обязательная рекультивация надземных и подземных выработок после завершения добычи минерального, энергетического и рудного сырья.
2. Реализация мероприятий по нейтрализации вредного воздействия захороняемых отходов на литосферу.
3. При проведении сельскохозяйственной деятельности реализация мероприятий по недопущению эрозии и засоления почв.
4. Выполнение оптимальных архитектурно-планировочных, инженерно-строительных и инженерно-геологических мероприятий по минимизации антропогенных воздействий на застраиваемой территории.
12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе я ознакомилась с экологической сукцессией и пришла к выводу, что большинство сукцессии, наблюдаемых в настоящее время, являются сукцессиями антропогенными т.е. происходящими в результате воздействия человека на природные экосистемы. Это выпас скота, рубка лесов, возникновение очагов возгорания, распашка земель, затопление почв, опустынивание и т.п. Ни один вид растений или животных не может процветать на протяжении всей сукцессии. По мере роста древостоя состав животного населения во многом меняется. Появляющиеся хищники и паразиты в значительной степени контролируют видовую структуру биоценоза. Поэтому последовательная и непрерывная смена видов во времени является характерной чертой большинства сукцессионных процессов. Закономерности экологической сукцессии весьма важны для человечества. Они позволяют грамотно решать задачи рационального природопользования.Так же я попыталась рассмотреть основные экологические проблемы литосферы и пришла к выводу, что экологические проблемы возникли не сами по себе. Это результат естественного развития цивилизации, в которой сформулированные ранее правила поведения людей в их взаимоотношениях с окружающей природой и внутри человеческого общества, поддерживавшие устойчивое существование, пришли в противоречие с новыми условиями, созданными научно-техническим прогрессом.
Развитие жизни на Земле определяет деятельность человека как главный фактор, причем биосфера может существовать без человека, но человек не может существовать без биосферы. Сохранить гармонию человека и природы - основная задача, которая стоит перед настоящим поколением. Это требует изменения многих ранее сложившихся представлений о соизмерении человеческих ценностях. Необходимо развивать у каждого человека
13
«экологического сознания», которое будет определять выбор вариантов технологий, строительства предприятий и использования природных ресурсов. Освоение экологических знаний способствует бережному отношению к природе, сохранению ее и меньшему количеству ответных ударов с ее стороны по человечеству.
14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Войткевич Г.В., Вронский В.А.. Основы учения о биосфере: Кн. для учителя. - М: Просвящение,1989.
2. Гриценко В.С "Безопасность жизнедеятельности" учебное пособие 2005г.
3. Данилов-Данилян В.И., Экология охрана природы и экологическая безопасность. МНЭПУ, 1997
4. Лавров С.Б., Глобальные проблемы современности: части1, часть2. – СПб., 1993.
5. использованы материалы с сайта http://www.ecosystema.ru/
15