Подробное решение параграф § 70 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Рассмотрите рис. 302–306. С какими антропогенными воздействиями связаны разрушение почвы и изменение климата? Каковы их последствия?
Ответ. Разрушение почвы связано с распашкой почвы на больших площадях, извлечением из почвы большого количества минеральных веществ, ветровой эрозией, затоплением территорий в результате строительства водохранилищ, выпадением кислотных дождей, озоновыми дырами. Как следствие парниковый эффект, вызывающий глобальное изменение климата.
Все это приводит к пыльным бурям, ветровой эрозии, обеднению почвы питательными веществами, засолению почвы и засорению иными веществами, антропогенного производства.
Вопрос 1. Каковы антропогенные воздействия на почвенный покров и почвообразовательные процессы? В чём основная причина этих воздействий? Приведите примеры.
Ответ. Почвенный покров – важный компонент биосферы, антропогенное воздействие на который постоянно усиливается. Ежегодно, распахивая землю, человек перемещает массу почвы, в три раза превышающую массу всех вулканических веществ, поднимающихся из недр на поверхность планеты за тот же период. Вследствие деятельности человека – вырубки лесов, выпаса скота, орошения и осушения почвы, разработки полезных ископаемых – изменяются основные характеристики почвы, её свойства, состав и структура, нарушаются почвообразовательные процессы. Каждый год безвозвратно теряется около 7 млн га пахотных земель, в то время как для образования слоя почвы в 2–3 см при благоприятных условиях необходимо от 200 до 1000 лет. Кроме того, культивируемые в агроэкосистемах растения каждый год извлекают из почвы миллионы тонн минеральных веществ. Если не восполнять эти потери, почвенные ресурсы могут быть израсходованы всего за 50 лет. Во избежание этого человек вносит в почву минеральные и органические удобрения, однако их чрезмерное использование неблагоприятно сказывается на состоянии биосферы в целом.
Вопрос 2. Объясните, чем опасно загрязнение почвы пестицидами. Предложите экологически безопасные способы борьбы с сорняками, насекомыми-вредителями, грибковыми болезнями культурных растений. На чём они основаны?
Ответ. Одним из видов антропогенного воздействия на почву является загрязнение её пестицидами (от лат. pestis – зараза и caedere – убивать) – химическими средствами защиты растений, используемыми для борьбы с вредителями сельского хозяйства: сорняками (гербициды), насекомыми (инсектициды), грибковыми болезнями растений (фунгициды). Пестициды в основном представлены хлорированными углеводородами: ДДТ (дихлордифенилтриметилметан), гексахлораном и др. Эти вещества высокотоксичны, подавляют деятельность большинства ферментов, влияют на наследственность организмов, кроветворение и др.
Неумеренное применение пестицидов негативно сказывается на состоянии окружающей среды. Пестициды вместе с атмосферными осадками просачиваются в почву и попадают в грунтовые воды, которые затем выносят их в реки, моря и океаны. В настоящее время учёные изучают процессы, происходящие с пестицидами в почве, и ищут возможные пути их химического и биологического обезвреживания.
В сельском хозяйстве всё чаще стараются применять биологические средства защиты растений, например естественных врагов насекомых-вредителей, а также выращивают трансгенные растения, устойчивые к сорнякам и вредителям. Они основаны на знаниях биологических закономерностей и экологических взаимоотношениях между живыми организмами.
Вопрос 3. Что такое эрозия почвы? Опишите, как происходит водная и ветровая эрозия. Каковы основные меры борьбы с эрозией почвы? Приведите примеры.
Ответ. Основная причина сокращения площади плодородных почв – несовершенство сельского хозяйства. Распаханный плодородный слой часто подвергается водной и ветровой эрозии (от лат. erosio – разъедание) – разрушению водой и ветром, смыву или развеиванию частиц почвы и осаждению их в новых местах (рис. 303). В России из 132 млн га пахотных земель 87 млн га подвержены эрозии. Ежегодно от неё страдают новые 0,5 млн га с потерей плодородной почвы в 1,5 млрд т. Водная и ветровая эрозия уменьшают площадь пашни, снижают плодородие почвы, разрушают дороги, заиливают каналы и водохранилища. Основные меры борьбы с водной и ветровой эрозией: правильная обработка почвы, почвозащитные севообороты, снегозадержание, защитные насаждения, террасирование склонов и оврагоукрепительные работы.
Вопрос 4. Каким образом человек влияет на климат Земли? Каковы последствия такого влияния? Приведите примеры влияния человека на климат нашей планеты.
Ответ. Своей деятельностью человек влияет на климат Земли. Орошение и осушение территорий, строительство плотин, водохранилищ и других гидротехнических сооружений вызывают в некоторых районах планеты изменения климата. Например, орошение значительно усиливает процесс испарения влаги из почвы, вследствие чего снижается температура земной поверхности. Это, в свою очередь, приводит к понижению температуры и повышению относительной влажности нижних слоёв атмосферного воздуха. Крупные водохранилища увеличивают влажность воздуха и снижают его температуру на 2–3 °С в дневное время на расстоянии 5–10 км. В результате дневного охлаждения и ночного нагревания суточный ход температуры воздуха на таких искусственно обводнённых территориях становится более сглаженным.
Вопрос 5. Опишите процесс образования в атмосфере кислотных осадков. Каковы последствия их выпадения на поверхность почвы, водоёмов? Приведите примеры.
Ответ. Одна из острейших экологических проблем связана с возрастанием кислотности атмосферных осадков. Кислотные осадки – следствие выбросов промышленными предприятиями оксидов серы, азота, углерода, которые, взаимодействуя с атмосферным водяным паром, превращаются в смесь сернистой, серной, азотистой, азотной и угольных кислот и затем выпадают на поверхность Земли. Наиболее сильно от кислотных осадков страдают наземные растения: нарушается защитный слой кутикулы листьев, и они становятся более уязвимыми к поражению насекомыми-вредителями и паразитическими грибами. Просачиваясь в почву, кислотные осадки вызывают выщелачивание алюминия и тяжёлых металлов, которые обычно находятся в ней в виде нерастворимых соединений и не поглощаются растениями. При повышении кислотности эти вещества переходят в растворимые, легкоусвояемые формы и оказывают токсическое действие на организмы.
Вопрос 6. Какова роль озонового слоя Земли? Как он образуется и какие вещества способны вступать в реакцию с озоном? Каковы меры борьбы с истощением озонового слоя Земли? Приведите примеры таких мер.
Ответ. Озон (03) образуется из атмосферного молекулярного кислорода (02) благодаря энергии грозовых разрядов или под действием коротковолнового солнечного излучения. Максимальной концентрации озон достигает на высоте 20–25 км, где его молекулы образуют тончайший озоновый слой в 3–4 мм, служащий защитой от проникновения в нижние слои атмосферы губительных для всего живого коротковолновых ультрафиолетовых лучей. В начале 80-х гт. XX в. японскими учёными было обнаружено, что количество озона в южной полярной области Земли стало уменьшаться. В октябре 1985 г. появились первые сообщения о том, что содержание озона в атмосфере над японской антарктической станцией «Сева» уменьшилось в 2 раза. Это истощение озонового слоя в атмосфере Земли было названо «озоновой дырой».
Количество озона в озоновом слое непостоянно и зависит от соотношения интенсивности процессов его образования и разрушения. Однако было установлено, что процессу разложения озона способствуют атомы хлора, образующиеся, например, из хлорфторуглеводородов (фреонов).
Меры по защите озонового слоя Земли связаны с переводом промышленного производства на озонобезопасные вещества, в частности постепенное сокращение, а к 2030 г. и полное прекращение в мире производства хлорфторуглеводородов (фреонов).
Вопрос 7. Опишите глобальные последствия парникового эффекта. Какие меры предпринимаются мировым сообществом для защиты климата Земли?
Ответ. Некоторые газы атмосферы (водяной пар, углекислый газ, метан, оксиды азота и др.) пропускают к поверхности Земли видимое солнечное излучение, но в то же время затрудняют инфракрасное тепловое излучение самой Земли, препятствуя её охлаждению. Это нежелательное явление было названо учёными парниковым эффектом, а газообразные вещества, позволяющие Земле аккумулировать тепло, – парниковыми газами.
Некоторые учёные считают, что уже к 2030 г. может произойти повышение среднегодовой температуры на Земле на 2–2,5 °С, а к концу XXI в. – на 6 °С. Одним из его последствий станет подъём уровня Мирового океана в результате теплового расширения воды и таяния ледников (к концу XXI в. он может подняться на 1–2 м). В результате этого под водой окажутся прибрежные территории густонаселённых районов Китая, Японии, Индии, Индонезии, Нидерландов, США и других стран мира.
Итак, над человечеством нависла угроза глобального изменения климата. Мировое сообщество уже предприняло ряд мер по его защите. Так, с 1992 по 1997 г. ООН были приняты Конвенция по климату и Киотский протокол. Конечная цель этих документов – добиться стабилизации содержания парниковых газов в атмосфере на уровнях, безопасных для климата нашей планеты. Это может быть достигнуто заменой таких энергоносителей, как уголь и нефть, газом; использованием экологически чистых источников энергии: Солнца, ветра, тепла земных недр; внедрением энергосберегающих технологий; восстановлением лесов на планете.