Естественная радиация и ее влияние на живой организм. реферат по биотехнологии березниченко. Реферат По дисциплине Радиационная экология
 Скачать 481 Kb.
|
|
экологической системой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы Земли. Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый В. В. Докучаев (1846-1903), который впервые дал определение понятию «почва» и «почвенный профиль», выявил главные отличительные свойства и раскрыл сущность почвообразовательного процесса. В одной из лекций В. В. Докучаев говорил студентам: «Сегодня я буду беседовать с вами.… Затрудняюсь назвать предмет нашей беседы – так он хорош! Я буду беседовать с вами о царе почв, о главном основном богатстве России.… Нет тех цифр, какими можно было бы оценить силу и мощь русского чернозема». К пяти факторам почвообразования, установленным В. В. Докучаевым, - материнским (почвообразующим) породам, растительным и животным организмам, климату, рельефу и времени – позже были добавлены воды (почвенные и грунтовые) и хозяйственная деятельность человека. Развитие почвы неразрывно связано с материнской породой (гранит, известняк, песок, лессовидные суглинки), причем этот процесс весьма длителен. Образования рыхлой минеральной почвенной массы связано как с процессами химического выветривания, так и с биологическими. Под воздействием растений происходит образование специфических органических веществ (гумуса или перегноя). Именно содержание гумуса в почвах и определяет их плодородие. Почвы по морфологическим (внешним) признакам резко отличаются от горных пород, вследствие физико-химических процессов, протекающих в почвах. Они включают такие показатели, как цвет (черноземы, буроземы, серые лесные, каштановые и другие), структура (зернистая, комковатая, столбчатая и прочее), новообразования (в степях – карбонаты кальция, в полупустынях – скопление гипса). Толщина почвенного слоя в умеренных районах на равнинах не превышает 1,5-2,0 метра, в горных – менее метра. Почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате длительного воздействия на литосферу атмосферы, воды, животных и растений. Почва состоит из хорошо выраженных слоев, называемых почвенными горизонтами, различающихся по структуре, составу и цвету. Верхний горизонт А 1 , гумусовый, населенный многочисленными видами растений, животных, микроорганизмов, содержит отмершие части растений, трупы животных. За счет процессов гумификации – разложения органических остатков и образования высокомолекулярных гуминовых соединений – они превращаются в мелкодисперсный органический материал. Гумификация протекает с разной интенсивностью, что отражается на структуре почвы гумусового горизонта. Следующий горизонт В состоит в основном из минеральной части почвы. Органические вещества переработаны здесь редуцентами и равномерно перемешаны с мелкозернистой материнской породой. Следующий горизонт С представляет собой слабоизмененную материнскую породу. На количество горизонтов в почвенном профиле влияют климатические условия, в частности в подзолистых почвах, характерных для хвойных лесов, где выпадает достаточное количество осадков, и почва энергично промывается, выделяются все три указанных горизонта. Черноземы имеют распространение в степной зоне, где атмосферных осадков недостаточно, почва промывается слабо, и поэтому в них выделяется всего два горизонта: верхний – гумусовый, черного цвета, и нижний – карбонатный, обогащенный легкорастворимыми соединениями. Равнинные степные почвы умеренного климата содержат в среднем 12 тыс. т/га гумуса, лесные – около 100 т/га. Свойства почвы зависят от состава и особенностей твердой, жидкой, газообразной и живой ее частей. Так как почва является продуктом жизнедеятельности многих организмов: растений, животных, микроорганизмов, то их обилие, соотношение групп определяют свойства почвы. Самым важным из них является ее плодородие – способность обеспечить урожай растений. Почва сохраняет плодородие до тех пор, пока населена многочисленными живыми организмами, участвующими в сложных процессах гумификации. Представление о живых и неживых компонентах почвах дают следующие диаграммы. Основу почвенной биоты составляют микроорганизмы. Они представлены сине- зелеными и зелеными водорослями, бактериями, грибами, простейшими. Важную роль в почвообразовательных процессах играют организмы, разлагающие органические вещества. Они относятся к следующим таксономическим группам: 1) спорообразующие и неспорообразующие гетеротрофные бактерии; 2) актиномицеты; 3) различные грибы, в том числе плесени; 4) почвенные простейшие, в том числе амебы, инфузории, жгутиковые. Они встречаются в наземных биоценозах повсюду, но особенно их много в самых верхних слоях почвы. Численность микроорганизмов в луговых почвах умеренного климата составляет 10 12 - 10 15 особей, а биомасса – 10- 100г/м 2 . От обилия органических веществ, их разрушения микроорганизмами с образованием гумусовых соединений зависят структура и плодородие почвы. К мезофауне почвы относятся нематоды, энхитреиды, микроартроподы (клещи и ногохвостки). Энхитреиды и микроартроподы исчисляются тысячами на 1м 2 , нематоды – миллионами. К макрофауне принадлежат крупные насекомые и их личинки, дождевые черви. Плотность населения дождевых червей на известково-глинистых почвах умеренного климата достигает 300 особей/ м 2 . Наибольшими по биомассе компонентами почвы являются корни растений. Сухая масса корней в степных почвах достигает 1000 г/ м 2 , в лесу – 3000 г/ м 2 и более. К макрофауне относятся также роющие позвоночные: кроты, суслики, слепушонки, мыши, полевки и др. В почве есть болезнетворные организмы, становящиеся причиной заболеваний и сельскохозяйственных животных и человека. Многие из них связаны с определенными типами почв. Так, гистоплазмоз вызывается паразитическим грибком Histoplasma capsulatum, поражающим соединительные такни человека и некоторых млекопитающих. При этом заболевании увеличивается печень, селезенка, лимфатические узлы, происходят кожные кровоизлияния, при легочном гистоплазмозе появляется кровохарканье. Распространение гистоплазмоза связано с красно-желтыми оподзоленными почвами субтропиков и тропиков. На других почвах эта болезнь практически отсутствует. В почве могут находиться возбудители брюшного тифа, дизентерии, многих глистных заболеваний и т.д. Наибольшая смертность от холеры связана с заболоченными почвами пойм рек Западной Индии. На состояние здоровья человека химический состав почвы оказывает влияние через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает серьезные заболевания или способствует их развитию. Так, широко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Нехватка фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1.2 мг/л) нередко возникают заболевания костной системы (флюароз). Типы почв. Почвы (их типы) – это большая группа почв, формирующихся в однородных условиях и характеризующихся определенным строением почвенного профиля, однотипным направлением процессов почвообразования. На территории бывшего СССР было выделено около ста типов почв. Арктические и тундровые почвы. Они занимают около 4% суши земного шара. Они распространены на северных окраинах Евразии и Северной Америки, на островах Северного Ледовитого океана. Формируются в условиях сурового арктического и субарктического климата и сильно разреженного растительного покрова. Мощность почвенного слоя зависит от глубины сезонного протаивания многолетней мерзлоты и не превышает 40см. Они отличаются переувлажнением и развитием анаэробных микробиологических процессов. Содержание гумуса 1-3%. Подзолистые почвы. Формируются в условиях умеренно-влажного климата под хвойными лесами Евразии и Северной Америки. В формировании почвы преобладающее значение имеет подзолообразовательный процесс. Хорошо выражены все три горизонта в почвенном профиле, что является следствием значительного увлажнения и значительного промывного режима под пологом леса. Также выделяется ряд подтипов: глеево- подзолистые и дерново-подзолистые. Содержание гумуса 4-6%. Черноземы. Формируются в условиях засушливого климата и нарастающей континентальности. В развитии особенно велика роль степной растительности с преобладанием дерновинных злаков. Ведущим почвообразовательным процессом в черноземах играет гумусонакопление до 10% и более. Черноземы являются наиболее плодородными почвами и служат основной базой для производства зерновых культур. Этот тип почв распространен в пределах лесостепной степной зон Евразии, они занимают более 8% территории нашей страны (или около 50% всей площади черноземов на планете). Каштановые почвы. Формируются в засушливых и экстраконтинентальных условиях сухих степей. Занимают 7% территории суши. Наибольшие площади приурочены к Причерноморской и Прикаспийской низменности, большие массивы находятся в Казахстане и в степях юго-восточного Забайкалья. По мощности гумусового горизонта выделяют три подтипа: темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые. Содержание гумуса менее 4%. Серо-бурые почвы и сероземы. Развиваются в условиях сухого континентального климата и отличаются высокой засоленностью и малым содержанием гумуса (до 1-1,5%). Они типичны для равнинных внутриконтинентальных пустынь умеренного пояса, субтропических пустынь Азии (Иранское нагорье) и Северной Америки. На их долю приходится до 17% площади суши. Они отличаются низким плодородием и пригодны для сельскохозяйственного использования лишь при условии орошения. Красноземы и желтоземы. Формируются в условиях субтропического климата под влажными субтропическими лесами. Распространены в юго-восточной Азии, на побережье Черного и Каспийского морей. Общая их площадь – 19% суши. Основной почвообразующей породой элювиальная кора выветривания, поэтому они отличаются высоким содержанием кремнезема, оксидов железа, алюминия, марганца. Содержание гумуса в красноземах – до 6%, в желтоземах – до 3%. При сельскохозяйственном использовании требуют внесения минеральных удобрений и проведения противоэрозионных мероприятий. Гидроморфные почвы. Это почвы, в процессе формирования которых участвуют атмосферная влага, поверхностные грунтовые воды. К этому типу почв относятся болотные, образующиеся в условиях избыточного застойного увлажнения, связанного с близким залеганием грунтовых вод. Распространены в тундре, лесотундре и в зоне лесов Евразии. К числу гидроморфных почв относятся засоленные почвы аридных районов (солончаки и солонцы). В пустынях Ср. Азии солончаки занимают свыше 10%. Роль почвы в круговороте веществ в природе. Хозяйственное значение почв. Почва представляет собой природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения они переходят в формы, доступные для усвоения растениями, частично включаются в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерный круговорот химических элементов в системе «почва – растения (животные – микроорганизмы) – почва». Это круговорот был назван В.Р. Вильямсом малым или биологическим. Благодаря процессам малого круговорота веществ в почве постоянно поддерживается плодородие. Дождевые, паводковые и другие воды, фильтруясь через почву, растворяют и выносят из нее питательные вещества. Этот процесс способствует обеднению почвы и снижению ее плодородия. Поэтому для поддержания почвенного плодородия необходимо создавать такие условия, при которых, вымыв и потеря почвой питательных веществ будут минимальными. Самое большое значение почвы в том, что люди получают из нее почти все необходимое для своей жизни. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей, около 10% ее люди получают от естественных лугов, пастбищ, лесов и 2% - от ресурсов Мирового океана. Почва и ее плодородие – главное богатство, от которого зависит жизнь людей. Почва – место для поселения людей, предмет и средство их труда. Поэтому всегда необходимо заботиться о почве, чтобы выполнить свой долг – сохранить и улучшить ее для последующих поколений. Наиболее ценные в сельскохозяйственном отношении земли – пашни, залежи и многолетние насаждения. Из всех возделываемых земель 590 млн. га приходится на долю зерновых, дающих в год 1197,5 млн. т зерна. Сельскохозяйственные земли расположены мозаично. Они занимают обширные территории в лесостепных и степных районах Северного полушария. На Евразию, включая Россию, приходится 841 млн. га, или 60% всех возделываемых земель. Обрабатываемые земли мира составляют в среднем около 0,5га на каждого человека. Этот показатель различен в разных странах: в бывшем СССР – 0,9га, в США – 0,91га, в Канаде – 2,05, в Великобритании – 0,13, в Японии – 0,05га. Обрабатываемые земли – результат сложных естественных процессов и многовекового труда людей, поэтому качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Вместе с урожаем человек изымает из почвы значительное количество минеральных и органических веществ, тем самым, обедняя ее. Так, при урожае картофеля в 136 ц/га из почвы удаляется 48,4 кг азота, 19 кг фосфора и 86 кг калия, и необходимо систематически пополнять запасы этих элементов в почве внесением удобрений. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других – к ухудшению, деградации и гибели. К особым последствиям этого воздействия следует отнести ускоренную эрозию, загрязнение чужеродными химическими веществами, засоление, заболачивание, занятие почв под различные сооружения (транспортные магистрали, водохранилища и др.). Ущерб, наносимый почвам в результате нерационального использования земель, принял угрожающий характер. Уменьшение площадей почв происходит значительно быстрее, чем их образование. Особенно опасна для плодородия почв ускоренная эрозия. Деградация почв – постепенное ухудшение свойств почв (уменьшение содержания гумуса, разрушение структуры, снижение плодородия), вызванное изменением условий почвообразования в результате как естественных причин, так и хозяйственной деятельности человека, эрозия, загрязнение пестицидами, вторичное засоление, неправильная агротехника. Пестициды – (ядохимикаты) – химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т. п. Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на: гербициды – для уничтожения сорной растительности, инсектициды (против вредных насекомых), зооциды (для борьбы с грызунами), фунгициды (с возбудителями грибковых заболеваний), дефолианты (для удаления листьев), дефлоранты (для удаления лишних цветков) и т.д. Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям. Пестициды являются единственным |