Поток энергии в экосистемах и жизнь как термодинамический процесс

Энергия в экосистемах, жизнь как термодинамический процесс

Поток энергии в экосистемах и жизнь как термодинамический процесс

Рассмотрим процесс обмена энергией в экосистемах.

Энергиюопределяют, как способность производить работу. Свойства энергии описываются законами термодинамики.

Первый Закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергииутверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропииутверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать.

Применительно кэнергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует.

Мера количества энергии которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия.

Самопроизвольные процессы ведут систему к состоянию равновесия с окружающей средой, к росту энтропии, производству положительной энтропии.

Если неживую неуравновешенную с окружающей средой систему изолировать, то всякое движение в ней скоро прекратится, система в целом угаснет и превратится в инертную группу материи, находящуюся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, то есть в состоянии с максимальной энтропией. Это наиболее вероятное для системы состояние и самопроизвольно без внешних воздействий она выйти из него не сможет. Так, например, раскаленная сковородка, остыв, рассеяв тепло, сама уже не нагреется; энергия при этом не потерялась, она нагрела воздух, но изменилось качество энергии, она уже не может совершать работу. Таким образом, в неживых системах устойчиво их равновесное состояние.

У живых систем есть одно принципиальное отличие от неживых – они совершают постоянную работу против уравновешивания с окружающей средой. Это утверждение имеет следующий термодинамический смысл: как в неживых системах устойчиво их равновесное состоянии, так в живых системах устойчиво неравновесное состояние.

Жизнь – это единственный на Земле естественный самопроизвольный процесс, в котором энтропия системы уменьшается. Почему это возможно? Все живые системы являются открытыми для обмена энергией.

В окружающей их среде есть огромное количество даровой энергии Солнца, а в составе самой живой системы есть компоненты, обладающие механизмами, позволяющими эту энергию улавливать (извлекать), концентрировать, а затем снова рассеивать в окружающую среду.

Как рассмотрено выше, рассеивание энергии, то есть увеличение энтропии, – это процесс, характерный для любой системы, как неживой, так и живой, самостоятельное улавливание и концентрирование энергии – это способность только живой системы. При этом происходит извлечение порядка, организации их окружающей среды, то есть выработка отрицательной энергии – негоэнтропии.

Такой процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией. Он ведет к уменьшению энтропии живой системы, противодействует ее уравновешиванию с окружающей средой, то есть росту энтропии, что для живой системы при достижении максимальной энтропии – равновесия с окружающей средой – означает смерть.

Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в окружающей среде в избытке даровой энергии; во-вторых, способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав – рассеивать в окружающую среду. Даровая энергия окружающей среды – это энергия Солнца. Доходящая до Земли энергия Солнца улавливается в количестве 1 %. Этого одного процента энергии достаточно для обеспечения ей всего живого вещества планеты и поддержания им состояния с низкой энтропией. Улавливают энергию Солнца и превращают ее в потенциальную энергию органического вещества растения – продуценты. Весь остальной живой мир получает необходимую для жизнедеятельности энергию, в основном поедая их.

Трофическая цепь (цепь питания)

Перенос энергии пищи от ее источника – продуцента через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется пищевой или трофической цепью.

Перенос энергии по трофической цепи осуществляется следующим образом: животное употребило в пищу растение или консумента более низкого порядка.

Содержащееся в пище органическое вещество расщепляется в присутствии кислорода с выделением энергии. Этот процесс, обратный фотосинтезу, называется дыханием.

Он имеет место в каждой клетке живого организма, поэтому его еще называют клеточным дыханием:

C6H12O6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + энергия

Около 90 % выделившейся энергии расходуется организмом на поддержание своей жизнедеятельности, то есть на обеспечение всех необходимых ему функций, после чего она в виде выделяемого организмом тепла рассеивается в окружающую среду и по сути дела безвозвратно теряется для всей живой системы. И только около 10 % энергии идет на построение тела, рост и размножение организма.

Именно эти 10 % энергии и доступны следующему трофическому уровню. Таким образом, энергии с переходом от одного уровня к другому остается все меньше.Но здесь нужно иметь в виду, что чем выше трофический уровень, тем в более концентрированной форме содержится в живых организмах энергия. Это объясняется присущей только живому веществу спецификой – обладанием механизмами концентрирования энергии.

Таким образом, сначала улавливание, а затем концентрирование энергии с переходом от одного трофического уровня к другому обеспечивает повышение упорядоченности, организации живой системы, то есть уменьшение ее энтропии.

Для поддержания низкой энтропии в равной степени важно, чтобы у элементов системы были эффективные механизмы как для улавливания и концентрации энергии – извлечения негоэнтропии из окружающей среды, так и для рассеивания ее в окружающую среду – освобождение от накапливающейся положительной энтропии. В таком сочетании они есть только в живых системах.

Поэтому жизнь как термодинамический процесс представляет собой непрерывный обмен живых систем с окружающей средой, при котором происходит освобождение от производимой положительной энтропии и извлечение отрицательной, то есть порядка и организации.

Необходимо понимать, что энтропия уменьшается в конкретной локальной зоне, при этом в окружающей среде она возрастает. Таким образом, рост упорядоченности в одной части системы приводит к усилению неупорядоченности в других ее частях.

Для описания поведения энергии в экосистемах употребляют термин поток энергии, поскольку в отличие от циклического движения вещества превращения энергии идут в одном направлении. Энергия, однажды использованная каким-либо организмом, превращается в тепло и утрачивается для экосистемы.

Она не может быть снова “пущена в дело” как вода или неорганические вещества, по отношению к которым используется термин круговорот воды и веществ. Для своей жизнедеятельности каждый живой компонент, будь то организм или экосистема, должен получать от окружающей среды на входе постоянный приток дополнительной энергии.

Живые замкнутые термодинамические системы невозможны.

В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру. Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами(отдельно первого, второго и т.д.

порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанных на единицу площади в единицу времени. Графически трофическую структуру сообщества представляют в виде пирамиды (рис. 1).

Основанием пирамиды служит первый трофический уровень – уровень продуцентов, а последующие уровни образуют следующие этажи пирамиды. При этом высота всех блоков – этажей одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.

В зависимости от того, количественное соотношение, каких величин отражает пирамида, она называется пирамидой чисел, биомасс или энергий.

Рис. 3 Экологическая пирамида

Из количественных связанных с энергией, для трофических цепей известно правило десяти процентов: с одного трофического уровня экологической пирамиды энергий на другой в среднем переходит около 10 % энергии, поступающей на предыдущий уровень.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 594; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/4-78939.html

Лабораторная работа по экологии – файл 1.doc

Поток энергии в экосистемах и жизнь как термодинамический процесс
Лабораторная работа по экологии
скачать (102 kb.)

1.doc102kb.03.12.2011 11:50скачать

содержание
Реклама MarketGid:
Вопрос № 1. Энергия в экосистемах. Жизнь как термодинамический процесс.

Экосистема – это совокупность живых организмов, обменивающихся непрерывно энергией, веществом и информацией друг с другом и с окружающей средой. Рассмотрим сначала процесс обмена энергией. Энергию определяют как способность производить работу.

 Свойства энергии описываются законами термодинамики.

Первый закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергии утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново. Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропии утверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать. Применительно к энергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует. Мера количества энергии, которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия. Самопроизвольные процессы ведут систему к состоянию равновесия с окружающей средой, к росту энтропии, производству положительной энтропии. Если неживую неуравновешенную с окружающей средой систему изолировать, то всякое движение в ней скоро прекратится, система в целом угаснет и превратится в инертную группу материи, находящуюся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, то есть в состоянии с максимальной энтропией. Это наиболее вероятное для системы состояние и самопроизвольно без внешних воздействий она выйти из него не сможет. Так, например, раскаленная сковородка остыв, рассеяв тепло, сама уже не нагреется; энергия при этом не потерялась, она нагрела воздух, но изменилось качество энергии, она уже не может совершать работу. Таким образом, в неживых системах устойчиво их равновесное состояние. У живых систем есть одно принципиальное отличие от неживых – они совершают постоянную работу против уравновешивания с окружающей средой. Это утверждение имеет следующий термодинамический смысл: как в неживых системах устойчиво их равновесное состоянии, так в живых системах устойчиво неравновесное состояние. Жизнь – это единственный на Земле естественный самопроизвольный процесс, в котором энтропия системы уменьшается. Почему это возможно?  Все живые системы являются открытыми для обмена энергией. В окружающей их среде есть огромное количество даровой энергии Солнца, а в составе самой живой системы есть компоненты, обладающие механизмами, позволяющими эту энергию улавливать (извлекать), концентрировать, а затем снова рассеивать в окружающую среду. Как рассмотрено выше, рассеивание энергии, то есть увеличение энтропии, – это процесс, характерный для любой системы, как неживой, так и живой, а самостоятельное улавление и концентрирование энергии – это способность только живой системы. При этом происходит извлечение порядка, организации из окружающей среды, то есть выработка отрицательной энергии – негоэнтропии. Такой процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией. Он ведет к уменьшению энтропии живой системы, противодействует ее уравновешиванию с окружающей средой, то есть росту энтропии, что для живой системы при достижении максимальной энтропии – равновесия с окружающей средой – означает смерть. Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря,

  • во-первых, наличию в окружающей среде в избытке даровой энергии;
  • во вторых, способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав – рассеивать в окружающую среду.

 Даровая энергия окружающей среды – это энергия Солнца. Доходящая до Земли энергия Солнца распределяется следующим образом:

  • 33 % ее отражается облаками и пылью атмосферы (это так называемое альбедо или коэффициент отражения Земли );
  • 67 % поглощается атмосферой, поверхностью Земли и океаном.

Из этого количества поглощенной энергии лишь около одного процента расходуется на фотосинтез, а вся остальная энергия, нагрев атмосферу, сушу и океан, переизлучается в космическое пространство в форме невидимого теплового (инфракрасного) излучения. Этого одного процента энергии достаточно для обеспечения ей всего живого вещества планеты и поддержания им состояния с низкой энтропией. Как распределяется эта энергия между компонентами биотической структуры? Улавливают энергию Солнца и превращают ее в потенциальную энергию органического вещества растения – продуценты. Весь остальной живой мир получает необходимую для жизнедеятельности энергию, в основном поедая их. Перенос энергии пищи от ее источника – продуцента через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется пищевой или трофической цепью. Как происходит перенос энергии по трофической цепи? Животное употребило в пищу растение или консумента более низкого порядка. Содержащееся в пище органическое вещество расщепляется в присутствии кислорода с выделением энергии. Этот процесс, обратный фотосинтезу, называется дыханием. Он имеет место в каждой клетке живого организма, поэтому его еще называют клеточным дыханием. Около 90 % выделившейся энергии расходуется организмом на поддержание своей жизнедеятельности, то есть на обеспечение всех необходимых ему функций, после чего она в виде выделяемого организмом тепла рассеивается в окружающую среду и по сути дела безвозвратно теряется для всей живой системы. И только около 10 % энергии идет на построение тела, рост и размножение организма. Именно эти 10 % энергии и доступны следующему трофическому уровню. Таким образом, энергии с переходом от одного уровня к другому остается все меньше. Но здесь нужно иметь в виду, что чем выше трофический уровень, тем в более концентрированной форме содержится в живых организмах энергия. Это объясняется присущей только живому веществу спецификой – обладанием механизмами концентрирования энергии. Таким образом, сначала улавливание, а затем концентрирование энергии с переходом от одного трофического уровня к другому обеспечивает повышение упорядоченности, организации живой системы, то есть уменьшение ее энтропии. Для поддержания низкой энтропии в равной степени важно, чтобы у элементов системы были эффективные механизмы как для улавливания и концентрации энергии – извлечения негоэнтропии из окружающей среды, так и для рассеивания ее в окружающую среду – освобождение от накапливающейся положительной энтропии. В таком сочетании они есть только в живых системах.  Поэтому жизнь как термодинамический процесс представляет собой непрерывный обмен живых систем с окружающей средой, при котором происходит освобождение от производимой положительной энтропии и извлечение отрицательной, то есть порядка и организации. Необходимо понимать, что энтропия уменьшается в конкретной локальной зоне, при этом в окружающей среде она возрастает. Таким образом, рост упорядоченности в одной части системы приводит к усилению неупорядоченности в других ее частях. Для описания поведения энергии в экосистемах употребляют термин поток энергии, поскольку в отличии от циклического движения веществ превращения энергии идут в одном направлении. Энергия, однажды использованная каким-либо организмом, превращается в тепло и утрачивается для экосистемы. Она не может быть снова “пущена в дело” как вода или неорганические вещества, по отношению к которым используется термин круговорот воды и веществ. Для своей жизнедеятельности каждый живой компонент, будь то организм или экосистема, должен получать от окружающей среды на входе постоянный приток дополнительной энергии. Живые замкнутые термодинамические системы невозможны.

Вопрос № 2. Принципы стабильности экосистем.

Популяция – это совокупность организмов одного вида, обитающая в данном месте в данное время. В природных экосистемах популяции всех видов, населяющие данный биотоп, находятся в непрерывном взаимодействии между собой, образуя биотическое сообщество. Когда экосистема включает небольшое число видов, пищевые связи в ней достаточно просты и очевидны: например, хищник – жертва, паразит – хозяин, фитофаг – растение и т.п. Для такого типа отношений в изменении численности взаимодействующих видов характерен сдвиг по фазе.

Однако в экосистеме каждый организм зависит одновременно от нескольких хищников, нескольких паразитов, которых всех вместе называют естественными врагами. Поэтому в естественных экосистемах речь идет о равновесии между организмами данного вида и его естественными врагами.

В единой пищевой сети равновесие значительно устойчивее и менее подвержено резким колебаниям, так как разные враги начинают снижать численность вида при разной плотности его популяции. Это значительно ослабляет изменение популяции жертвы.  Динамическое равновесие популяций в экосистеме не возникает автоматически, а устанавливается на протяжении многих тысяч и даже миллионов лет. За это время виды адаптируются друг к другу и к среде своего обитания, так что естественные враги поэтому сами останутся без источника существования. Они лишь ограничивают рост популяции при повышении ее плотности. Аналогичным образом у видов есть определенная устойчивость к естественным паразитам и болезнетворным агентам, которые не приводят к полному вымиранию популяции, но также регулируют ее плотность. Такое взаимоприспособление крайне важно для равновесия популяций, а следовательно, и экосистем в целом. Популяции, развивающиеся в изоляции друг от друга, как правило, не могут существовать в равновесии. Например, интродуцированный вид не всегда сталкивается с естественными врагами, в результате чего происходит популяционный взрыв его численности или, наоборот, он оказывается слишком “эффективным” естественным врагом, уничтожающим другие виды. Естественные экосистемы существуют в течении длительного времени и находятся в состоянии равновесия с климатическими, биогеохимическими условиями и окружающих их другими живыми организмами, то есть для них характерна определенная стабильность во времени и пространстве. Стабильность обеспечивается за счет сбалансированности потоков веществ и энергии и процессов обмена веществ между организмами и окружающей средой. Абсолютной стабильности экосистем быть не может: в отдельные периоды наблюдаются отклонения в ту или другую сторону, которые в целом не выводят систему из равновесия. Способность системы возвращаться и поддерживать равновесное состояние называется гомеостазом. С помощью гомеостаза регулируются численность популяций: она может возрастать до некоторого уровня, затем ограниченность пищевых ресурсов приостанавливает рост, и численность начинает снижаться. Устойчивое увеличение или снижение численности любой популяции приводит к изменению экосистемы в целом. Стабильность популяций означает, что рождаемость в ней уравновешена со смертностью. Различают локальную и глобальную устойчивость экосистем, отражающую их способность противостоять внешним воздействиям. Под локальной устойчивостью понимают возвращение системы в состояние равновесия после незначительных внешних воздействий, например, восстановление биоценоза после весеннего речного паводка. Глобальная устойчивость характерна для систем, способных восстанавливать свое равновесие после сильных возмущений, например, восстановление разрушенной экосистемы после извержения вулкана. В естественных биогеоценозах гомеостаз поддерживается тем, что они открыты для внешних воздействий: к ним поступает солнечная энергия, вещества. В экосистемах, созданных человеком, равновесие с течением времени нарушается, и для поддержания гомеостаза требуется постоянное вмешательство людей. В экосистемах, несмотря на присущее им свойство стабильности, идет процесс саморазвития сообществ – экологическая сукцессия. Под воздействием внешних сил один биогеоценоз сменяется другим, более приспособленным к изменившимся условиям. Сукцессия представляет собой не только изменение живых организмов, а всего комплекса абиотических и биотических факторов. В природе действует закон сукцессионного замедления, согласно которому по мере усложнения сменяющих друг друга биоценозов в равновесных системах проявляется тенденция к большей стабильности и замедлению смены.

Вопрос № 3. Концепция устойчивого развития и перспективы ее реализации.

Попытка выработки новой модели развития человеческой цивилизации была предпринята на состоявшейся в 1992 году в Рио-де-Жанейро Конференции по окружающей среде и развитию на уровне глав государств и правительств. Конференция констатировала невозможность движения развивающихся стран по пути, которым пришли к своему благополучию развитые страны, поскольку характер производства и потребления в промышленно развитой части мира подрывает системы, поддерживающие жизнь на Земле; господствующая экономическая система рассматривает неограниченный рост как прогресс, не учитывая экологические ценности и ущерб. Эта модель цивилизации признана ведущей к катастрофе и в связи с этим провозглашена необходимость перехода мирового сообщества на новую концепцию – концепцию устойчивого развития, под которой понимается обеспечение баланса между решением социально-экономических проблем и сохранением окружающей среды, удовлетворение основных жизненных потребностей нынешнего поколения с сохранением таких возможностей для будущих поколений. Если человечество не сделает этого, то цивилизацию ожидает крах. Но совершить переход к новому типу взаимоотношений в мире, к новому характеру производства и потребления человечество сможет только в том случае, если все слои общества во всех странах осознают безусловную необходимость такого перехода и будут ему всемерно содействовать.  Но именно эта задача выработки нового общепланетарного сознания является самой сложной. Прежде всего, она требует общего экологического образования населения планеты. Но, самое главное, она не разрешима без отказа от частной корпоративной собственности, права, перешагнуть через которую в капиталистических странах не имеют ни глава государства, ни правительство. Эта проблема имеет значительно более общий характер, поскольку частная собственность во многих отношениях становится камнем преткновения на пути к устойчивому развитию цивилизации.  Примером и подтверждением тому явился отказ Соединенных Штатов Америки подписать принятую Конференцией Конвенцию по биологическому разнообразию, в которой в очень мягкой, обтекаемой форме ставился вопрос о необходимости компенсации за использование в биотехнологиях генетических ресурсов развивающихся стран либо в виде передачи им части прибыли от производства продукции развитыми странами с использованием биотехнологий, либо в виде передачи им на льготных условиях новых биотехнологий. Аналогичная ситуация сложилась с подписанием Конвенции об изменении климата. За безобидным и очевидным на первый взгляд вопросом о необходимости снижения выбросов парниковых газов и прежде всего углекислого газа в атмосферу стоят интересы крупнейших нефтяных компаний мира. Предлагаемый мировым сообществом переход к квотированию выбросов на душу населения и введение системы цен на все виды ресурсов с полным учетом ущерба, наносимого окружающей среде и будущим поколениям, заведомо ставит США в невыгодное положение как страну, потребляющую больше всех энергоресурсов на душу населения. Запись в Конвенцию пункта о введении обязательных требований на сокращение выбросов углекислого газа усилила бы политику энергосбережения в странах-потребителях нефти и ухудшила конъюнктуру на мировом рынке нефти. Поэтому США сблокировались с нефтедобывающими арабскими странами и добились в итоговом документе записи, что по мере возможности странам следует вернуться к 2000 году к уровню выбросов углекислого газа 1990 года.  Такая борьба шла по очень многим пунктам большинства из принятых Конференцией документов. Чаще всего согласия удавалось достигнуть благодаря очень мягким, обтекаемым или расплывчатым формулировкам. Но главное, что показала конференция, что на пороге III тысячелетия человечество осознало нависшую над ним глобальную катастрофу и необходимость смены модели развития цивилизации.  Стратегия поведения человечества в условиях глобального экологического кризиса.

На сегодняшний день учеными и исследователями предлагается множество моделей возможного поведения человечества. Одна из них носит условное название “назад к природе”.

 Она базируется на том, что человечество может развиваться только в условиях существования более или менее стабильных биогеохимических циклов, которые не должны сколь ни будь существенно истощать запасы невозобновимых ресурсов, многие из которых очень ограничены.  Но современные потребности человека в энергии могут быть покрыты источниками возобновляемой энергии лишь на 10-12 %. Следовательно, для того, чтобы человечество могло вписаться в естественные циклы биосферы, необходимо либо уменьшение в 10 раз количества жителей планеты, либо сокращение потребностей каждого из жителей планеты тоже приблизительно в 10 раз. Это в среднем. А потребности американца должны быть снижены в 50 раз! В обозримом будущем это недостижимо, поэтому возврат человечества к структуре биогеохимических циклов естественной природы невозможен. Другая крайняя идея – это идея автотрофности человека, то есть возможности создания целиком искусственной цивилизации, не зависящей от состояния биосферы и ее развития. Эта идея высказывалась еще представителями русского космизма; ее активным поборником был Константин Эдуардович Циолковский, к ней с интересом относился Владимир Иванович Вернадский. Но человечество рождено биосферой в процессе ее эволюции. Биосфера без человека существовала, и будет существовать, человек вне биосферы существовать не может. Очевидно, что оба эти крайних решения утопичны. Но существует еще целый ряд промежуточных вариантов, основная идея которых состоит в следующем: природоохранная деятельность, имеющая своей целью сохранение биосферы, и есть основа устойчивого развития общества, достаточная для его обеспечения. Исповедующие ее по существу утверждают, что если мы научимся не загрязнять окружающую среду промышленными отходами и не разрушать живой мир, то будущность гарантирована. Это глубочайшее заблуждение! Сохранение биосферы – условие абсолютно необходимое, но недостаточное! Преодоление глобального экологического кризиса чисто технологическими и техническими средствами уже невозможно. Малоотходные технологии необходимы, но их недостаточно. И нужно отдавать себе отчет, что достаточных условий человечество пока не знает! Вероятнее всего, что сейчас в условиях нынешних технологий и цивилизационных норм, мы их сформулировать не можем. Сегодняшняя глобальная задача человечества – сохранить себя в биосфере. Если это удастся и человечество вместе с биосферой войдет в новый этап ее эволюции – эпоху ноосферы, тогда достаточные условия, обеспечивающие коэволюцию человека и природы, возникнут и будут познаны. Чтобы такое произошло, человечеству предстоит смена нравственных принципов столь же глубокая, какая произошла на заре становления общества с появлением заповеди “не убий”, в результате чего нормы поведения в первобытных общинах сменились человеческой моралью, основанной на принципах нравственности. Такая смена не может произойти естественным путем, автоматически. Это будет мучительный и долгий процесс выработки новых принципов, нового мышления, новой нравственности. Когда в середине шестидесятых годов двадцатого столетия проблемы окружающей среды оказались в центре внимания мировой общественности, встал вопрос: сколько времени в запасе у человечества? Когда оно начнет пожинать плоды пренебрежительного отношения к окружающей его среде? Ученые рассчитали: через 30-35 лет. Это время настало. Мы стали свидетелями глобального экологического кризиса, спровоцированного деятельностью человека. Вместе с тем последние тридцать лет не прошли даром: создана более твердая научная основа понимания проблем окружающей среды, образованы регламентирующие органы на всех уровнях, организованы многочисленные общественные экологические группы, приняты полезные законы и постановления, достигнуты некоторые международные договоренности. Однако ликвидируются в основном последствия, а не причины сложившегося положения. Например, люди применяют все новые средства борьбы с загрязнениями на автомобилях и стараются добывать все больше нефти вместо того, чтобы поставить под вопрос саму необходимость удовлетворения чрезмерных потребностей. Человечество безнадежно стремится спасти от вымирания несколько видов, не обращая внимание на собственный демографический взрыв, стирающий с лица земли природные экосистемы. Основной вывод из рассмотренного в учебном пособии материала совершенно ясен: системы, противоречащие естественным принципам и законам, неустойчивы. Попытки сохранить их становятся все более дорогостоящими и сложными и в любом случае обречены на неудачу. Чтобы принимать долгосрочные решения, необходимо обратить внимание на принципы, определяющие устойчивое развитие, а именно:

  • стабилизация численности населения;
  • переход к более энерго и ресурсосберегающему образу жизни;
  • развитие экологически чистых источников энергии;
  • создание малоотходных промышленных технологий;
  • рециклизация отходов;
  • создание сбалансированного сельскохозяйственного производства, не истощающего почвенные и водные ресурсы и не загрязняющего землю и продукты питания;
  • сохранение биологического разнообразия на планете.

Только новое экологическое осознание природы может спасти человечество от вымирания, реставрировать синее небо, зеленые луга и леса, вернуть забытую свежесть нашим городам.

Задача № 3

Рассчитать предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу из одиночного источника нагретого вредного вещества.
V – 23 тыс. м3/ч, объем выбрасываемого воздуха; Н – 16 м, высота трубы; △Т -10 ,разность температур; А – 160 ,параметр;

Сф – 0,02 мг/м 3, фоновая концентрация;

m – 0,41, коэффициент ; F – 1, безразмерный коэффициент; ƞ – 1, эффективность очистки воздуха

Решение

1. ПДК окиси углерода (СО) в выбрасываемом в атмосферу воздухе определяется согласно методическим указаниям приложение 1.

ПДК СОmax 5 мг/м3, предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздуху, максимальная разовая

ПДК СОср – 3 мг/м3, предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, среднесуточная

2. допустимая концентрация вредного вещества в приземном слое атмосферы от рассеивания выбросов определяется по формуле :

Сд = ПДК – Сф (1)

мг/м3

3. параметры Vм ,м/с и коэффициент n определяется по формулам:

= 0,65 , (2)

, (3)

м3

м3/с

Коэффициент nопределяется по формуле:

при 0,5≤≤2, ; (4)

4. предельно допустимый выброс (ПДВ) окиси углерода в атмосферу, г/с, определяется по формуле:

ПДВ, (5)

ПДВ г/с

5. концентрация вредного вещества в устье источника определяется по формуле:

, (6)

мг/м3

Так как в 1м3=1000 л, то

мг/л
Ответ: предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу из одиночного источника нагретого вредного вещества составляет 0,00811 мг/л
Литература

1. Павлова Е.И. Экология транспорта. М.: Транспорт, 2000. 247 с.

2. Маслов Н.Н., Коробов Ю.И. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1997. 238 с.

3. Зубарева Н.И., Шарпова Н.А. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. М.: 1999. 590 с.

4. Лосев А.В., Провадкин Г.Г. Социальная экология, М.: ВЛАДОС 1998.

5. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России, М.: Финансы и статика, 2000.

6. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Учебник для вызов. М.: ЮНИТИ, 1998. 455 с.

7. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник. М.: Просвещение, 1992. 320 с.

Скачать файл (102 kb.)
Нажми чтобы узнать.

Источник: http://gendocs.ru/v21583/%D0%BB%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0_%D0%BF%D0%BE_%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8

Энергия в экосистемах, жизнь как термодинамический процесс — allRefs.net

Поток энергии в экосистемах и жизнь как термодинамический процесс

Энергия в экосистемах, жизнь как термодинамический процесс – раздел Культура, Лекция 2 Энергия В Экосистемах, Жизнь Как Термодинамически…

Лекция 2

Энергия в экосистемах, жизнь как термодинамический процесс

Рассмотрим процесс обмена энергией в экосистемах.

Энергиюопределяют, как способность производить работу. Свойства энергии описываются законами термодинамики.

Первый Закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергииутверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропииутверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать.

Применительно кэнергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует.

Мера количества энергии которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия.

Самопроизвольные процессы ведут систему к состоянию равновесия с окружающей средой, к росту энтропии, производству положительной энтропии.

Если неживую неуравновешенную с окружающей средой систему изолировать, то всякое движение в ней скоро прекратится, система в целом угаснет и превратится в инертную группу материи, находящуюся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, то есть в состоянии с максимальной энтропией. Это наиболее вероятное для системы состояние и самопроизвольно без внешних воздействий она выйти из него не сможет. Так, например, раскаленная сковородка, остыв, рассеяв тепло, сама уже не нагреется; энергия при этом не потерялась, она нагрела воздух, но изменилось качество энергии, она уже не может совершать работу. Таким образом, в неживых системах устойчиво их равновесное состояние.

У живых систем есть одно принципиальное отличие от неживых – они совершают постоянную работу против уравновешивания с окружающей средой. Это утверждение имеет следующий термодинамический смысл: как в неживых системах устойчиво их равновесное состоянии, так в живых системах устойчиво неравновесное состояние.

Жизнь – это единственный на Земле естественный самопроизвольный процесс, в котором энтропия системы уменьшается. Почему это возможно? Все живые системы являются открытыми для обмена энергией.

В окружающей их среде есть огромное количество даровой энергии Солнца, а в составе самой живой системы есть компоненты, обладающие механизмами, позволяющими эту энергию улавливать (извлекать), концентрировать, а затем снова рассеивать в окружающую среду.

Как рассмотрено выше, рассеивание энергии, то есть увеличение энтропии, – это процесс, характерный для любой системы, как неживой, так и живой, самостоятельное улавливание и концентрирование энергии – это способность только живой системы. При этом происходит извлечение порядка, организации их окружающей среды, то есть выработка отрицательной энергии – негоэнтропии.

Такой процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией. Он ведет к уменьшению энтропии живой системы, противодействует ее уравновешиванию с окружающей средой, то есть росту энтропии, что для живой системы при достижении максимальной энтропии – равновесия с окружающей средой – означает смерть.

Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в окружающей среде в избытке даровой энергии; во-вторых, способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав – рассеивать в окружающую среду. Даровая энергия окружающей среды – это энергия Солнца. Доходящая до Земли энергия Солнца улавливается в количестве 1 %. Этого одного процента энергии достаточно для обеспечения ей всего живого вещества планеты и поддержания им состояния с низкой энтропией. Улавливают энергию Солнца и превращают ее в потенциальную энергию органического вещества растения – продуценты. Весь остальной живой мир получает необходимую для жизнедеятельности энергию, в основном поедая их.

Трофическая цепь (цепь питания)

Перенос энергии пищи от ее источника – продуцента через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется пищевой или трофической цепью.

Перенос энергии по трофической цепи осуществляется следующим образом: животное употребило в пищу растение или консумента более низкого порядка.

Содержащееся в пище органическое вещество расщепляется в присутствии кислорода с выделением энергии. Этот процесс, обратный фотосинтезу, называется дыханием.

Он имеет место в каждой клетке живого организма, поэтому его еще называют клеточным дыханием:

C6H12O6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + энергия

Около 90 % выделившейся энергии расходуется организмом на поддержание своей жизнедеятельности, то есть на обеспечение всех необходимых ему функций, после чего она в виде выделяемого организмом тепла рассеивается в окружающую среду и по сути дела безвозвратно теряется для всей живой системы. И только около 10 % энергии идет на построение тела, рост и размножение организма.

Именно эти 10 % энергии и доступны следующему трофическому уровню. Таким образом, энергии с переходом от одного уровня к другому остается все меньше.Но здесь нужно иметь в виду, что чем выше трофический уровень, тем в более концентрированной форме содержится в живых организмах энергия. Это объясняется присущей только живому веществу спецификой – обладанием механизмами концентрирования энергии.

Таким образом, сначала улавливание, а затем концентрирование энергии с переходом от одного трофического уровня к другому обеспечивает повышение упорядоченности, организации живой системы, то есть уменьшение ее энтропии.

Для поддержания низкой энтропии в равной степени важно, чтобы у элементов системы были эффективные механизмы как для улавливания и концентрации энергии – извлечения негоэнтропии из окружающей среды, так и для рассеивания ее в окружающую среду – освобождение от накапливающейся положительной энтропии. В таком сочетании они есть только в живых системах.

Поэтому жизнь как термодинамический процесс представляет собой непрерывный обмен живых систем с окружающей средой, при котором происходит освобождение от производимой положительной энтропии и извлечение отрицательной, то есть порядка и организации.

Необходимо понимать, что энтропия уменьшается в конкретной локальной зоне, при этом в окружающей среде она возрастает. Таким образом, рост упорядоченности в одной части системы приводит к усилению неупорядоченности в других ее частях.

Для описания поведения энергии в экосистемах употребляют термин поток энергии, поскольку в отличие от циклического движения вещества превращения энергии идут в одном направлении. Энергия, однажды использованная каким-либо организмом, превращается в тепло и утрачивается для экосистемы.

Она не может быть снова “пущена в дело” как вода или неорганические вещества, по отношению к которым используется термин круговорот воды и веществ. Для своей жизнедеятельности каждый живой компонент, будь то организм или экосистема, должен получать от окружающей среды на входе постоянный приток дополнительной энергии.

Живые замкнутые термодинамические системы невозможны.

В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру. Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами(отдельно первого, второго и т.д.

порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанных на единицу площади в единицу времени. Графически трофическую структуру сообщества представляют в виде пирамиды (рис. 1).

Основанием пирамиды служит первый трофический уровень – уровень продуцентов, а последующие уровни образуют следующие этажи пирамиды. При этом высота всех блоков – этажей одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.

В зависимости от того, количественное соотношение, каких величин отражает пирамида, она называется пирамидой чисел, биомасс или энергий.

Рис. 1 Экологическая пирамида

Из количественных связанных с энергией, для трофических цепей известно правило десяти процентов: с одного трофического уровня экологической пирамиды энергий на другой в среднем переходит около 10 % энергии, поступающей на предыдущий уровень.

Законы воздействия экологических факторов на живые организмы

Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это… В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма…     Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума…

Функционирование биосферы

Принципиальное различие между потоками вещества и энергии в экосистеме заключается в том, что биогенные элементы, составляющие органическое… Биосфера — глобальная экосистема. Она не образует сплошного слоя с четкими… Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами,…

Учение о биосфере В.И. Вернадского

Согласно В.В. Вернадскому вещество биосферы состоит из: •живого вещества — биомассы современных живых организмов; •биогенном вещества — всех форм детрита, а также торфа, угля, нефти и газа биогенного происхождения;

Главные проблемы и задачи экологии

Объем антропогенного воздействия на природу и окружающую человека среду в ХХ веке стал слишком велик и приблизился к пределу устойчивости биосферы,… – деградация естественных экосистем уменьшает биологическое разнообразие и… – потребление возобновимых (пресная вода, почвенный гумус, продукция растений) природных ресурсов превысило темпы их…

Развернуть

Открыть в широком формате

Источник: http://allrefs.net/c11/3oq1t/

Энергия в экосистемах и продуктивность экосистем

Поток энергии в экосистемах и жизнь как термодинамический процесс

Жизнь естьособая форма существования и движенияматерии, высшая по отношению к физическойи химической формам. Все разнообразиепроявлений жизни сопровождаетсяпревращениями энергии, хотя энергияпри этом не создается и не уничтожается.

С точки зрения процессов преобразованияэнергии природная экосистема можетрассматриваться как любая физическаясистема, для которой должен выполнятьсяпервый закон термодинамики, илизакон сохранения энергии,гласящий, что энергия может переходитьиз одной формы в другую, но она неисчезает и не создается заново.

Энергия,получаемая в виде света поверхностьюЗемли, уравновешивается энергией,излучаемой с поверхности Земли в форменевидимого теплового излучения.

Сущность жизни состоитв непрерывной последовательности такихизменений, как рост, самовоспроизведениеи синтез сложных химических соединений.Без переноса энергии, сопровождающеговсе эти изменения, не было бы ни жизни,ни экологических систем.

Непрерывный потоксолнечной энергии, воспринимаясьмолекулами живых клеток, преобразуетсяв энергию химических связей.

Создаваемыетаким образом (например, при фотосинтезе)химические вещества последовательнопереходят от одних организмов к другим:от растений к растительноядным животным,от них – к плотоядным животным первогопорядка, затем второго порядка и т.д.Этот переход рассматривается какпоследовательный упорядоченный потоквеществ и энергии.

Если температура тогоили иного живого тела выше температурыокружающей среды, тело будет отдаватьтепло до тех пор, пока его температуране сравняется с температурой окружающейсреды.

В конечном итоге энергия любогоживого тела может быть рассеяна втепловой форме, после чего наступаетсостояние термодинамического равновесия,и дальнейшие энергетические процессыоказываются невозможными.

О такойсистеме “тело-среда” говорят, чтоона находится в состоянии максимальнойэнтропии.

Энтропия– мера количества связанной энергии,которая становится недоступной дляиспользования. Этот термин такжеиспользуется как мера измененияупорядоченности.

Понятие энтропиислужит основой для формулировки второгозаконатермодинамикиили закона энтропии: процессы,связанные с превращениями энергии,могут происходить самопроизвольнотолько при условии, что энергия переходитиз концентрированной формы в рассеянную(деградирует), т.е. энергетическиепроцессы идут в сторону возрастанияэнтропии.

Отличительнойособенностью живых организмов являетсяспособность выполнять работу противуравновешивания с окружающей средойза счет образования сложно организованныхупорядоченных молекулярных структур.

Физики давно были обеспокоены темфактом, что сохранение функциональнойупорядоченности живых существ как быопровергают второй закон термодинамики.

Илья Пригожин, получивший Нобелевскуюпремию за работы по неравновеснойтермодинамике (1962 год), разрешил этокажущееся противоречие, показав, чтоспособность к самоорганизации и созданиюновых структур может встречаться всистемах, далеких от равновесия иобладающих хорошо развитыми диссипативнымиструктурами, откачивающими неупорядоченность.Дыхание высокоупорядоченной биомассыможно рассматривать как диссипативнуюструктуру экосистемы.

Таким образом, важнейшаятермодинамическая характеристикаорганизмов, экосистем и биосферы в целом– способность создавать и поддерживатьвысокую степень внутренней упорядоченности,т.е. состояние с низкой энтропией.

Процессы в экосистемах идут по путипостоянного и эффективного рассеяниялегко используемой энергии (например,энергии света или пищи) и превращенияее в энергию, используемую с трудом(например, в тепловую). Упорядоченностьэкосистемы, т.е.

сложная структурабиомассы, поддерживается за счет дыханиявсего сообщества, которое постоянно”откачивает из сообществанеупорядоченность”.

Таким образом,экосистемы и организмы представляютсобой открытые неравновесныетермодинамические системы, постояннообменивающиеся с окружающей средойэнергией и веществом, уменьшая этимэнтропию внутри себя, но увеличиваяэнтропию вовне в согласии с законамитермодинамики.

Экология, по сути дела,изучает связь между светом и экосистемамии способы превращения энергии внутрисистемы, поток энергии в экосистеме.Особое внимание экологов привлекаютвопросы преобразования энергии горючего,атомной энергии и других формконцентрированной энергии виндустриализованном обществе.

Для описания “поведения“энергии в экосистемах подходит понятие”поток энергии“, посколькув отличие от циклического движениявеществ превращения энергии идут водном направлении. Источником энергиислужит Солнце. Попав на Землю, лучистаяэнергия Солнца стремится превратитьсяв тепловую.

Лишь очень небольшая частьсветовой энергии, поглощенной зеленымирастениями, превращается в потенциальнуюэнергию пищи, большая же ее часть (99 %)превращается в тепло, покидающее затеми растение, и экосистему, и биосферу.

Весь остальной живой мир получаетнеобходимую потенциальную химическуюэнергию из органических веществ,созданных фотосинтезирующими растениямиили хемосинтезирующими микроорганизмами.

Животные поглощают химическуюпотенциальную энергию пищи и большуюее часть переводят в тепло, а меньшуювновь переводят в химическую потенциальнуюэнергию заново синтезируемой протоплазмы.На каждом этапе передачи энергии отодного организма к другому значительнаяее часть рассеивается в виде тепла.

Источник: https://studfile.net/preview/7275643/page:6/

Жизнь как термодинамический процесс

Поток энергии в экосистемах и жизнь как термодинамический процесс

⇐ Предыдущая72737475767778798081Следующая ⇒

Химические превращения в природе и все биологические процессы в экосистемах подчиняются законам термодинамики. Согласно первому закону, называемому законом сохранения энергии, для любого химического процесса общая энергия в замкнутой системе всегда остается постоянной.

Энергия не создается заново и никуда не исчезает. Свет как одна из форм энергии может быть превращен в работу, теплоту или потенциальную энергию химических веществ пищи.

Из этого следует, что если какая-либо система (как неживая, так и живая) получает или затрачивает энергию, то такое же количество энергии должно быть изъято из окружающей ее среды.

Энергия может лишь перераспределяться либо переходить в другую форму в зависимости от ситуации, но при этом она не может возникнуть ниоткуда или бесследно исчезнуть.

Согласно второму закону термодинамики, называемому законом энтропии, процессы, связанные с превращением энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (деградирует).

И действительно, теплота не передается самопроизвольно от более холодного тела к более горячему (хотя первый закон такой переход не запрещает).

В природе масса примеров однонаправленных процессов: газы перемешиваются в сосуде, но сами не разделяются; кусок сахара растворяется в воде, но не выделяется обратно в виде куска.

Мерой количества связанной энергии, которая становится недоступной для использования, является энтропия (от греч. еп — в, внутрь, trope — поворот, превращение). В термодинамике энтропия определяется количеством теплоты, необходимой для изменения температуры от абсолютного нуля (максимальная упорядоченность) до наблюдаемой температуры, определяемой по шкале Кельвина.

В замкнутых системах энтропия (S) не может убывать; ее изменение (ΔS) или равно нулю (при обратимых процессах), или больше нуля (при необратимых процессах). Система и ее окружение, предоставленные сами себе, стремятся к состоянию максимальной энтропии (неупорядоченности); таким образом, самопроизвольные процессы идут в сторону увеличения беспорядка.

Второй закон термодинамики можно сформулировать иначе: поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в виде недоступных для использования тепловых потерь энергии, эффективность превращения энергии света в потенциальную энергию химических соединений всегда меньше 100 %.

Согласно третьему закону термодинамики при стремлении абсолютной температуры простых кристаллических тел к нулю абсолютное значение их энтропии также стремится к нулю.

Энергия характеризуется не только ее количеством, но и качеством. Чем более «концентрирован» энергетический поток, тем выше его качество — способность превращаться в другую форму энергии (или соотношение части энергии, способной сконцентрироваться, и рассеиваемой части энергии).

В пищевую цепь и цепь получения электроэнергии (рис. 8.6) включен этап фоссилизации (от лат. fossilis — ископаемый), то есть процесс превращения останков вымерших животных и растений в окаменелости путем замещения органических веществ минеральными. При этом количество энергии всегда уменьшается, а ее качество увеличивается.

Рис. 8.6. Схема повышения качества и снижения количества энергии, идущей от Солнца, при ее преобразовании в пищевой цепи (а) и цепи получения электроэнергии (б) (по Г. Одулу, Э. Одуму, Ю. Одуму).

Цифры — любые относительные единицы с низкой энтропией

Важнейшая особенность живых организмов, экосистем и биосферы в целом — это способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности, т. е. состояние с низкой энтропией.

Экосистемы и организмы представляют собой открытые неравновесные термодинамические системы, которые постоянно обмениваются с окружающей средой энергией и веществом, уменьшая этим энтропию внутри себя, но увеличивая ее вовне в соответствии с законами термодинамики.

Все разнообразие проявлений жизни сопровождается превращениями энергии без ее возникновения или исчезновения. Суть жизни состоит в непрерывной последовательности таких изменений, как рост, самовоспроизведение и синтез сложных химических соединений.

Экология, по сути, изучает способы превращения энергии внутри экосистем.

По современной точке зрения внутри Солнца происходят термоядерные реакции (аналогичные реакции протекают при взрыве водородной бомбы). Энергия этих реакций переходит в энергию света, т. е. энергию квантов излучения, испускаемого Солнцем.

Из Космоса на Землю поступает солнечный свет с энергией (пять) 5 МДж-м-2-ч-1 (1360 Вт • м-2, или 2 кал • см-2 • мин-1 — солнечная постоянная), создавая освещенность 140 000 лк. Однако при прохождении через атмосферу он становится слабее.

Зеленые растения преобразуют энергию фотонов солнечного света в энергию химических связей сложных органических соединений, которые продолжают свой путь по разветвленным пищевым сетям природных экосистем.

Однако в некоторых местах (например, на болотах, в устьях рек и морях) часть органических растительных веществ, попав на дно, покрывается песком раньше, чем станет пищей для животных или микроорганизмов.

При наличии определенной температуры и давления грунтовых пород в течение тысяч и миллионов лет из органических веществ образуются уголь, нефть и прочее ископаемое топливо или, по выражению В.И. Вернадского, «живое вещество уходит в геологию».

В XIX и особенно в XX вв. эти запасы разрабатывали и использовали для удовлетворения потребностей человека так интенсивно, что близко и удобно расположенные залежи стали исчерпываться, а поиски новых месторождений завели далеко в море, в отдаленные районы Сибири и Крайнего Севера.

Таким образом, жизнь представляет собой процесс непрерывного извлечения некоторой системой энергии из окружающей среды, преобразования и рассеивания этой энергии при передаче ее по пищевым цепям. Человеческая цивилизация — это лишь одно из замечательных явлений природы, всецело зависящее от постоянного притока концентрированной энергии.

⇐ Предыдущая72737475767778798081Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 956 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Источник: https://lektsii.org/2-35794.html

Book for ucheba
Добавить комментарий