Техногенные системы и их взаимодействие с окружающей средой

Воздействие человека на ПС осуществляется через техногенные системы (ТС) – комплексы взаимосвязанных антропогенных процессов, предназначенных для производства товаров с целью удовлетворения материальных, духовных и иных потребностей человека. В состав ТС входят технические средства, технологии (т.е. способы производства), характер использования территории.

ТС включает в себя следующие объекты:

1. Промышленность,

2. Транспорт,

3. Сельское хозяйство,

4. Военно-промышленный комплекс,

5. Урбанизированные территории.

Физическая сущность воздействия ТС на ПС заключается: а) в изъятии вещества и энергии; б) привнесении в природу отходов производства и других веществ; в) трансформации компонентов или процессов в ПС; г) привнесении в природу чуждых для неё технических и техногенных объектов.

Мера антропогенного воздействия на ПС в форме изъятия, привнесения или перемещения вещества и энергии называется нагрузкой. Важное значение имеет определение нормы нагрузки, т.е. величины антропогенного воздействия, не приводящего к нарушению социально-экономических функций ПС. Критической или предельно-допустимой нагрузкой (ПДН) считается та, выше которой происходит разрушение структуры ПС и нарушение её функций.

Величины нагрузок и характер антропогенного воздействий на ландшафты тесно связаны с видами природопользования.

Глубокое и разностороннее воздействие на ПС оказывает горнодобывающая промышленность. В мире ежегодно из недр изымается около 300 млрд. тонн горных пород, что ведёт к образованию различных по величине выемок, техногенных просадок, форм техногенной аккумуляции.

Ещё более мощным фактором воздействия на ПС выступают энергетика и разные отрасли перерабатывающей промышленности. В России промышленность потребляет 30% забираемой из водоисточников воды, сбрасывает в реки и озёра более 50% объема сточных вод, выбрасывает в атмосферу около 60% всех загрязняющих веществ. Наиболее крупными загрязнителями являются предприятия теплоэнергетики, чёрной и цветной металлургии, нефтехимии и предприятия по производству строительных материалов.

Строительное воздействие сопровождается срезанием положительных и засыпкой отрицательных форм рельефа, намывом грунтов, полным разрушением почвенного и растительного покрова

Водохозяйственное воздействие на геосистемы проявляется в формировании новых, ранее отсутствовавших природных комплексов (водохранилищ, каналов и т.п.), в изменении гидролого-гидрохимического режима водоёмов, в преобразовании ландшафтной структуры прилегающих территорий.

Влияние сельского хозяйства на ПС состоит в изъятии биомассы и отчуждении питательных веществ вместе с собранным урожаем, привнесении в почву химических соединений, перераспределении веществ (при пахоте и мелиорации), изменении фитоценозов и уплотнении почвы.

Лесохозяйственное воздействие на ландшафты можно разделить на эксплуатационное (изъятие наземной массы), подготовительное и мероприятия по уходу за лесом. Наибольшее влияние оказывают сплошные рубки, которые ведут к изменению структуры и видового состава фитоценозов, свойств почв, уровня и режима грунтовых вод, стока, микроклимата, биогеоценоза в целом.

Самые острые проблемы взаимодействия человека через ТС и ПС возникают на локальном (сочетание промышленных предприятий, городские и крупные сельские поселения, транспортные магистрали) и региональном (территориальные группы узлов в пределах промышленных и сельскохозяйственных районов, территориально-производственные комплексы и др.) уровнях размерности, и связаны они в первую очередь с загрязнением ОС.

7. Определение и строение биосферы- область распространения живого вещества на Земле, в формировании которой живые организмы играли в прошлом и играют в настоящее время основную роль.

Современная биосфера представляет собой сложную систему, состоящую из многих компонентов, которые включают всю живую и неживую (среда обитания) природу. Она охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии.

Миграция химических элементов не прекращается ни на секунду. Эта миграция была бы невозможной без живых организмов и солнечная энергия без живого вещества не совершала бы на Земле созидательной деятельности, так как не могла бы ни удержаться на ней, ни преобразоваться в необходимую для этого форму.

Улавливание солнечной энергии осуществляется преимущественно растительным миром. Но в удержании и преобразовании заключенной в нем энергии Солнца, перемещении ее по поверхности планеты принимает участие все живое вещество. Этот процесс осуществляется благодаря размножению и последующему росту организмов.

Благодаря жизнедеятельности живых организмов химические элементы беспрерывно циркулируют в биосфере, переходя из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Такая циркуляция по более или менее замкнутым путям называется биогеохимическим циклом.

Уникальные свойства живого вещества и его биогеохимические функции, проявляющиеся в способности трансформировать газы и концентрировать химические элементы, объясняют его способность совершать грандиозную по масштабам и последствиям геохимическую работу на планете.

Как всякое образование биосфера обладает некоторым набором свойств.

Биосфера – это система с прямыми и обратными (отрицательными и положительными) связями, которые в конечном счете обеспечивают механизмы ее функционирования и устойчивости. Центральным звеном биосферы выступают живые организмы (или, как мы только что назвали, живое вещество), к сожалению, в центр биосферы ставятся интересы только одного вида – человека, что в конечном итоге отрицательно сказывается на нем же самом.

Биосфера – открытая система. Ее существование немыслимо без поступления энергии извне. Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего солнечной активности.

Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой характерно состояние гомеостаза, т.е. способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов. Гомеостатические механизмы связаны в основном с живым веществом, его свойствами и функциями.

Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием. Для любой природной системы разнообразие – одно из важнейших ее свойств. С ним связана возможность дублирования, подстраховки, замены одних звеньев другими (например, на видовом или популяционном уровнях), степень сложности и прочности пищевых и других связей.

Биосфера – система, обладающая механизмами, обеспечивающими круговорот веществ и связанную с этим неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений

31.Гидросферой называется непрерывная водная оболочка земного шара, расположенная над поверхностью, на поверхности земной коры и в ее толще, представляющая совокупность вод атмосферы, океанов, морей и водных объектов суши (рек, озер, болот, подземных вод), включая снежный покров и ледники, а также воду живых организмов.

Гидросфера тесно связана как с атмосферой, так и с литосферой. Гидросфера непрерывна и едина. Ее единство заключается в общности происхождения всех природных вод из мантии Земли, в единстве их эволюции, взаимосвязи всех видов вод и способности перехода одного вида вод в другой, в единстве их функций в природе.

Характерной чертой гидросферы является ее подвижность. В океанах и морях наблюдаются приливы и отливы, штормы и течения; в озерах вода перемешивается под действием ветра и температуры; в водотоках вода движется под уклон под действием силы тяжести. Вода легко переходит из одного агрегатного состояния в другое, выделяя или поглощая большое количество энергии. Вода в атмосфере в виде пара перемещается на значительные расстояния, а затем выпадает на поверхность в виде осадков. Эта подвижность гидросферы имеет большое значение для функционирования планеты.