PROTICANJE ENERGIJE I KRUŽENJE MATERIJE

Transcription

1 PROTICANJE ENERGIJE I KRUŽENJE MATERIJE 1

2 PROTICANJE ENERGIJE SVI PROCESI U EKOSISTEMU, FIZIČKI, HEMIJSKI I BIOLOŠKI ZAHTEVAJU ENERGIJU. OSNOVNI IZVOR ENERGIJE NA ZEMLJI JESTE SUNČEVO ZRAČENJE. DEO SE ODBIJA OD OBLAKA U ATMOSFERI I VRAĆA U VASIONU, DEO APSORBUJU MOLEKULI OZONA, VODENE PARE I CO 2 KADA DOSPEJU DO POVRŠINE, SUNČEVI ZRACI OSLOBAĐAJU TOPLOTNU ENERGIJU. ZAGREVANJEM ZEMLJE I ATMOSFERE GUBI SE ENERGIJA U VIDU TOPLOTE KOJA SE VRAĆA U ATMOSFERU 2

3 OSIM SPOLJAŠNJE SVETLOSNE I TOPLOTNE ENERGIJE ŽIVA BIĆA MORAJU RASPOLAGATI I ODREĐENOM KOLIČINOM UNUTRAŠNJE ENERGIJE. ENERGIJA ULAZI U TELO PUTEM HRANE A U HRANU DOSPEVA PREKO BILJAKA. BILJKE KAO PRIRODNE SOLARNE FABRIKE USVAJAJU DEO SVETLOSNE ENERGIJE U PROCESU FOTOSINTEZE, PRETVARAJU JE I SKLADIŠTE U OBLIKU HEMIJSKE ENERGIJE 6 CO H 2 O + fotoni = C 6 H 12 O O 2 3

4 U PROCESU ĆELIJSKOG DISANJA ORGANIZMI OSLOBAĐAJU ENERGIJU HEMIJSKIH VEZA AKUMULIRANU U ŠEĆERIMA I DRUGIM UGLJENIM HIDRATIMA KISEONIK RASKIDA VEZE IZMEĐU ATOMA U MOLEKULIMA ŠEĆERA ČIME SE OSLOBAĐA ENERGIJA KOJA SE KORISTI ZA ŽIVOTNE AKTIVNOSTI DEO ENERGIJE SE PRETVARA U TOPLOTU KOJA NAPUŠTA ORGANIZAM I NEPOVRATNO SE GUBI U ATMOSFERU C 6 H 12 O O 2 = 6 CO H 2 O 4

5 U PROCESU FOTOSINTEZE ENERGIJA SUNČEVOG ZRAČENJA PREKO BILJAKA ULAZI U EKOSISTEM I PRENOSI SE KROZ TROFIČKE NIVOE U PROCESU ĆELIJSKOG DISANJA ENERGIJA HEMIJSKIH VEZA U HRANI DELOM SE TROŠI NA OSTVARIVANJE ŽIVOTNIH AKTIVNOSTI A DELOM SE PRETVARA U TOPLOTU I NAPUŠTA EKOSISTEM 5

6 BIGEOHEMIJSKI CIKLUSI Za razliku od energije koja neprekidno stiže sa Sunca, količina materije na Zemlji je ograničena Zbog toga je razvijen mehanizam prirodne obnove, tj. biogeohemijskih ciklusa Kada ne bi bilo ovih ciklusa CO 2 bi se npr. potrošio za samo 35 godina 6

7 N CIKLUS AZOTA Važan gradivni element proteina i nukleinskih kiselina U gasovitom stanju čini 4/5 čitave atmosfere, ali najveći broj organizama (svi eukarioti) ne može da koristi azot iz vazduha zbog jakih hemijskih veza u molekulu gasovitog azota (N 2 dinitrogen) Biljke usvajaju azot iz zemljišta, gde se nalazi u vidu soli (nitrata, amonijum-jona) i prerađuju ga u sopstvene amino-kiseline Sa hranom koju unose, životinje usvajaju proteine koje razgrađuju i na osnovu njih sintetišu sopstvene proteine 7

8 N AZOTOFIKSACIJA Mnogi prokarioti (bakterije, modrozelene alge) koji žive u zemljištu mogu da raskidaju veze gasovitog dinitrogena (N 2 ) i usvajaju azot iz atmosfere AZOTOFIKSATORI U procesu respiracije oni redukuju gasoviti azot u amonijak pomoću vodonika iz redukovanog NAD Amonijak se u formi amonijum-jona kombinuje sa organskim kiselinama i formira amino-kiseline 8

9 Anabaena (prirodno zeleno đubrivo ) modrozelena alga koja živi tamo gde ima dovoljno vlage i svetlosti (zemljište, plitke bare) Azotofiksatora ima mnogo u tropskim i suptropskim oblastima 9

10 N AZOTOFIKSACIJA Neki azotofiksatori stupaju u simbiotske odnose sa biljkama ili drugim organizmima u zemljištu Rhizobium bakterija koja može stupiti u simbiozu sa ćelijama kore korena leguminoza (Fabaceae) gde stvaraju kvržice u kojima sintetišu enzim nitrogenazu koja redukuje gasoviti azot u amonijak Energiju dobijaju iz šećera biljke domaćina, a biljka koristi amino-kiseline koje grade bakterije (mutualizam) U prisustvu svetlosne i električne energije munja u atmosferi, gasoviti azot se jedini sa vodonikom i fomira amonijak koji kiše spiraju do zemljišta 10

11 11

12 N SUDBINA AZOTA U ZEMLJIŠTU Biljke usvajaju azot (amonijum-jone, nitrate) iz zemljišta i ugrađuju ga u proteine i druga jedinjenja U odnosima ishrane azot prelazi na druge trofičke nivoe, a posle smrti organizama vraća se u neorganski oblik Tokom bakterijske razgradnje azot iz proteina, amino- i nukleinskih kiselina, kao i urea iz urina, prelaze u amonijak u procesu AMONIFIKACIJE, koji sa solima u zemljištu formira amonijumove soli rastvorljive u vodi koje su lako dostupne biljkama 12

13 13

14 N SUDBINA AZOTA U ZEMLJIŠTU NITRIFIKACIJA nitrifikujuće hemosintetske bakterije u zemljištu konvertuju amonijumove soli u nitrite (npr. Nitrosomonas) i dalje u nitrate (npr. Nitrobacter) DENITRIFIKACIJA anaerobne denitrifikujuće bakterije redukuju nitrate i amonijumove soli u gasoviti azot Odnos bakterija azotofiksatora, nitrifikatora i denitrifikatora je izbalansiran u prirodi 14

15 15

16 C KRUŽENJE UGLJENIKA CENTRALNI MOLEKUL SVIH ŽIVIH BIĆA, U PRIRODI SE NALAZI U VIDU GASOVITOG CO 2 U ATMOSFERI, RASTVORENIH HIDROKARBONATA (BIKARBONATA) U VODI I VEZANIH KARBONATA U STENAMA LITOSFERE FOTOSINTEZA biljke vezuju CO 2 i prave proste šećere ĆELIJSKO DISANJE ugljenik iz tela vezuje se sa kiseonikom i ponovo formira CO 2 ODNOSI ISHRANE prenos na druge trofičke nivoe RAZLAGANJE nakon smrti ugljenik se vezuje sa O 2 i stvara CO 2 16

17 17

18 C KRUŽENJE UGLJENIKA Kontakt atmosfere i hidrosfere u morima uravnoteženi sistem CO 2 bikarbonat karbonat reguliše stanje CO 2 na čitavoj Zemlji BIKARBONATI spiraju se rekama do mora, dejstvom biljaka pretvaraju se delom u nerastvorljive KARBONATE koji se talože, a delom u RASTVORLJIVI CO 2, koji ili ostaje rastvoren u vodi ili se razmenjuje sa atmosferom 18

19 C KRUŽENJE UGLJENIKA METAN CH 4 jedan od sporednih oblika ugljenika, nastaje u procesu FERMENTACIJE organske materije u crevima mnogih biljojeda ili pri metaboličkim aktivnostima fermentišućih bakterija Oslobođeni metan fotohemijski oksidiše u atmosferi pa tako ugljenik opet biva dostupan SKELET I MEHANIČKA TKIVA (kosti, ljušture, stabla) često se taloži u obliku karbonatnih stena ili fosilizuje u obliku uglja, nafte i gasa, a vraća se posle sagorevanja fosilnih goriva ili rastvaranja karbonatnih stena spiranjem 19

20 KRUŽENJE KISEONIKA GOTOVO SAV O 2 NASTAO JE FOTOSINTEZOM DEO ODLAZI U NAJVIŠE SLOJEVE ATMOSFERE I FORMIRA OZONSKI OMOTAČ DRUGI DEO U NIŽIM SLOJEVIMA KORISTE ORGANIZMI ZA ĆELIJSKO DISANJE PRI DISANJU O 2 RASKIDA VEZE IZMEĐU ATOMA U MOLEKULIMA ŠEĆERA, VEZUJE SE ZA C I FORMIRA CO 2 20

21 KRUŽENJE VODE OSNOV SVIH OBLIKA ŽIVOTA NA ZEMLJI NEPREKIDNO KRUŽI IZMEĐU HIDRO-, LITO-, ATMO- I BIOSFERE 21

22 22

23 RAZVOJ I EVOLUCIJA EKOSISTEMA Ekosistemi nisu statični i nepromenljivi skupovi živih bića u prostoru DNEVNE, MESEČNE I SEZONSKE PROMENE su redovna pojava ali ne dovode do suštinskih izmena u sastavu i osobinama biocenoze Nasuprot tim promenama postoje promene koje dovode do bitnih izmena EVOLUCIJA EKOSISTEMA kroz SUKCESIJE proces smenjivanja biocenoza na istom staništu 23

24 24

25 RAZVOJ I EVOLUCIJA EKOSISTEMA U dalekoj prošlosti, nakon izdizanja kopna ili povlačenja mora, postojao je samo BIOLOŠKI PRAZAN PROSTOR sa fizičkim, hemijskim i klimatskim elementima staništa Pojavljuju se prve siromašne PIONIRSKE ZAJEDNICE koje se vremenom obogaćuju novim vrstama koje menjaju abiotičke karakteristike, od čega je najznačajnije formiranje i postepen razvoj ZEMLJIŠTA 25

26 26

27 27

28 RAZVOJ I EVOLUCIJA EKOSISTEMA Pionirska zajednica se zamenjuje prvim sledećim PRELAZNIM STADIJUMOM U SUKCESIJI ekosistema Odnosi postaju sva složeniji, zemljište se sve više razvija i stvaraju se uslovi za pojavu prvih drvenastih biljaka Na kraju se razvijaju biocenoze maksimalno usklađene sa optimalnim mogućnostima koje određeni prostor pruža KLIMAKS ZAJEDNICA završna faza u sukcesiji 28

29 PORAST FLOTANTNIH I SUBMERZNIH BILJAKA AKUMULACIJA SEDIMENATA CENTAR MOČVARE POPUNJEN JEZERSKI BASEN TRAVE I ŽBUNOVI 29

30 RAZVOJ I EVOLUCIJA EKOSISTEMA NAPREDNA (PROGRESIVNA) SUKCESIJA broj vrsta se povećava a odnosi se usložnjavaju NAZADNA (RERGRESIVNA) SUKCESIJA retka pojava, dešava se usled prirodnih nepogoda zahlađenja, požara, promena odnosa mora i kopna, promena rečnog toka, dejstva čoveka NEPRIRODNE (ANTROPOGENE) SUKCESIJE uglavnom regresivne, mada ima i progresivnih (vezivanje i obrastanje peska u pustinjama) 30

31 RAZVOJ I EVOLUCIJA EKOSISTEMA Zemlja je u stalnom procesu promena GLOBALNE PROMENE toplota Sunčevog zračenja stvara vetrove, okeanske struje, isparavanje vode; energija iz dubine Zemlje dovodi do pomeranja masa stena, vulkanske erupcije, zemljotrese, uzdizanje planina, pomeranje kontinenata Nivo mora i okeana se stalno diže i spušta, a klima se znatno menja u hiljadugodišnjim intervalima Značajne promene desile su se pre oko godina VELIKO LEDENO DOBA izumiranje, emigracije, imigracije, prilagođavanje, evolucija 31

32 RAZNOVRSNOST EKOSISTEMA NAŠE ZEMLJE OSNOVNI ABIOTIČKI ČINIOCI RAZNOVRSNOSTI EKOSISTEMA OROGRAFKO- GEOLOŠKI KLIMATSKI 32

33 OSNOVNI ABIOTIČKI ČINIOCI RAZNOVRSNOSTI EKOSISTEMA MAKRORELJEF: PANONSKI BASEN BRDSKO-PLANINSKA OBLAST PRIMORSKA OBLAST OSNOVNI TIPOVI ZONALNE KLIME: MEDITERANSKA KLIMA UMERENO-KONTINENTALNA KONTINENTALNA KLIMA PLANINSKA KLIMA 33

34 PANONSKI BASEN aluvijalne ravni i rečne terase duž velikih reka, lesne zaravni, brdsko-planinska uzvišenja (Fruška gora i Vršačke planine) PODLOGA: pesak, šljunak, mulj, les, silikatne metamorfne stene BRDSKO-PLANINSKA OBLAST 5 planinskih sistema različite starosti (Rodopske, Karpatske, Balkanske, Dinarske, Šarskopindske planine) PODLOGA: silikatne eruptivne stene, stare metamorfne stene, mezozojski krečnjaci, silikatne metamorfne stene, krečnjačke stene PRIMORSKA OBLAST dve celine (dubok zaliv fjordovskog tipa Boka kotorska; Paštrovićko-ulcinjsko priobalje) PODLOGA: kamen, močvarne slatine, pesak, šljunak, krečnjačke stene 34

35 MEDITERANSKA KLIMA priobalni region i obronci Dinarida do m; srednje godišnje temp C, velika količina padavina uglavnom zimi i u proleće, leta sušna UMERENO-KONTINENTALNA KLIMA najveći deo zapadne, centralne i južne Srbije i severna i severozapadna Crna Gora; 2 podtipa: humidna (zapadna Srbija; nema sušnog ni polusušnog perioda) i semiaridna (centralna i istočna Srbija; leta topla i suva - polusušna) KONTINENTALNA (STEPSKA) KLIMA severni ravničarski deo Srbije; tokom leta jedan sušni i 4 polusušna meseca; oštre zime (apsolutni minimum do -30 C); razlika minimuma i maksimuma do 80 C PLANINSKA KLIMA na višim delovima planina; 3 varijante: alpijska, subalpijska, montana; 3-6 meseci sa negativnim srednjim temperaturama 35

36 PREGLED OSNOVNIH TIPOVA EKOSISTEMA NAŠE E ZEMLJE Zbog velike raznovrsnosti orografskih, geoloških i klimatskih prilika postoji i velika raznovrsnost ekosistema po mnogima jedan od najznačajnijih evropskih centara ekosistemskog diverziteta Raznovrsnost prate i biljne zajednice fitocenološka istraživanja pokazuju da na teritoriji Srbije postoji oko 600 različitih biljnih zajednica, a u Crnoj Gori više od 300 Dve grupe ekosistema: 10 ZONALNIH EKOSISTEMA koji prate zonalno smenjivanje klimatskih pojaseva i 2 tipa NEZONALNIH A) šumska i žbunasta vegetacija i B) zeljasta vegetacija kopnena, vodena i antropogeni oblici) 36

37 ZAŠTITA I UNAPREĐIVANJE ŽIVOTNE SREDINE 37

38 EKOLOŠKE KE PROMENE U PRIRODI NASTALE DELOVANJEM ČOVEKA Promene nastale delovanjem savremenog predstavnika vrste Homo sapiens Primitivniji predstavnici nemaju takve ambicije i uticaje na prirodu Eskimi, Pigmeji, Bušmani, Indijanci živeli su ili žive u skladu sa svojom životnom sredinom Čovek je KOSMOPOLITSKA VRSTA koja je neposredno ili posredno preko proizvoda ili otpada dospela na gotovo svako mesto na Zemlji i započela osvajanje svemira Zahvaljujući nauci i medicini čovek je jedina vrsta koja se otrgla prirodnim mehanizmima kontrole rasta svojih populacija (6 milijardi) UNIVERZALNI POTROŠAČ kome su dostupni skoro svi zemaljski resursi 38

39 Posledice neadekvatnog iskorišćavanja i zagađivanja životne sredine manifestuju se ne samo lokalno i regionalno već i globalno Najizraženiji oblici uništavanja prirode su: zagađivanje atmosfere koje dovodi do promene klime, podizanja nivoa svetskog mora i oštećenja ozonskog omotača zagađivanje kopnenih voda i svetskog mora zagađivanje zemljišta uništavanje prirodnih ekosistema uništavanje pojedinačnih vrsta 39

40 NEGATIVNI UTICAJU PROMENA SE SABIRAJU I DOVODE DO DRAMATIČNIH I NEPREDVIDIVIH POSLEDICA PROMENE SE DEŠAVAJU TAKVOM BRZINOM DA PRIRODA NE MOŽE SAMA DA SE OBNOVI I OPORAVI U GRADOVIMA ŽIVI OKO 48% SVETSKOG STANOVNIŠTVA (OKO 3 MILIJARDE) OGROMNE POLJOPRIVREDNE POVRŠINE OPUSTOŠENI I ERODIRANI TERENI USLED SEČE ŠUMA I STOČARENJA INDUSTRIJSKA POSTROJENJA I DEPONIJE IZVORNI OBLICI PRIRODE ZADRŽAVAJU SE U OKVIRU ZAŠTIĆENIH PODRUČJA ILI NA NEPRISTUPAČNIM MESTIMA 40

41 PROMENE FIZIČKIH I HEMIJSKIH KARAKTERISTIKA ŽIVOTNE SREDINE DO PROMENA FIZIČKIH I HEMIJSKIH KARAKTERISTIKA DOLAZI USLED ZAGAĐIVANJA VAZDUHA, VODE I ZEMLJE KAO TRI NERASKIDIVE CELINE BIOSFERE RAZLIKE U NJIHOVOJ GUSTINI ODREĐUJU I RAZMERE POSLEDICA (GLOBALNI, REGIONALNI, LOKALNI NIVO) ZAGAĐIVANJE MOŽE BITI: HEMIJSKO FIZIČKO BIOLOŠKO RADIOAKTIVNO 41

42 ZAGAĐIVANJE I IZVORI ZAGAĐIVANJA VAZDUHA NASTAJE KADA SE RAZLIČITI PRIRODNI GASOVI (CO 2, CO, SO 2, AZOTNI OKSIDI, METAN) I SITNE ČESTICE ČAĐI I PRAŠINE OSLOBODE U ATMOSFERU PRI ČEMU DOLAZI DO PROMENE PRIRODNOG ODNOSA I KONCENTRACIJE OSNOVNIH KOMPONENTI VAZDUHA PRIRODNO VULKANSKE ERUPCIJE I POŽARI ANTROPOGENO SAGOREVANJEM UGLJA, NAFTE, PRIRODNOG GASA I DRVETA SAOBRAĆAJ (60% AEROZAGAĐENJA), INDUSTRIJA I TERMOELEKTRANE FLUORIDI, UGLJOVODONICI, KETONI, TEŠKI METALI ITD. (VEŠTAČKI SINTETISANE MATERIJE) 42

43 Zagađivači potiču iz različitih izvora: PRIRODNI IZVORI vulkanske erupcije, peščane oluje (oluje prašine), dim od požara šumskih i travnatih površina ANTROPOGENI IZVORI 43

44 SMOG klasični (londonski) čađ, prašina, SO 2, azotni oksidi, magla FOTOSMOG Los Anđeles tip ozon, vodonik peroksid, azotni oksidi (uz intenzivnu Sunčevu radijaciju i suv vazduh) VAZDUH JE NAJREĐI DEO ŽIVOTNE SREDINE PA SE ZAGAĐENJE BRZO ŠIRI (tragovi sagorevanja benzina nađeni u ledu Antarktika) POJAČANJE EFEKTA STAKLENE BAŠTE promena klime (globalno zagrevanje, podizanje nivoa mora do kraja XXI veka 1-3 m, uništavanje ozonskog omotača, pojava kiselih kiša) 44

45 ZAGAĐIVANJE I IZVORI ZAGAĐIVANJA VODA Sve kopnene vode (površinske i podzemne) čine samo 0.5-1% ukupne svetske vode (u buretu od 100 l samo 2-3 čaše) U ledu Arktika i Antarktika nalazi se 2% svetske vode, a u svetskom moru 97% ZAGAĐIVANJE VODE MOŽE BITI: HEMIJSKO (organske i neorganske materije) FIZIČKO (čvrst otpad, nafta, temperatura) BIOLOŠKO (alohtone vrste, patogeni mikroorganizmi, virusi) RADIOAKTIVNO (nuklearne probe, havarije podmornica, nuklearni otpad i sl.) 45

46 (1.72%) (0.75%) (0.02%) 46

47 ZAGAĐIVANJE I IZVORI ZAGAĐIVANJA ZEMLJIŠTA Promene koje dovode do smanjenja plodnosti i sposobnosti za normalno odvijanje procesa razlaganja, a time i kruženja materije POLJOPRIVREDA (ekspanzivna i ekstenzivna) jedan od najvećih izvora zagađivanja U našoj zemlji agroekosistemi zauzimaju 60% ukupne teritorije (5 miliona hektara) Agroekosistemi se zagađuju hemijski pesticidima i veštačkim đubrivima 47

48 Ostali izvori zagađivanja zemljišta: Deponije komunalnog i industrijskog otpada Rudnici sa površinskim kopom Veštačka akumulaciona jezera koja potapaju zemljište Prekomerna i neadekvatna urbanizacija Seča šuma koja dovodi do erozije i sl. (u Srbiji je zahvaćeno 86% teritorije u brdskim delovima vodna erozija, u nizijskim eolska) Posredno i kisele kiše i zagađene vode SPIRANJEM ZAGAĐENOG ZEMLJIŠTA ZAGAĐUJU SE PODZEMNE VODE, REKE I MORA 48

49 PROMENE SASTAVA ŽIVOG SVETA ZAGAĐIVANJEM ILI UNIŠTAVANJEM STANIŠTA ČOVEK MENJA I ODUZIMA ŽIVOTNI PROSTOR DRUGIM BIĆIMA MNOGE VRSTE IŠČEZAVAJU ILI SE POVLAČE U PODRUČJA U KOJIMA SU STANIŠTA JOŠ UVEK OČUVANA VRSTE KOJE SU SE PRILAGODILE SU ČESTO NEŽELJENI PRATIOCI (korovi, neki glodari, neke ptice, mnogi insekti i drugi beskičmenjaci) problemi prenamnožavanja i promene prirodnog sastava biocenoza koje dovode do njihovog osiromašenja 49

50 Zebra kvaga J. Afrika 1883 Putnički golub S. Amerika 1914 Tasmanijski vuk Tasmanija 1933 Karolina papagaj Luizijana

51 Dodo Mauricijus 1690 Antarktički vuk Falkland 1876 Orestija iz jezera Titikaka Bolivija-Peru

52 UNOŠENJE STRANIH VRSTA U PODRUČJA U KOJIMA IH RANIJE NIJE BILO I EKOLOŠKE KE POSLEDICE Od prvih seoba čovek svesno ili nesvesno raznosi vrste ALOHTONE VRSTE su namerno ili slučajno INTRODUKOVANE vrste čiji istorijski razvoj nije vezan za teritoriju na koju su unete, za razliku od AUTOHTONIH Neke vrste su domestifikovane i njihovi areali prošireni danas su uglavnom kosmopolitske Te vrste gube osobine divljih predaka i nisu sposobne da se održe bez pomoći čoveka (ipak određen broj jedinki uvek zadrži te osobine) 52

53 Česti su slučajevi i nenamernog unošenja vrsta: sa semenom žitarica često se uvezu i semena korova (ambrozija je uneta sa semenom krompira, crvene deteline i lucerke) na točkovima prevoznih sredstava na životinjama (zoohorija) ekto- i endozoohorija (nesvarljiva semena) čovek na odeći i prtljagu Ovakve vrste su sa antropocentričnog stanovišta često nepoželjne smatraju se korovima BIOLOŠKO ZAGAĐIVANJE Ovo u početku povećava raznovrsnost, ali ako su alohtone kompetitivno jače dolazi do istiskivanja autohtonih opasno u teritorijalno izolovanim ekosistemima (ostrva ili akvatični sistemi) Kontrola puteva unošenja i sprečavanje širenja 53

54 PROCES DOMESTIFIKACIJE ZEMLJIŠTA, BILJAKA I ŽIVOTINJA Počinje kada Homo sapiens sapiens prelazi na stacionarni način života i menja prirodni okvir Većina kultivisanih vrsta pripitomljena je u periodu između i 2500 godina p.n.e. uporedo sa razvojem poljoprivrede Posledice ekspanzivne poljoprivrede su ogromne više od polovine ukupnog šumskog fonda Zemlje je pretvoreno u oranice, a zemljište je erodirano, osiromašeno u pogledu plodnosti i zagađeno pesticidima 54

55 PROCESI URBANIZACIJE I INDUSTRIJALIZACIJE Jedan od najsnažnijih vidova uticaja čoveka na prirodu 48% stanovništva živi u gradovima 12 gradova > 10 miliona 33 grada > 5 miliona 281 grad > 1 milion PARAZITI BIOSFERE zavise od okolnih prirodnih ili agroekosistema u koje vraćaju otpad, zagađenu vodu i štetene materije URBANA EKOLOGIJA EKOLOGIJA ČOVEKA 55

56 Rank Metropolitan area Country Population Area (km²) 1 Tokyo Japan 32,450,000 8,014 4,049 People/km² 2 Seoul South Korea 20,550,000 5,076 4,048 3 Mexico City [2] Mexico 20,450,000 7,346 2,784 4 New York City [3] United States 19,750,000 17,884 1,104 5 Mumbai India 19,200,000 2,350 8,170 6 Jakarta Indonesia 18,900,000 5,100 3,706 7 Sao Paulo Brazil 18,850,000 8,479 2,223 8 Delhi India 18,600,000 3,182 5,845 9 Osaka-Kobe-Kyoto Japan 17,375,000 6,930 2, Shanghai China 16,650,000 5,177 3, Metro Manila Philippines 16,300,000 2,521 6, Hong Kong- Shenzhen 13 Los Angeles United States China 15,800,000 3,051 5,179 15,250,000 10,780 1, Kolkata India 15,100,000 1,785 8, Moscow Russia 15,000,000 14,925 1, Cairo Egypt 14,450,000 1,600 9, Buenos Aires Argentina 13,170,000 10,888 1, London United Kingdom 12,875,000 11,391 1, Beijing China 12,500,000 6,562 1, Karachi Pakistan 11,800,000 1,100 10,727 56

57 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE Zavise od vrste zagađujuće materije, stepena toksičnosti, vremena izloženosti, kumulativne sposobnosti u tkivima i od opšteg zdravstvenog stanja RADIOAKTIVNO ZRAČENJE najopasnije po svojim genetičkim i somatskim efektima Prirodan i spontan proces tokom koga nestabilni atomi nekog elementa emituju ili zrače višak energije u obliku čestica ili talasa JONIZUJUĆE ZRAČENJE 57

58 58

59 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE Jonizujuće zračenje sadrži veliku količinu energije i pri interakciji s nekim materijalom uklanja elektrone iz njegovih atoma Radioaktivno zračenje ima negativno dejstvo na genetički materijal, kumulativnog je karaktera, u većim dozama izaziva smrt, a genetičke promene su nasledne Hirošima i Nagasaki teratogene i kancerogene promene, visoka stopa smrtnosti 59

60 60

61 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE PRIRODNI IZVORI (KOSMIČKOG I ZEMALJSKOG POREKLA) nisu velika opasnost VEŠTAČKI IZVORI (MIRNODOPSKI I VOJNI IZVORI) velika opasnost: NUKLEARNE ELEKTRANE (najveći mirnodopski izvori) INDUSTRIJA, POLJOPRIVREDA NAUKA (MEDICINA) primena radioizotopa VOJNI IZVORI brojniji i opasniji nuklearne probe, havarije nuklearnih podmornica, transport, skladištenje, manipulacija 61

62 62

63 63

64 SAD: 1127 nuklearnih i termonuklearnih testova 217 u atmosferi. Sovjetski Savez/ Rusija: 969 testova 219 u atmosferi. Francuska: 210 testova, 50 u atmosferi. UK: 45 testova 21 u atmosferi. Kina: 45 testova 23 u atmosferi. Indija i Pakistan 13 testova pod zemljom. Izrael verovatno 1 test u atmosferi (J. Afrika 1979). Severna Koreja 1 test pod zemljom, oktobar

65 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE Problem odlaganja nije rešen još uvek na zadovoljavajući način pakuje se u KONTEJNERE koji se odlažu u napuštene rudnike, specijalno napravljena betonska skladišta na površini ili u zemlji, ili u okeanske dubine moraju biti seizmički stabilna područja Organizmi na višem evolutivnom nivou mnogo su osetljiviji od evolutivno nižih Reproduktivni organi, limfno i koštano tkivo i kardiovaskularni sistem su najosetjiviji organi 65

66 66

67 67

68 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE Negativne efekte izazivaju i razne hemijske supstance kao TEŠKI METALI (Hg, Pb, Zn, Cu) i druga jedinjenja Oboljenja disajnih organa povezana su sa zagađenjem vazduha (astma, bronhitis, alergije, smanjen imunitet) 68

69 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE BUKA Vid fizičkog zagađivanja (veštački izvori buke) Zvučno talasno zagađivanje posledice na slušni aparat, psihu i zdravlje (usporava rad srca i diže pritisak, usporava peristaltiku želuca, smanjuje sekreciju pljuvačnih žlezda, deluje na štitnu i nadbubrežnu žlezdu, menja električnu aktivnost mozga, smanjuje seksualnu aktivnost) RAZLIKUJE SE PO POREKLU, INTENZITETU I TRAJANJU Noćna buka od 55 db izaziva iste fiziološke posledice kao buka od 65 db preko dana 69

70 70

71 GENETIČKI I ZDRAVSTVENI EFEKTI NARUŠENE I ZAGAĐENE ŽIVOTNE SREDINE BUKA 10-20% urbanog stanovništva izloženo je buci većoj od 65 db 80% migrene i 52% rastrojstva pamćenja, u 30% slučajeva skraćuje život za 8-12 godina, sklonost ka nasilju, ubistvu, samoubistvu Saobraćaj glavni izvor buke Zaštita od buke pešačke zone, zeleni pojasevi, obilaznice za tranzitni saobraćaj, gradnja ispod zemlje VIBRACIJE nervni sistem i čula 71

72 SISTEMI PRAĆENJA STANJA ŽIVOTNE SREDINE Sistem praćenja stanja naziva se MONITORING Mora biti kontinuiran registrovanje, procena i upozoravanje FIZIČKO-HEMIJSKI analiza uzoraka vazduha, vode, zemljišta, hrane BIOLOŠKI korišćenje živih bića kao indikatora (lišajevi i mahovine indikatori nezagađene sredine; mnoge alge i fauna dna indikatori zagađenja) 72

73 EKOLOŠKE KE OSNOVE PROSTORNOG PLANIRANJA I UREĐENJA PROSTORA Prostor je osnova celokupnog razvoja reflektuje sociološke, demografske, ekonomske, tehnološke promene; ratovi, raskorak između prirodne i izgrađene sredine Sve veća potreba za održivim planiranjem i uređenjem prostora Prostor kao EKOLOŠKI PROSTOR (PRIRODNI RESURS) a ne prazan prostor Učešće urbanista, arhitekata, biologa-ekologa, geografa, hidrologa, geologa, ekonomista, tehnologa, pravnika, sociologa, lekara, psihologa itd. Sve mora biti usaglašeno i sinhronizovano 73

74 REVITALIZACIJA I REKULTIVACIJA EKOSISTEMA I PREDELA Obnova narušenih kopnenih ekosistema (pre svega šumskih) je teška, složena, dugotrajna i skupa, često i nemoguća, kada govorimo o REVITALIZACIJI vraćanje života na biološki prazna staništa REKULTIVACIJA dolazi kasnije preko serije razvojnih stadijuma vraćanje ekosistema na početno stanje Odvijaju se i spontano, a čovek ih može ubrzati 74

75 Najuočljivije na pepelištima i jalovištima površinskih kopova i termoelektrana i deponijama komunalnog otpada 40 miliona tona plodnog zemljišta se uništi godišnje u svetu Srbija na preko 170 deponija odloži se 3,5 miliona m³ komunalnog otpada godišnje Agrotehničkim i agrohemijskim melioracijama i biološkom rekultivacijom prevodi se u plodno zemljište 75

76 ZAŠTITA PRIRODE 76

77 PROBLEMI UGROŽENOSTI I ZAŠTITE ŽIVE I NEŽIVE PRIRODE RIO DEKLARACIJA potpisana godine u Rio de Žaneiru od strane 168 zemalja očuvanje biodiverziteta Zabrinutost zbog poremećaja klime (efekat staklene bašte, ozonske rupe, kisele kiše) i brzine ugrožavanja i iščezavanja vrsta biljnih vrsta je ugroženo 600 vrsta životinja (86 sisara, 104 ptice, 20 gmizavaca, 5 vodozemaca, 80 riba, 72 insekta, 206 puževa) i vrsta biljaka iščezlo za poslednjih 400 godina 3 vrste sisara, 4 ptice, 1 gmizavac, 11 riba i 9 mekušaca živi još samo u zoo-vrtovima ili drugim veštačkim pribežištima 77

78 Konj Pševalskog Per Davidov jelen Arabijski oriks 78

79 PROBLEMI UGROŽENOSTI I ZAŠTITE ŽIVE I NEŽIVE PRIRODE Procene: 3 vrste na dan, 3 vrste na sat, 100 vrsta na dan u tropskoj kišnoj šumi Polovina šumskog fonda je uništena, svakog minuta poseče se 57 ha tropskih kišnih šuma IUCN Međunarodna unija za zaštitu prirode (137 zemalja) WWF Svetski fond za zaštitu prirode 79

80 SAVREMENI PRISTUPI I MOGUĆNOSTI ZAŠTITE UGROŽENE FLORE, FAUNE I ŽIVOTNIH ZAJEDNICA Multidisciplinarni zadatak nauka, zakonodavstvo, primenjene biološke discipline šumarstvo, poljoprivreda, hortikultura, veterina, farmacija itd. 1. Metode za utvrđivanje naučnih osnova zaštite ugroženih vrsta 2. Postupci formalno-pravne zaštite 3. Aktivnosti koje se sprovode u praksi 80

81 Aktivnosti koje se sprovode u praksi: A) IN SITU ZAŠTITA očuvanje izvornih ekosistema, tj. očuvanje, održavanje i oporavak populacija na prirodnim staništima B) REINTRODUKCIJA veštačko vraćanje vrsta na prostor sa koga su iščezle C) INTRODUKCIJA veštačko naseljavanje vrste na prostor na kome ranije nije živela D) EX SITU ZAŠTITA očuvanje vrsta van njihovih prirodnih staništa E) EDUKACIJA I PREZENTOVANJE dosadašnjih saznanja i rezultata u oblasti zaštite biodiverziteta, objavljivanje publikacija, snimanje TV emisija, organizacija predavanja 81

82 Zasavica donja dabrova brana (2005) 82

83 Prvi korak u zaštiti je ADMINISTRATIVNO-PRAVNA ZAŠTITA razni zakoni, uredbe, deklaracije, konvencije, rezolucije, strategije na nacionalnom ili međunarodnom nivou ZAŠTIĆENE PRIRODNE RETKOSTI 215 vrsta biljaka, 427 vrsta životinja ne smeju se sakupljati, loviti, uznemiravati, ni uništavati NAREDBA O KONTROLI KORIŠĆENJA I PROMETA DIVLJIH BILJNIH I ŽIVOTINJSKIH VRSTA određeno je vreme, količina i područje sakupljanja za 156 vrsta (šumski plodovi, lekovito bilje, puževi, žabe, jestive gljive itd.) 83

84 Međunarodne konvencije i deklaracije: Deklaracija o čovekovoj sredini, Stokholm, 1972 Konvencija o očuvanju biodiverziteta, Rio, 1992 Deklaracija o očuvanju migratornih vrsta divljih životinja (Bonska deklaracija), Bon, 1988 Konvencija o međunarodnoj trgovini ugroženim vrstama divlje flore i faune (CITES, Vašingtonska konvencija), 1973 Konvencija o zaštiti močvarnih staništa od međunarodnog značaja naročito kao staništa ptica močvarica, Ramsar (Iran), 1971 Konvencija o zaštiti evropskog ( divljeg ) živog sveta i prirodnih staništa (Bernska konvencija),

85 IN SITU ZAŠTITA očuvanje izvornih ekosistema, tj. očuvanje, održavanje i oporavak populacija na prirodnim staništima Zakon o zaštiti životne sredine i Zakon o zaštiti prirode određuju vrste zaštićenih područja, odnosno prirodnih dobara: Nacionalni parkovi Parkovi prirode Predeli izuzetnih odlika Rezervati prirode Specijalni rezervati prirode Spomenici prirode 85

86 Nacionalni parkovi veća područja sa prirodnim ekosistemima (5 u Srbiji, Fruška gora, Đerdap, Tara, Kopaonik, Šar-planina) Park prirode područje sa dobro očuvanim prirodnim svojstvima vode, vazduha i zemljišta, bez većih degradacionih promena (19) Predeo izuzetnih odlika relativno manje područje živopisnih pejzažnih obeležja, nenarušenih primarnih vrednosti (4) Rezervat prirode izvorni ili neznatno izmenjen deo prirode osobitog sastava i odlika zajednica, namenjenih održavanju genetskog fonda (73) Specijalni rezervat prirode predeo sa izraženim prirodnim vrednostima (12) Spomenik prirode prirodni objekat fizički jasno izražen i prepoznatljiv, pećine, izvori, stabla, drvoredi, parkovi, botaničke bašte (261) 86

87 EX SITU ZAŠTITA očuvanje, gajenje, razmnožavanje izvan prirodnih staništa, najčešće u botaničkim baštama, zoo-vrtovima, bankama gena, bankama semena i plodova, specijalizovanim laboratorijama na hranljivim podlogama (kulture tkiva) CRVENE KNJIGE FLORE I FAUNE publikacije koje nazivom i crvenom bojom upozoravaju na opasnost od iščezavanja; stručno-naučna osnova za zakonsku i praktičnu zaštitu na određenoj teritoriji Crvena knjiga flore Srbije, 1999 (171 vrsta) Crvena knjiga dnevnih leptira Srbije (57 od 192 vrste) 87