Недра содержат величайшие богатства Земли, ее минеральные ресурсы. Это полезные ископаемые: руды черных, цветных и редких металлов, различные виды топлива, химическое сырье и строительные материалы.

Минеральные ресурсы не способны к самовосстановлению и отно­сятся к исчерпаемым, невозобновляемым. Поэтому необходимо сле­дить за сохранностью запасов полезных ископаемых, обеспечивать ох­рану месторождений от затопления и обновления, не застраивать тер­ритории их залегания.

С целью нанесения наименьшего ущерба природе и по экономиче­ским соображениям необходимы комплексная разработка месторожде­ний полезных ископаемых и рекультивация нарушенных земель. Наря­ду с полезными ископаемыми все составные вещества, содержащиеся в рудном теле и по­крывающих породах, могут служить сырьем для различных отраслей народного хозяйства, и при их комплексном использовании сопутст­вующие компоненты не будут образовывать отвалы. Следует учесть, что стоимость сопутствующих компонентов часто бывает не меньше стоимости основного полезного ископаемого.

Рекультивация состоит в сохранении почвенного слоя, снимаемо­го до начала горных работ, в формировании из вынутого грунта пло­ских отвалов, террас и в последующем использовании почвенного слоя для покрытия их поверхности. Рекультивация включает восста­новление почвы или создание на отвалах условий, обеспечивающих ее плодородие.

Климатическая среда — важный фактор, определяю­щий развитие видов животного и растительного мира, урожайность сельскохозяйственных культур. Большая часть территории нашей стра­ны имеет значительно более холодный, чем в других странах, климат.

Акустическая среда — фактор, существенно влияющий на самочувствие людей и животных. Исследования доказали, что по­вышенный шум неблагоприятно влияет даже на развитие растений.

Акустические колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц — инфразвуковые, от 16 Гц до 20 кГц — звуковые, свыше 20 кГц — ультразвуковые. Находящиеся в звуковой области шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц). Как правило, в спектре шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное действие на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие частоты.

Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возраста, эмоциональности, состояния нервной системы и пр. Он мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум — не только причина развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония, расстройство центральной нервной системы, язва желудка и др. Сильный шум, длительное время воздействующий на человека, понижает его способность к продолже­нию рода. Звук, равный 130 дБ, воспринимается уже не как звук, а как давление, причиняющее боль. По данным австралийских исследовате­лей шумовое загрязнение, характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни людей на 10—12 лет.

Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимиче­ского круговорота. Выделяют два основных круговорота: боль­шой (геологический) и малый (биотический). Геологический кругово­рот длится миллионы лет и происходит между сушей, атмосферой и океаном. При этом часть химических соединений растворяется в воде, переходит в воздух или потребляется организмами. В результа­те медленных геотектонических изменений материки опускаются, а морское дно поднимается, морские напластования возвращаются на сушу, и процесс начинается вновь.

Малый круговорот является частью большого, происходит на уров­не конкретной экологической системы (лес, тундра, болото и т. д.) и заключается в том, что минеральные питательные вещества почвы и воды под действием солнечной энергии аккумулируются в растени­ях, расходуясь на создание их массы, обеспечивая существование дру­гих биотических компонентов.

1.2. ОБШИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ

Живые и неживые компоненты в разных сочетаниях образуют экосистемы, представляющие собой участки земли, где все живые существа приспособлены к совместному сущест­вованию — биогеоценозу.

Экосистемы удивительным образом различаются в разных частях планеты. Но хотя тропический влажный лес или коралловый риф име­ют как будто мало общего с холодной тундрой или открытым морем, жизнеспособность всех экосистем основывается на четырех общих принципах: 1) каждая экосистема способна поглощать энергию и на­правлять ее своим обитателям; 2) в каждой экосистеме происходит круговорот питательных веществ; 3) в каждой экосистеме устанавлива­ется и сохраняется динамическое равновесие; 4) поток энергии и ве­ществ зависит от характеристики организмов, от уникальной роли ка­ждого из них.

В любой экосистеме обязательно существует поток- энергии, заклю­чающийся в том, что солнечная энергия сначала поглощается расте­ниями, затем переходит от растений к травоядным животным, от тра­воядных к плотоядным животным и т. д. Все экосистемы имеют осо­бые пути, по которым осуществляются поток и распределение ве­ществ. В част­ности, в биосфере постоянно происходит циркуляция воды. Вода и те­пло с различных источников (живых и неживых) достигают атмосфе­ры в результате испарения. Когда водяной пар движется вместе с вет­ром, теряя тепло и конденсируясь, образуются аэрозоли или другие, конденсационные центры. Позднее пар выпадает в виде дождя, снега и града или вновь конденсируется на более холодной поверхности в виде росы или инея.

Третий основной компонент экосистемы — изменяющаяся совокуп­ность генотипов, которые организуют материю, используя имеющуюся энергию. Распространение этих генотипов, а иначе говоря, видов рас­тений и животных, и вместе с ними перемещение различных веществ в пространстве и во времени обычно происходят в определенном по­рядке.

Растения поглощают около 1—5% энергии, достигшей поверхности земли, и фиксируют ее в процессе фотосинтеза для образования Саха­ров и других углеводов. Эти растения, называемые продуцентами (производителями), используют часть фиксированной энергии для дыхания, поскольку они должны восстанавливать и увеличивать свою клеточную массу. Все травоядные и плотоядные животные — по­требители — зависят от фиксированной энергии, которая идет на удовлетворение их собственных энергетических потребностей и на об­разование сырьевого материала для других потребителей, в частности для человека. Это относится и к организмам — разрушителям (микроорганизмам), которые разлагают мертвые ткани и освобождают питательные вещества в такой форме, чтобы продуценты опять могли их использовать. Каждая экосистема имеет своих продуцентов, потре­бителей и разрушителей.

Кроме того, все системы определенным образом изменяются до тех пор, пока не достигнут состояния динамического равновесия под влия­нием условий среды.

Экосистемы имеют высокоорганизованную структуру взаимодейст­вия между своими компонентами, причем рискованным для дина­мического равновесия экосистемы может оказаться как удаление того или иного организма, так и введение нового вида.

С годами экосистемы изменяются, изменяется их абиотическая сре­да, численность и виды организмов, живущих в экосистеме, пути и эф­фективность передачи энергии и веществ, и, если не возникает ка­ких-либо катастрофических условий, стабильность экосистемы увели­чивается. Можно предположить существование примитивных экоси­стем в прошлом, которые эволюционировали в более сложные, биоло­гически более разнообразные и физически более устойчивые совре­менные экосистемы. Какими бы характеристиками ни обладали экоси­стемы, все они эволюционируют в направлении более высокой ста­бильности, т. е. к динамическому равновесию, при котором обеспечи­ваются потребности всех видов в пище, убежище, удалении отходов, регуляция численности популяций и уровня заболеваемости.