Основні концепції екології. Структура природного середовища

План

1. Географічна оболонка

2. Атмосфера

3. Літосфера

4. Гідросфера

5. Природні ресурси

6. Література

Середовище, яке оточує людину, формувалось мільйони років. Воно складається із штучного середовища, створеного людьми в процесі розвитку (господарсько-побутової, промислової, транспортної, енергетичної та інших інфраструктур); природного середовища, яке утворилось в процесі еволюційного формування Землі й життя на ній; природних ресурсів, без яких неможливе існування та розвиток суспільства (рис. 1.2). Природна сфера включає в себе землю, ґрунти, надра, гідросферу, атмосферу, флору, фауну, ландшафти.

Географічна оболонка

Географічна оболонка — комплексна оболонка Землі, що утворилася внаслідок взаємопроникнення і взаємодії речовин окремих геосфер — літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери. Географічна оболонка є навколишнім середовищем людського суспільства і, в свою чергу, зазнає значного перетворюючого впливу від нього.

Верхню межу географічної оболонки проводять в атмосфері на висоті 25—ЗО км, нижню — в межах літосфери на глибині кількох сотень метрів, а іноді до 4—5 км чи по океанічному дну. Отже, до її складу входять повністю гідросфера і біосфера, більша частина атмосфери й частина літосфери. Географічна оболонка є складною динамічною природною системою, що характеризується наявністю речовин у трьох агрегатних станах — твердому, рідкому і газоподібному.

Рис. 1.2. Структурна схема довкілля людини

Географічна оболонка — найбільший природний комплекс, в розвитку якого є певні закономірності:—

цілісність — всі компоненти географічної оболонки становлять єдине ціле, взаємодіють між собою, а речовина й енергія перебувають у постійному кругообігу;—

ритмічність — періодичне повторення подібних природних явищ, які тривають добу (ніч і день), рік (весна, літо, осінь, зима), тисячоліття (похолодання і потепління клімату) чи мільйони років (горотворення та ін.);—

зональність — зміна характеру і властивостей природних комплексів та їх компонентів від екватора до полюсів, пов'язана з нерівномірним розподілом сонячного тепла залежно від географічної широти;—

висотна поясність — зміна рельєфу, клімату, вод, ґрунтів, рослинного і тваринного світу залежно від абсолютної висоти місцевості, експозиції схилів та протяжності гірських країн щодо переважаючих повітряних мас.

Атмосфера

Атмосферне повітря є одним з головних джерел життя на Землі* Людина не може прожити без повітря більше 5 хв. Потреба людини в повітрі залежить від його стану, умов роботи і лежить в межах від 15 до 150 тис. л на добу. Повітря використовується і в багатьох виробничих процесах, оскільки є окислювачем при горінні.

Атмосфера є зовнішньою газовою оболонкою Землі, що сягає від її поверхні в космічний простір приблизно на 3000 км і ділиться на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу та екзосферу (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Зміна тиску, температури повітря в атмосфері залежно від відстані від поверхні Землі

Вона оточує Землю і обертається разом з нею під дією сили тяжіння. До складу атмосфери входять азот — 78 %, кисень — 21 %, аргон, гелій, криптон та деякі інші постійні компоненти. Вважається, що склад і властивості атмосфери протягом останніх 50 мли років стабілізувалися. Серед змінних складових атмосфери — водяна пара, озон, вуглекислий газ, які мають велике значення для атмосферних процесів. Основна маса водяної пари зосереджена в нижніх шарах атмосфери (від ОД—0,2 % у полярних широтах, до 3 % — в екваторіальних), з висотою її кількість значно зменшується — на 90 % на висоті близько 5 км. Вміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випаровування, конденсації і горизонтального переносу. Водяна пара — джерело утворення туманів, хмар, атмосферних опадів. Шар озону вбирає основну частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, захищаючи життя на Землі. У цьому полягає велике екологічне значення атмосфери.

Атмосфера є не лише життєдайним "буфером" між Космосом і поверхнею нашої планети, носієм тепла та вологи, через неї відбуваються також фотосинтез і обмін енергії — головні процеси біосфери.

Важливою змінною складової атмосфери є також вуглекислий газ, вміст якого в атмосфері з розвитком виробництва зростає (від 0,029 % на початку XX ст. до 0,033 % у 80-х роках). Він має здатність вбирати довгохвильове випромінювання Землі, що створює парниковий ефект в атмосфері й зменшує тепловіддачу Землі. Мінливість вмісту вуглекислого газу пов'язана з життєздатністю рослин, його розчинністю в морській воді та діяльністю людини.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіаційний та водний баланси. Одним з найважливіших факторів, що визначають стан атмосфери, є її взаємодія з океаном. Наприклад, процеси газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на клімат Землі.

Значного розвитку набули дослідження щодо впливу атмосфери на живі організми, і в першу чергу — на людину. Наприклад, вплив коливань атмосферного тиску, дія сонячної радіації та геомагнетичного поля, вміст окремих газів та забруднюючих домішок тощо.

Літосфера

Літосфера — зовнішня тверда оболонка Землі, яка включає всю земну кору з частиною верхньої мантії й складається з осадових, магматичних і метаморфічних порід.

Найбільше людина впливає на земну кору — тонку верхню оболонку Землі, яка має товщину на континентах 40—80 км, під океанами 5—10 км і становить всього близько 1 % маси Землі. Вісім елементів — кисень, кремній, водень, алюміній, залізо, магній, кальцій, натрій — утворюють 99,5 % земної кори. На континентах земна кора складається із трьох шарів: перший шар — осадові породи, другий — гранітогнейсові і третій — базальтовий шар. Під океанами кора "океанічного типу" складається із двох шарів: осадові породи залягають просто на базальтах, гранітогнейсового шару немає.

Основна частина літосфери складається з вивержених магматичних порід (95 %), серед яких на континентах переважають граніти, а в океанах — базальти.

Актуальність вивчення літосфери зумовлена тим, що вона є середовищем існування усіх мінеральних ресурсів, одним з основних об'єктів антропогенної діяльності, через значні зміни якої розвивається глобальна екологічна криза. У верхній частині континентальної земної кори розвинені ґрунти, значення яких для людини важко переоцінити.

Ґрунт — самостійне природне органо-мінеральне тіло, яке виникло на поверхні Землі внаслідок тривалого впливу біотичних, абіотичних і антропогенних факторів. Ґрунт складається з твердих мінеральних і органічних частинок. Він має специфічні генетико-морфологічні властивості, які створюють відповідні умови для росту та розвитку рослин і родючості. Ґрунти виникли разом з живою речовиною і розвивалися під впливом діяльності рослин, тварин і мікроорганізмів, поки не стали цінним для людини родючим субстратом. Залежно від кліматичних, геологічних та географічних умов ґрунти мають товщину від 15—25 см до 2—3 м.

Основна маса організмів і мікроорганізмів літосфери зосереджена в ґрунтах на глибині не більше кількох метрів. З різними породами земної кори, як і з її тектонічними структурами, пов'язані різні корисні копалини.

У межах літосфери періодично відбувалися і відбуваються сучасні фізико-географічні процеси (зсуви, селі, обвали, ерозія), які мають величезне значення для формування екологічних ситуацій у різних регіонах планети.

Гідросфера

Гідросфера — це водна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів. Наша планета містить близько 16 млрд куб. м води, що становить 0,25 % її маси. Основна частина цієї води (понад 80 %) перебуває у глибинних зонах Землі — в її мантії. Підземна частина гідросфери охоплює ґрунтові, підґрунтові, міжпластові безнапірні й напірні води, тріщинні води і води карстових порожнин у легкорозчинних гірських породах (вапняках, гіпсах тощо).

Для величезної кількості живих організмів, особливо на ранніх етапах розвитку біосфери, вода була середовищем зародження та розвитку. Вода у біосфері перебуває у безперервному русі, бере початок у геологічному та біологічному кру-гообігах речовин. Вона є основою існування життя на Землі. Без води не може існувати людська цивілізація, бо вода використовується людьми не тільки для пиття, а й для забезпечення санітарно-гігієнічних та господарсько-побутових потреб.

Природні ресурси

До них належать компоненти і сили природи, які на даному етапі розвитку продуктивних сил та вивченості використовуються або можуть бути використані як засоби виробництва і предмет споживання, для задоволення матеріальних та духовних потреб суспільства.

За своєю матеріальною сутністю природні ресурси — частина географічного середовища, сукупність природних умов існування та діяльності людини.

У процесі впливу людського суспільства на природу збільшуються масштаби оволодіння компонентами і силами природи, розширюється сфера застосування їх, відбувається зміна пріоритетів у використанні природних ресурсів та їхнього впливу на економіку держав, світового господарства. До них належать, крім первинних (природних), вторинні ресурси, які є відходами виробництва або наслідками життєдіяльності людини. У процесі взаємодії людського суспільства та природи, життєво важливою, особливо актуальною стає якість використовуваних компонентів природи — чисте повітря, чиста вода, екологічно чисті продукти харчування тощо.

Декларацією про державний суверенітет України, прийнятою Верховною Радою України в 1991 році, встановлено, що земля, її надра, повітряний простір, водні та інші ресурси, які знаходяться в межах території України, природні ресурси її континентального шельфу та морської економічної зони включно є власністю українського народу, матеріальною основою суверенітету республіки і використовуються з метою забезпечення матеріальних і духовних потреб її громадян.

Існує декілька класифікацій природних ресурсів. Згідно з природничою