ВВЕДЕНИЕ
Вы приступаете к изучению дисциплины «Геохимия биосферы». В нашем лекционном
курсе основное внимание будет уделено наиболее общим, фундаментальным
закономерностям, определяющим ход химических процессов в биосфере. Придется
вспоминать и некоторые наиболее важные моменты из химии, физики и общей
геологии. А на практических занятиях Вам предстоит познакомиться с основными
методами, имеющими наиболее важное значение для выполнения геохимических,
биогеохимических и эколого-геохимических исследований, а также овладеть
методикой сбора и обработки геохимической информации. Курс разбит на 4 модуля, которые целесообразно изучать последовательно. В рамках
Модуля 1 Вы узнаете:
и познакомитесь:
- с методологией геохимии и геохимии биосферы, их местом в системе наук,
взаимоотношениями с другими науками;
- с основными характеристиками и особенностями химического состава основных
компонентов биосферы: земной коры, гидросферы, атмосферы и органического (в
первую очередь, живого) вещества.
Также в рамках этого модуля вы познакомитесь с методикой проведения и
некоторыми приёмами обработки и анализа результатов геохимических исследований.
Научитесь определять фоонвые и аномальные значения концентраций химических
элементов, анализировать карты геохимических полей В процессе изучения Модуля 2 Вы сможете:
- ознакомится с важнейшими особенностями миграции химических элементов в
биосфере, ведущими к их концентрации или рассеянию;
- узнать о наиболее распространённых типах геохимических барьеров;
- освоить приёмы анализа характера миграции элементов и оценки их подвижности в
зоне гипергенеза с учетом возможных в данной обстановке геохимических барьеров.
Модуль 3 посвящён изучению важнейших процессов, протекающих в биосфере. При этом
основное внимание уделяется гипергенным процессам – тем, которые протекают на
поверхности Земли и играют важную роль в функционировании природных и
природно-техногенных биогенных и биокосных различного ранга. Особое внимание
здесь уделяется биогеохимическим процессам в педосфере, илах и корах
выветривания, а также особенностям биологического круговорота вещества в целом и
биогеохимическим циклов отдельных элементов. В процессе изучения модуля Вы
сможете ознакомиться:
- с основными геохимическими процессами, протекающими в биосфере;
- ролью и основными геохимическими функциями живого вещества;
- биологическим круговоротом вещества в биосфере.
- биогеохимическими циклами кислорода, углерода, азота, водорода, калия,
кальция,
- методикой эколого-геохимического картирования, принципами выделения биогеохимических провинций;
- особенностями влияния избыточных и недостаточных концентраций отдельных
химических элементов на организмы.
Вы научитесь рассчитывать баланс химических элементов в системе почва-растение и
определять оптимальные количества вносимых в почву удобрений для получения
экологически чистой продукции, а также познакомитесь с основными методами
эколого-геохимического картирования. Изучение Модуля 4 подводит итог освоению курса дисциплины. В нем на основе
синтеза результатов изучения модулей 1-3 рассматриваются наиболее общие
закономерности эволюции биосферы и ее трансформации в качественно новое
состояние - ноосферу. Кроме того, здесь рассмотрены особенности биогеохимии
агроландшафтов. В процессе изучения модуля Вы познакомитесь:
- с основами периодизации истории биосферы;
- с общим направлением эволюционных процессов в биосфере и той ролью, которое
живое вещество…;
- с основными проблемами, связанными с техногенезом и трансформацией биосферы в
ноосферу и возможными путями оптимизации этого процесса;
- с современными представлениями о биогеохимии агроландшафтов
Вы научитесь оценивать уровень загрязнения почв и познакомитесь с некоторыми
методами повышения эффективности их использования Таким образом, очевиден ответ на вопрос: зачем же геохимия биосферы нужна
экологам? Во-первых, ни один организм, ни одно сообщество организмов не могут
существовать вне связи с внешней средой. А одной из важнейших особенностей
среды является ее химизм. Знание химизма среды – необходимое условие для
понимания закономерностей существования любого сообщества организмов. Изменение
содержаний любого из химических элементов и их соединений может происходить в
широком диапазоне - от оптимального до крайне неблагоприятного и даже
губительного. Во-вторых, что особенно важно для экологов, недостаточно просто уметь
определить содержания химических элементов в тех или иных компонентах среды и
правильно обрабатывать и интерпретировать результаты анализов. Ведь Вам
предстоит иметь дело с весьма динамическими природными системами. Химические
элементы на Земле непрерывно переходят из одной формы в другую, активно
мигрируют (переносятся различными способами) с одной территории на другую, т.е.
откуда-то выносятся и где-то концентрируются. И существенную роль в миграции и
перераспределении химических элементов на нашей планете играют живые организмы.
Все эти процессы подчиняются определенным закономерностям, которые нужно
понимать. Это – основное в дисциплине «Геохимия биосферы». С другой стороны -
без понимания закономерностей процессов миграции химических элементов в
природных и техногенных ландшафтах невозможно разобраться во влиянии химизма
среды на организмы и их сообщества. Подчеркивая особое значение геохимии, уже почти сто лет назад В.И. Вернадский
писал: «Знание достижений геохимии одинаково необходимо для химика, минералога,
биолога, геолога и географа. Ее искания сталкиваются с областью, охваченной
физикой, и подходят к самым общим проблемам естествознания. С ними неизбежно
должна считаться философская мысль. Ее положения играют все большую и большую
роль в понимании учения о полезных ископаемых и начинают входить в область
земледелия и лечения» С тех пор значение геохимии для специалистов различного
профиля , занимающихся изучением геосистем разного ранга, еще более возросло. Для будущих экологов особенно важно научиться разбираться также и в сложном
механизме влияния человеческой деятельности на хрупкий организм биосферы, чтобы
научиться предвидеть не только непосредственные, но и отдаленные последствия
тех или иных действий. Поэтому важнейшая задача, которая ставилась при введении в программу для
студентов экологических специальностей курса «Геохимии биосферы» – чтобы из стен
ВУЗа не выходили «специалисты», не способные понимать процессы развития
экосистем на геохимическом уровне, прогнозировать их развитие. При современных
масштабах развития техногенеза это чревато слишком серьезными экологическими
последствиями. .К сожалению, нет ни одного учебника, который бы в должной мере
соответствовал
программе курса «Геохимия биосферы». Существуют многочисленные учебники
Биогеохимии (В.В. Добровольского,…), а также учебники геохимии различных авторов
(Перельман, Барабанов, Щербина, Мейсон, Браунлоу и др.), некоторые разделы
которых соответствуют нашей программе. Но, в целом, в них, к сожалению, много
лишнего для нас, так как они либо рассчитаны на студентов–геологов и в них
поэтому основное внимание уделяется геохимии глубинных процессов, которые для
агроэкологов не столь существенны, либо повторяются целые разделы из курсов
почвоведения, ландшафтоведения и геоэкологии. Для Вас особенно важна геохимия процессов поверхностных, именно тех, которые
протекают в биосфере, в том числе, и в педосфере. Эта сторона очень хорошо
рассмотрена в учебниках В.В. Добровольского «Основы биогеохимии», а также А.И.
Перельмана и др. «Геохимия» и «Геохимия ландшафта», но в них слишком мало
внимания общим геохимическим вопросам, рассматривающимся в первой половине
нашего курса. В учебнике Орлова многие важные вопросы, особенно касающиеся общих
закономерностей распространенности химических элементов и взаимосвязи
процессов, происходящих в биосфере с геологическими процессами, также
рассмотрены недостаточно подробно, а иногда чрезвычайно кратко, лишь в самых
общих чертах. В последнем учебнике имеются и неточности, особенно в вопросах,
касающихся периодизации истории Земли. Так что в первую очередь, при изучении
данного курса целесообразно опираться на материал лекций, иначе в имеющейся
массе разнообразной геохимической литературы несложно и заблудиться.
|