Содержание
Введение
1. Возможность использования растительных ресурсов при оценке состояния окружающей среды
2. Растения как индикаторы, очистители и средообразующий элемент
Заключение
Список использованных источников
Введение
Растения как единственные созидатели органической материи служат биоэнергетической основой функционирования всей биосферы. От состояния растительного покрова территории отдельных стран и планеты в целом зависит общий баланс веществ и энергии на Земле. Благодаря фотосинтезу, свойственному только зеленым растениям, создается органическое вещество планеты.
Фотосинтез – это процесс получения органических соединений из углекислого газа и воды при помощи световой энергии солнечных лучей, которую растения превращают в химическую энергию и запасают в виде углеводов, белков, жиров, органических кислот и др. При этом выделяется кислород, а углерод входит в состав органических соединений.
Растительность создает особые условия климата в приземном слое атмосферы, играет стабилизирующую роль в окружающей среде. Растительный покров изменяет суточный и годовой ход температуры и влажности, понижая амплитуду их колебания. Травянистый, кустарниковый и древесный покровы влияют на поверхностный и внутрипочвенный стоки, на испарение влаги, способствуют впитыванию талых вод, улучшают режим минерального питания почв, положительно действуют на водный баланс суши в целом. Растительность обогащает почву органическими веществами, которые преобразуются при участии микроорганизмов в гумус. С помощью высших растений, особенно злаков, формируется структура почвы. Разнообразие растительного покрова Земли определяется такими основными факторами, как климат, рельеф, почвенно-гидрологические условия. Растительные зоны отражают изменения климата от полюсов к экватору, т.е. широтную зональность растительности. Изменения растительного покрова происходят и с продвижением вглубь материков, и с поднятием в горы, что также связано с изменением климатических условий. В пределах однородной по климату территории различия в рельефе, почвах и гидрологических характеристиках обусловливают особенности структуры растительного покрова, состава и продуктивности конкретных растительных сообществ.
Зональность, региональность растительности имеет первостепенное значение для использования естественных растительных ресурсов, их восстановления и охраны.
Разумное использование растительных ресурсов может помочь в решении части экологических проблем.
Цель нашей работы: выявить, насколько растительные ресурсы эффективны в решении экологических проблем.
Для реализации поставленной цели мы поставили следующие задачи:
- Рассмотреть возможность использования растительных ресурсов при оценке состояния окружающей среды;
- Разобрать растения как индикаторы, очистители и средообразующий элемент;
- Проанализировать перспективы использования растительных ресурсов в решении проблем экологии.
1. Возможность использования растительных ресурсов при оценке состояния окружающей среды
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее, и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.
Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы — той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.
Безусловно, посредством методов химического анализа можно установить присутствие вредных веществ в окружающей среде даже в самых незначительных количествах. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы определить качественное воздействие этих веществ на человека и окружающую среду, и тем более, отдаленные последствия. Преимущество биологического мониторинга определяется рядом обстоятельств. Во-первых, в изменение физических и химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами биоиндикации. Во-вторых, в окружающей среде нередко присутствует не один, а несколько токсических компонентов, которые в комплексе воздействуют на живые организмы куда сильнее, чем каждый в отдельности1.
Важный элемент биологического мониторинга – растения. Использование фитоиндикационных методов позволяет получить более объективную информацию о состоянии растений, произрастающих в зонах повышенной антропогенной нагрузки, а также дает основание для эколо В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений – теплоэлектростанции, бытовые котельные, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Основные источники загрязнения атмосферы в городах – автотранспорт и промышленные предприятия. В то время как промышленные предприятия в черте города неуклонно снижают количество вредных выбросов, автомобильный парк представляет собой настоящее бедствие. Решению этой проблемы поможет перевод транспорта на высококачественный бензин, грамотная организация движения.
Одним из важнейших направлений экологического мониторинга выступает сегодня фитоиндикация. Фитоиндикация – это один из способов биоиндикации, т.е. оценка состояния окружающей среды по реакции растений. Качественный и количественный состав атмосферы влияет на жизнь и развитие всех живых организмов. Присутствие вредных газообразных веществ в воздухе оказывает различное влияние на растения. Удобными объектами для изучения влияния условий обитания являются виды хвойных. Хвойные рассматриваются в связи с возможностью круглогодичных наблюдений. При исследовании хвойных для биоиндикации используют разнообразные параметры (опадаемость хвои, ее пигментация, количество воска кутикулы, содержание фенолов, интенсивность фотосинтеза). Анализируется окраска хвои (нарушение пигментации), количество воска, содержание фенольных соединений. Соединения фтора дают специфическую реакцию хвои, побеление листовой пластинки у основания, и последующее потемнение, связанное с некрозом, уменьшается площадь листьев у хвойных и лиственных.
2. Растения как индикаторы, очистители и средообразующий элемент
Растения служат источником питания людей и сельскохозяйственных животных, лекарственного сырья и др. Всего человеком используется около 20 тыс. видов растений, из них разводятся и культивируются около 2,5 тыс. Культурные растения делят на следующие группы: зерновые, крахмало- и сахароносные, жиромасличные пищевого и технического назначения, плодово-ягодные, орехоплодные, овощные, эфиромасличные, прядильные и лубяные, кормовые, каучуконосы и др. Основным «хлебом» человечества стали зерновые культуры пшеница, сорго, кукуруза, рожь, овес, ячмень, рис. Среди растительных ресурсов планеты особое место занимают лесные формации. Лес представляет собой природный комплекс, в составе которого преобладают деревья одного или многих видов, растущие близко друг от друга и образующие более или менее сомкнутый древостой. Вместе с тем лес рассматривается как совокупность земли, древесной, кустарниковой и травяной растительности, микроорганизмов и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своем развитии.
Леса на земле образуют самые крупные экологические системы, структура которых зависит от физико-географических условий среды, видового состава и биологических особенностей растений. Являясь главнейшим источником и аккумулятором органического вещества, лес оказывает решающее воздействие на энергетический обмен в биосфере, выступает носителем колоссальной энергии. Особенно велика его роль в стабилизации кислородного баланса атмосферы в планетарном масштабе. Так, 1 га средневозрастного леса ежегодно поглощает 4,6–6,5 т углекислого газа и выделяет при этом 3,5–5,0 т кислорода. В масштабах планеты наиболее значима в этом процессе роль хвойных лесов северного полушария и вечнозеленых лесов тропиков и субтропиков.
Леса выполняют водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоровительные и иные полезные функции, улучшают окружающую среду, создают условия для обитания диких животных.
Санитарно-гигиеническая роль леса проявляется в выделении фитонцидов, которые убивают многие болезнетворные микробы. Фитонциды почек тополя и эвкалипта чувствительно действуют на вирус гриппа, фитонциды пихты уничтожают коклюшную палочку и возбудителей дифтерии, фитонциды дуба убивают возбудителей дизентерии, брюшного тифа. Благодаря действию фитонцидов 1 м3 воздуха в лесу содержит 200-300 бактерий, а в крупных городах – в 200–500 раз больше4.
Лес активно выполняет очистительные функции: преобразует химические атмосферные загрязнения (особенно газообразные); поглощает отдельные промышленные выбросы. Листва крон обладает пылезащитными свойствами – очищает лес от вредных механических примесей.
Оздоровительный потенциал лесов и других растительных комплексов широко используется для различных форм рекреации населения, особенно в больших городах и пригородных зонах. В лесных массивах размещаются лечебно-оздоровительные учреждения и спортивные сооружения, туристические комплексы, лагеря отдыха для детей и школьников, создаются специальные зоны массового отдыха.
Важную роль лесные массивы играют в предупреждении возможного радиоактивного загрязнения. Леса могут поглощать до 50 % радиоактивной пыли, защищая от нее прилегающие посевы, сады, населенные пункты. Особенно большой поглотительной способностью обладает лесная подстилка, концентрирующая радиоактивную пыль в 30 раз больше, чем листья. Отмеченный фактор в значительной мере определил региональные различия радиационного загрязнения территории Беларуси после аварии на ЧАЭС.
Лес – составляющая основы хозяйственной деятельности человека, источник получения многих материальных ресурсов (древесины, пищевых, лекарственных и технических ресурсов, продукции охотничьего промысла), база для развития лесного хозяйства, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, отдыха и туризма, других отраслей народного хозяйства. От рационального использования ресурсов леса во многом зависит рост экономики страны5.
Лесные ресурсы включают стволовые запасы древесины, разнообразные недревесные ресурсы: технические (живицу, пробку и др.), кормовые, охотничье-промысловые, пищевые (грибы, плоды, ягоды, орехи и др.), лекарственные растения. Они выполняют общественно полезные и защитно-ресурсоохранные функции леса (водоохранные, климаторегулирующие, полезащитные, противоэрозионные и пр.), в том числе рекреационные и эстетические. Лесные ресурсы относятся к типу возобновимых. Их принято рассматривать вместе с занимаемыми ими землями, которые играют немалую роль в сохранении, воспроизводстве и повышении продуктивности леса.
Наиболее высокий удельный вес в общей площади мировых лесных ресурсов занимают Европа (включая Россию) и Южная Америка (27 и 23 % соответственно); меньше всего доля Австралии и Океании (5 %). Две трети мировых лесных ресурсов размещены в следующих десяти государствах: России (22 %), Бразилии (14 %), Канаде (6,3 %), США (5,8 %), Китае (4,2 %), ДР Конго (3,5 %), Индонезии (2,7%), Анголе (1,8 %), Перу (1,7 %)6.
В среднем по земному шару на одного человека приходится 0,6 га леса, причем большие различия между континентами обусловлены как размещением лесов, так и концентрацией населения. В Азии этот показатель самый низкий (0,2 га), а в Австралии и Океании, Южной Америке – наиболее высокий (6,6 и 2,6 га соответственно). Только в 22 странах мира на одного го человека приходится более 3 га леса, и в них проживает лишь 5 % мирового населения. В то же время три четверти на селения земли живет в странах, где на одного человека приходится менее 0,5 га. Это относится и к густонаселенным регионам Азии и Европы.
Степень облесенности территории оценивается с помощью показателя лесистости, т.е. отношения лесопокрытой площади к общей площади (континента, страны, региона), выражается в процентах. Естественная лесистость, существовавшая до начала активного вмешательства человека в природные процессы, составляла свыше 50 % поверхности суши. В XX в. главным образом в результате вырубок и пожаров лесистость резко сократилась – до 30 % . Причем пропорциональность в соотношении лесов и остальной территории значительно отличается по регионам и континентам: лесами покрыто около половины территории Южной Америки и Европы (с учетом России) и только шестая часть Азии (за пределами России). В Африке, Северной и Центральной Америке, Австралии и Океании лесопокрытая площадь составляет примерно одну четверть относительно всей территории.
Современный лесной покров Земли существенно преобразован человеком не только количественно, но и качественно. Интенсивный рост потребления древесины и нарастание ее дефицита во многих странах обусловливают интенсификацию лесовосстановительных процессов. Лесные плантации, в том числе и создаваемые на месте коренных лесов культурные насаждения, в общей сложности занимают в начале XXI в. очень большую площадь – 187 млн га, или 5 % общемировых лесных ресурсов. Причем около 60 % лесонасаждений приходится только на четыре государства – Китай, Индию, Россию и США7.
Первоначальный облик коренных лесов на нашей планете сильно изменяется. В субтропических и тропических странах создаются плантации быстрорастущих пород, наиболее популярными являются посадки эвкалипта – 20 % от мировых лесопосадок. В северных странах главное внимание уделяется хвойным породам, среди них преобладает сосна, на ее долю приходится 10 % лесопосадок. Лиственные породы в скандинавских и некоторых других европейских странах систематически удаляются из лесов, за исключением наиболее продуктивных древостоев. Вместе с тем за последнее десятилетие видовой состав лесных насаждений стал более разнообразным.
На промышленную переработку используется (48 % мировых лесонасаждений). В 2000 г. странами, на которые пришлось почти три четверти всех промышленных лесопосадок мира, были Китай (37 млн га), США (16 млн га), Индия (12 млн га).
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Расширяется площадь непромышленных лесонасаждений, которые создаются в экологических целях, используются для защиты от суховеев, засухи, водной и ветровой эрозии, в целом улучшают гидрологический режим почв в степных, лесостепных и полупустынных районах. Такие лесонасаждения составляют 26 % общей площади лесопосадок.
К сожалению, итогом последнего десятилетия XX в. явилась потеря значительной площади природных лесов – около 16,1 млн га в результате вырубок. Особенно интенсивно сводятся тропические леса (здесь лесные потери составили 15,2 млн га) в долине рек Амазонки и Конго, в Индонезии, на Филиппинах; на их месте создаются преимущественно земли сельскохозяйственного назначения. Вместе с тем есть страны, в которых за тот же период отмечался существенный прирост площади лесов, – это Китай, Беларусь, Казахстан, Россия и США.
Общая биомасса лесов (наземная ее часть) земного шара оценивается в 421,2 млрд т и распределяется следующим образом: Южная Америка – 79,9 млрд т (или 42,7 % от общемировой, из них 27 % приходится на Бразилию); Африка – 70,9 млрд т (16,8 %); Европа (включая Россию) – 61, 9 млрд т (14,5 %); Северная и Центральная Америка – 51,9 млрд т (12,3 %); Азия (без России) – 45,0 млрд т (10,7 %); Австралия и Океания – 12,4 млрд т (менее 3 %). На 1 га лесопокрытой площади в среднем по земному шару приходится 109 т биомассы. Наибольшей величины данный показатель достигает в Южной Америке – 128 т.
Мировые ресурсы древесины превышают 380 млрд м3. Самым большим ресурсным потенциалом обладают Российская Федерация (более 23 % мировых запасов древесины) и Бразилия (18,4 %), далее идут США (7,9 %), Канада (7,6 %) и ДР Конго (4,6 %)9.
Растительность характеризуется значительным разнообразием видов и выраженной зональностью их расселения по территории страны.
Естественной растительностью покрыто 64,4 % площади страны, из них лесами – 38,6 %, лугами – 15,8, болотами – 4,5 и кустарниками – 3,2 %. В результате развития мелиоративных работ большие площади, прежде всего болот и заболоченных земель, трансформированы в сельхозугодия – пашни, культурные сенокосы и пастбища. Искусственное облесение не успевает за вырубками, хотя в зонах с повышенной радиацией площади лесов неуклонно возрастают.
Существенные зональные различия растительности прослеживаются в направлении с севера на юг и в меньшей мере – с запада на восток. Северный озерный край (Белорусское Поозерье) с чередованием моренных возвышенностей и ледниковых низин сменяется полосой Белорусской гряды, южнее которой находятся моренные и водноледниковые равнины, постепенно переходящие в заболоченную низину Полесья. На севере умеренная обеспеченность теплом сочетается с относительно высокой влажностью воздуха, на юге высокая тепло- обеспеченность – с пониженной влажностью.
Лесной фонд, рассматриваемый как совокупность всех лесов страны натурального и искусственного происхождения, включает покрытые лесом земли, а также земли, предназначенные для нужд лесного хозяйства. Общая площадь земель лесного фонда Беларуси составляет 9,4 млн га, в том числе лесопокрытая (без прогалин, высечек, гарей) – 7,9 млн га, или 38,1 % ее территории.
Лесистость отдельных районов колеблется от 10–15 до 50–60 %. Наибольшие лесные массивы находятся на равнинах (Центральноберезинской) и низинах (Полоцкой, Верхнеберезинской, Верхненеманской), в Припятском и Мозырском Полесье.
В составе лесов преобладают хвойные насаждения (59,8 %), из них более половины – сосна, которая отличается широким экологическим диапазоном требований к условиям произрастания, растет и на сухих песках, и на верховых болотах, но очень чувствительна к загрязнению атмосферы. На втором месте – ель, она легче переносит загрязнение атмосферы, но предъявляет повышенные требования к условиям увлажнения, чутко реагирует на колебания уровня грунтовых вод. Значительная доля приходится на мягколиственные породы (береза, осина, ольха и др.) – 35,5 % , в меньшей мере представлены твердолиственные (дуб, ясень, клен, граб) – всего 4,1 % лесопокрытых земель. Специалисты лесного хозяйства считают, что площадь твердолиственных пород, прежде всего дубрав, следует увеличить до 5–7 % за счет сокращения мягко лиственных пород.
Лесные ресурсы достаточно хорошо изучены. По оценке за 2008 г. запасы древесины составляли 1,5 млрд м3, в том числе пригодной для эксплуатации – около 50 млн м3.Как известно, запасы древесины в значительной степени определяются возрастным составом. Средний возраст белорусских лесов – 50 лет. С точки зрения возрастных категорий покрытая лесом площадь распределяется следующим образом: молодняки – 22,5 %; средневозрастные – 49,9; приспевающие 18,6; спелые и перестойные – 9,0
%. Дефицит приспевающих и спелых насаждений определяет возможности дальнейшей эксплуатации лесных ресурсов страны11.
Важной составной частью лесных ресурсов являются недревесные ресурсы (пищевые, лекарственные, технические, кормовые и др.). Из ягодных лесных растений основными заготавливаемыми видами являются клюква, черника, брусника, голубика, а из плодовых – рябина, шиповник. Наиболее широко в лесах распространена черника, которая по занимаемой площади в пять раз и более, а по биологическим запасам в 10–15 раз превосходит остальные виды. Грибные угодия составляют 30–35 % площади древостоев. Размеры эксплуатационных ресурсов дикорастущих грибов и ягод в целом сопоставимы (52,9 и 51,8 тыс. т/год соответственно). В связи с катастрофой на ЧАЭС две трети территории лесного фонда в той или иной мере оказались загрязнены радионуклидами, поэтому эксплуатационные ресурсы грибов, ягод и плодов значительно уменьшились. К сожалению, биологические запасы недревесных ресурсов реализуются только на 12–25 %.
Расширяется рекреационное лесопользование. Леса выступают важнейшим компонентом рекреационных ландшафтов, лесные насаждения обладают исключительными эстетическими и средообразующими свойствами, позволяющими в полной мере удовлетворить практически все физиологические и санитарно-гигиенические требования отдыхающих. Происходит довольно быстрое увеличение лесных площадей, вовлекаемых в сферу отдыха. В настоящее время рекреационное лесопользование проводится на площади 1,3 млн га (17,8 % всей лесопокрытой площади), а в перспективе должно расшириться до 2,5 млн га12.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Заключение
Таким образом, мы можем сказать, что использование растительных ресурсов помогает оценить состояние окружающей среды. Растения – это главные индикаторы того, что происходит в экосистеме, с какими вызовами сталкивается окружающая среда.
Растения выступают важными объектами биоиндикации загрязнений экосистем, а исследования их морфологических признаков при распознавании экологической обстановки является особенно эффективным и доступным в черте города и его окрестностях.
Широкое применение метода биоиндикации предприятиями позволит более оперативно и достоверно оценивать качество природной среды и в комплексе с инструментальными методами стать существенным звеном в системе промышленного экологического мониторинга (ПЭМ) объектов промышленности.
Установлено, что для химических методов оценки данные растения являются информативными, но для спектрального метода одуванчик не подходит в силу устойчивости оптических свойств к воздействию тяжелых металлов. Отражательные свойства мать-и-мачехи чувствительны к воздействию тяжелых металлов, что говорит об индикаторных свойствах данного представителя растительности при разработке экспресс-метода оценки экологической обстановки. Установление корреляции с рядом информативных параметров, позволяет нам определить не только наличие загрязнения, но и его характер.
Перспективы использования растительных ресурсов в проблемах экологии зависят от мер, которые необходимо принимать:
- осуществлять разработку и реализацию мер, направленных на рациональное использования природных ресурсов, сохранение биологического разнообразия, природных комплексов и объектов, имеющих особое природоохранное, научное, культурное и рек реационное значение;
- координацию деятельности других органов государственного управления по вопросам сохранения биологического разнообразия, организации охраны и использования особо ох раняемых природных территорий;
- охрану, регулирование использования, воспроизводство объектов животного мира в пределах предоставленных полномочий;- регулирование отношений в области использования растительного мира, в
- пределах предоставленных полномочий; регулирование отношений в области использования, охраны, защиты лесного фонда и воспроизводства лесов в пределах предоставленных полномочий;
- управление в области организации и функционирования особо охраняемых природных территорий регионального значения;
- контроль за использованием объектов растительного мира;
- контроль в области организации и функционирования территории государственных при родных заказников, памятников природы.
Список использованных источников
1. Андреева А.В., Бузников А.А. Экспресс-оценка экологического состояния окружающей среды с помощью спектров отражения растительности // Известия ГЭТУ, 2005. №1. С. 43-51;
2. Артамонов В. И. Растения и чистота природной среды // М.: Наука, 1986. 86 с.;
3. Босняцкий Г.П. Методы биоиндикации для контроля состояния окружающей среды. / Экология в газовой промышленности / Г.П. Босняцкий. – ВНИИгаз, 2004;
4. Бузников А.А., Леус В.И., Леус Н.Б. Полевой фотоэлектрический спектрометр // Известия ГЭТУ, 1995. Вып. 481. С. 3–7;
5. Дежкин В. В., Попова Л. В. Биологическое природопользование: Монография. – 2004;
6. Макеева Т.И. Оценка антропогенной нагрузки на территории по показателям стабильности развития растений // Проблемы и пути их решения: научно-практическая конференция / Т.И. Макеева, Г.Н. Никонова.
-Москва, 30-31 окт., 2002. Мат-лы конференции. М., 2002. — С. 201-207;
7. Сагалович В.Н., Фальков Э.Я., Царева Т.И. Оптимальное оценивание содержания хлорофилла в листьях и растительном покрове по гиперспектральным вегетационным индексам // Исследование земли из космоса, 2002. № 6. С. 81–84;
8. Чимитдоржиев Т.Н., Ефременко В.В. Об использовании различных индексов вегетации в дистанционном зондировании экосистем // Исследование земли из космоса, 1998. № 3. С. 49–54.