Пробионты, у которых обмен веществ сочетался со способностью к самовоспроизведению, можно уже рассматривать как примитивные проклетки, дальнейшее развитие которых происходило по законам эволюции живой материи. Дж. Холдейн также выдвинул гипотезу абиогенного происхождения жизни. Согласно его взглядам, впервые изложенным в 1929 г., первичной была не коацерватная система, способная к обмену веществ с окружающей средой, а макромолекулярная система, способная к самовоспроизводству. Другими словами, А. И. Опарин отдавал первенство белкам, а Дж. Холдейн — нуклеиновым кислотам.
Основные этапы развития биосферы. Можно условно выделить следующие последовательные этапы эволюции биосферы: синтез простых органических соединений, биогенез, антропогенез, техногенез и ноогенез.
1) Синтез простых органических соединений (химическая эволюция) в геосферах Земли совершался под действием ультрафиолетовой радиации: метана, аммиака, водорода, паров воды. Начало этапа – 3,5–4,5 млрд. лет.
2) Биогенез – преобразование косного вещества геосферы земли в живое вещество биосферы (образование высокомолекулярных органических соединений из простых соединений под действием геофизических факторов). Начало этапа – 2,5–3,5 млрд. лет назад (появление живого вещества биосферы).
3) Антропогенез – появление человека и превращение его в социальное существо, формирование общественной организации человеческих сообществ в процессе производственной трудовой деятельности. Начало этапа – 1,5–3 млн. лет назад (появление человека).
4) Техногенез – преобразование природных комплексов биосферы в процессе производственной деятельности человека и формирование техногенных и природно–технических комплексов, т.е. техносферы как составной части биосферы. Начало этапа – 10–15 тыс. лет назад (появление городских поселений).
5) Ноогенез – процесс превращения биосферы в состояние разумно управляемой социально–природной системы (ноосферы). Ее можно характеризовать как состояние биосферы, при котором осуществляются: а) рациональное использование природы, т.е. рациональное природопользование; б) устойчивое развитие мирового человеческого сообщества.
5. Земельные ресурсы, их роль а биосфере. Проблема опустынивания и истощения почв. Загрязнение почв. Пути сохранения почв и повышения их плодородия
Почвенные ресурсы являются одной из самых необходимых предпосылок обеспечения жизни на Земле. Почва как элемент биосферы призвана обеспечить биохимическую среду для человека, животных и растений. Только почвой могут быть обеспечены полноценные условия для производства продуктов питания, корма для животных. Неотъемлемыми функциями почва как природного тела является накопления атмосферных осадков и регулирование водного баланса, концентрация элементов питания растений, образование и обеспечение чистоты подземных вод.
Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито - или зоомассы. Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, который определяет многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.
Опустынивание на данный момент является одной из самых значимых глобальных проблем человечества. Под воздействием живых организмов, воды и воздуха на поверхностных слоях литосферы постепенно образуется важнейшая экосистема, тонкая и хрупкая, — почва, которую называют "кожей Земли". Это хранительница плодородия и жизни. Горсть хорошей почвы содержит миллионы микроорганизмов, поддерживающих плодородие. Один из самых глобальных и быстротечных процессов современности — расширение опустынивания, падение и, в самых крайних случаях, полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным условиям естественной пустыни. Естественные пустыни и полупустыни занимают более 1/3 земной поверхности. Пустыни — естественные образования, играющие определённую роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты. В результате деятельности человека к последней четверти XX в. появилось ещё свыше 9 млн. км2 пустынь, и сего они охватили уже 43% общей площади суши. Около 1/6 населения мира страдает от этого процесса. Ценность почвы определяется не только ее значением для производства продуктов питания и сырья для промышленности, но и той великой биологической ролью которую играет почва в жизни биосферы. Нерациональное использование земельных ресурсов ведет к их деградации.
Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяйстве в 1980-1991 гг. находилось на одном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, а в 1992 г. уменьшилось до 100 тыс. т.
Пестициды загрязняют окружающую среду не только при их применении на полях, но и в процессе производства, хранения, перевозки и уничтожения. Они провоцируют рак, наследственные нарушения имунной системы, болезни почек и печени, заболевания нервной системы, расстройства зрения и т.д. В развивающихся странах ежегодно 25 млн. человек отравляются и 20 тыс. умирает в результате воздействия пестицидов.
Настоящим бедствием являются отходы. Общее количество накопленных отходов - около 50 млрд т, ежегодно образуется более 4.5 млрд. т, под складирование занято 250 тыс. га. За год образуется более 50 млн. т токсичных промышленных отходов, всего их накоплено более 1,6 млрд. т. Огромное количество токсичных отходов хранится и захоранивается в совершенно не приспособленных для этого местах. Основной объем отходов размещается на свалках, в отвалах и полигонах.
Радиоактивные отходы суммарной активностью около 4 млрд. Кюри находятся в хранилищах, часть которых - это открытые бассейны, водоемы и приповерхностные захоронения. 60 тыс. га занято отвалами породы и шламом, образовавшимися при добыче и переработке урановых и ториевых руд и имеющими повышенный радиоактивный фон. Часть отходов атомной энергетики хранится на территории АЭС.
Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг городов находится в пределах 0.4-80 ПДК
Загрязнение почв нефтью в местах, связанных с ее добычей, переработкой, транспортированием и распределением, превышает фоновое в десятки раз.
Еще одна угроза плодородию земель исходит от чрезмерного использования химикатов в сельском хозяйстве. Химические удобрения и пестициды сыграли в годы второй мировой войны важную роль в повышении урожаев в мире. Но постепенно все чаще стали раздаваться голоса предупреждающие об опасности их столь интенсивного использования.
Химикаты применяются для борьбы с насекомыми, вредителями, сорняками, и, как результат этой борьбы продуктивность действительно растет. Химикаты, содержащиеся в почве, постепенно загрязняют и близлежащие водоемы, и воздух. Становится просто опасно работать на таких полях. Гибнут не только люди, но и рыбы, птицы, насекомые, охотившиеся на вредителей. А с другой стороны, появляются все новые виды насекомых-вредителей, не восприимчивых даже к новейшим химикатам, что снова ведет к потере продуктивности.
Землепользователи обязаны проводить эффективные меры по повышению плодородия почв, осуществлять комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий по предотвращению ветровой и водной эрозии почв, не допускать засоления, заболачивания, загрязнения земель, зарастания их сорняками, а также других процессов, ухудшающих состояние почв.
Промышленные и строительные предприятия, организации, учреждения обязаны не допускать загрязнения сельскохозяйственных и других земель производственными и другими отходами, а также сточными водами.
В условиях интенсификации производства охрана земной поверхности и ее рациональное использование осуществляются с помощью следующих мероприятий:
- сокращение использования земельного фонда для промышленных целей в процессе проектирования и строительства;
- устранение загрязнения промышленных предприятий расположенных вблизи участков земельного фонда;
- рекультивация нарушенных горными работами земель;
Для восполнения запаса изъятых веществ в почвы вносят минеральные удобрения. Среди них преобладают азотные, фосфорные, калийные удобрение. Воздействие удобрений имеет две стороны: положительную - пополнение запасов питательных веществ в почве - и отрицательную - загрязнение почвы и сопряженных компонентов (воды воздуха).
Литература
1. Андреев И. Л.Экология для студентов– М.,1988.
2. Киселев В.Н. Основы экологии.- Минск, 2000.
3. Реймерс Н.Ф. Экология: теория, законы, правила, принципы и гипотезы. -М.: Россия молодая, 1994. - 367 с.
4. Фролов И.Т. Введение в экологию. – Ч. 2. – М.Политиздат, 1989