ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

МИКОЛАЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Мені В. О. СУХОМЛИНСЬКОГО

А.О.Руденко

ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

Курс лекцій для студентів неекологічних спеціальностей

Миколаїв 2011

Курс лекцій складений кандидатом медичних наук, доцентом кафедри фізіології та біохімії Руденком Анатолієм Олександровичем.   Рецензенти:

Сучасний стан, структура, зв’язок з іншими науками

Впродовж останніх десятиліть в усіх галузях людської діяльності, де йдуть процеси екологізації, сформувалися близько 90 напрямів і піднапрямків…

Особливості окремих блоків сучасної екології.

Екологія природних сфер досліджує екологічні процеси, що відбуваються на територіях, де вплив людини ще не відіграє вирішальної ролі у… Техноекологія – найбільший за обсягом блок прикладних екологічних напрямів, що… Агроекологія – також один із головних розділів сучасної прикладної екології. Вивчає всі сучасні екологічні проблеми,…

Методи екологічних досліджень

1. Методи за допомогою яких збирається інформація про стан екологічних об’єктів: рослин, тварин, мікроорганізмів, екосистем, біосфери. 2. Методи обробки отриманої інформації та узагальнення. 3. Методи інтерпретації отриманих фактичних матеріалів.

Потік енергії на Земній Кулі

Потік енергії на Земній Кулі має три джерела. 1. Кінетична енергія оберту Землі та її супутника Місяця як космічних тіл.… 2. Енергія земних надр, що підтримується ядерним розпадом урану та торію. Ця енергія виділяється у вигляді…

Біогеохімічні цикли. Колообіг речовин.

Виникнення життя на Землі спричинило появу нової форми міграції хімічних елементів – біогенної. За рахунок біологічної міграції на великий кругообіг… Як вам уже відомо одним із компонентів біосфери є жива речовина. Унікальна… Жива речовина змінила гірські породи та сприяла появі нових видів (вапняки). Життєдіяльність рослин тварин та…

Поняття середовище, екологічні чинники його.

Середовище – це всі тіла, явища, з якими організм має прямі чи опосередковані взаємозв’язки, Живі організми, що населяють нашу планету, освоїли… Розрізняють чинники абіотичні, біотичні і антропогенні. Абіотичні чинники середовища – це хімічні та фізичні чинники – чинники неживої природи (світло, температура,…

Біотичні чинники середовища

Біогенні чинники поділяють на: - зоогенні (вплив тварин); - фітогенні (вплив рослин);

Місце людини в біосфері.

Висока чисельність населення виявилася новим явищем і поряд з науково-технічною революцією вона стала головною причиною антропогенної зміни… Діаметрально протилежна точка зору була висловлена ще у 1798 році Т.Мальтусом,… У ході розвитку людства, появи технічних споруд, розвитку культурних та соціальних феноменів у межах біосфери…

Абіотичні компоненти екосистем.

За своїм значенням абіотичні фактори поділяються в екосистемах на дві групи: 1. Ресурси, тобто такі фактори, що використовуються живими організмами та… 2. Умови існування, тобто неподільні абіотичні фактори, які не витрачаються в процесі життєдіяльності та в однаковій…

Грунт як біокосний елемент екосистеми

Для утворення грунту необхідно 5 головних факторів: 1. Наявність материнської гірської породи, яка виступає як матеріальне джерело… 2. Наявність живих організмів;

Життя в грунті.

Грунт – основне середовище, де розташовані корені рослин, середовище, куди надходить весь рослинний опад та трупи померлих тварин екосистеми,… Крені рослин розміщуються в грунті на різних глибинах, але основна маса їх… Добування рослинами поживних речовин з твердої фази грунту здійснюється за рахунок двох механізмів:

Живі організми в екосистемах.

Кожна екосистема відрізняється своєрідним потоком енергії та колообігом речовин. Ці процеси опосередковані наявністю в екосистемах живих організмів.… Серед структур біоценозу виділяють три види: - видову, що розкриває видове різноманіття живих організмів;

Автотрофне та гетеротрофне живлення

При всьому розманітті живих істот реалізується два докорінно різних типа живлення: автотрофне та гетеротрофне. Організми з автотрофним типом… У суто хімічному плані автотрофне живлення полягає в утворенні молекул… В процесі еволюції у живих організмів з автотрофним типом живлення виробилися два біохімічних механізми, які…

Екологічні піраміди

Відповідно до того що саме характеризують піраміди, вони поділяються на: - піраміди біомас – характеризують суху масу чи енергетичну цінність; - піраміди енергії – показують величину потоку енергії чи продуктивність на кожному трофічному рівні;

Екологічний контроль продуктивності.

Ресурсами, що необхідні для обміну речовин зелених рослин, є вуглекислий газ, вода, мінеральні речовини та сонячна енергія. У тварин головними є… Вплив абіотичних факторів на утворення біопродукції має комплексний характер.… Важлива сторона екологічного контролю продуційного процесу – це нестабільність абіотичних факторів. Організми змушені…

Ценотичний контроль продуктивності

- нейтралізм – при сумісному проживанні організми не чинять одне одному ні позитивного, ні негативного впливу; - конкуренція – два види організмів, або особини одного виду використовують… - хижацтво – один з видів використовує організм іншого виду як трофічний ресурс;

Стабільність та стійкість біосистем та екосистем.

- різноманіття індивідуальних організмів за віком, статтю, життєвим станом; - різноманіття популяцій за їхніми структурними типами; - різноманіття видів (генотипів);

Контрольні питання теми

2. Просторова структура популяцій, популяційне поле, три основні типи розподілу живих організмів у популяційному полі. Територіальні взаємовідносини… 3. Внутрішньопопуляційна структура: статева, вікова, розмірна. Значення… 4. Екологічна ніша, поняття, фундаментальна і реалізована екологічна ніша. Ареал популяції.

Просторова структура популяцій

Усталений спосіб життя і простір, який займають рослини, називають популяційним полем. У тварин є територія, що використовується особинами… Ємність середовища у значній мірі й визначає розмір популяції і в багатьох… Тип заселення території залежить від виду тварин. Є декілька форм організації популяцій тварин.

Чисельність і щільність популяції

Чисельність популяції – загальна кількість особин на даній території або в даному об’ємі (води, грунту), які належать до однієї популяції.… Щільність популяції – середня кількість особин на одиниці площі чи об’єму.…  

Внутрішньопопуляційна структура

Статева структура популяції. Особливості статевої структури популяції визначаються їхньою видовою належністю. Під статевою структурою мають на увазі… Необхідно пам’ятати, що стать контролюється ще і середовищем, тому можуть… Вікова структура популяцій.

Популяційні аспекти розвитку людства

Порівняно з основними показниками натурального росту населення в світі Україна за рівнем народжуваності (10,8 чол. на 1000 жителів) посідає останнє…  

Розділ 2. Прикладні аспекти екології

Тема: Антропогенний вплив на біосферу

Мета: Сформувати у студентів вірне розуміння основних причин негативного антропогенного впливу на Біосферу, розуміння поняття «забруднення», видів його і можливих негативних наслідків впливу на Біосферу.

 

Контрольні питання теми

1. Етапи виробничої діяльності людства з погляду впливу їх на довкілля. 2. Забруднення, визначення цього поняття, класифікація забруднень з позиції… 3. Екологічна криза і екологічна катастрофа, поняття, різниця між ними.

Забруднення та їх класифікація

Із зростанням чисельності населення значно збільшувалися його потреби, для задоволення яких людство почало залучати багато нових речовин і нові види… Забруднення – це внесення у природне середовище або виникнення в ньому нових,… Екологічна криза– це ситуація, що виникла в природних екосистемах у результаті порушення рівноваги під дією стихійних…

Нормування і методи визначення забруднень

В основі нормування лежить установлення гранично допустимих концентрацій (ГДК) шкідливих речовин (полютантів) в атмосферному повітрі, воді, грунті,… ГДК чи ГДР полютанта – це такий його максимальний вміст в об’єєкті… ГДК визначаються окремо для кожного середовища. Для атмосферного повітря визначається ГДКмр – максимальна разова ( при…

Екологічне навантаження

Для оцінки рівня забруднення навколишнього середовища використовують такий показник як гранично допустиме екологічне навантаження (ГДЕН) та… За ступенем гостроти виділяють 5 видів екологічної ситуації: катастрофічні,…  

Методи дослідження стану довкілля

Для можливості дослідження стану довкілля і ступеню забруднення його різними полютантами необхідно мати методи визначення цих полютантів. Під час… - поява чи зникнення осаду; - поява, зникнення чи зміна кольору розчину;

Екологічний моніторинг і якість природного середовища

Для керування процесом охорони природи, раціонального природокористування та забезпечення екологічної безпеки навколишнього середовища потрібна… Розрізняють моніторинг фоновий, біологічний (біосферний) та господарський. За… За біологічного моніторингу здійснюють систематичну оцінку стану видів рослин і тварин. Господарський моніторинг…

Контрольні питання теми

2. Вплив забруднень атмосфери на довкілля і живі організми. 3. Трансформація забруднень в атмосфері. 4. Парниковий ефект, кислотні дощі.

Забруднення атмосфери.

Забруднення атмосфери відбувається також і природним шляхом: вулканічні гази, природний пил, спори грибів, мікроорганізми, тощо. Щороку в атмосферу внаслідок спалювання палива та від інших джерел потрапляє… Основними джерелами забруднення атмосферного повітря є енергетика (теплові та електричні станції), промислові…

Класифікація забруднень

- за організацією відведення й контролю – на організовані і неорганізовані; - за температурою газів – нагріті, температура яких вища від температури… - за локалізацією – в основному, допоміжному та підсобному виробництвах;

Екологічний вплив атмосферних забруднень

Фізіологічне значення атмосфери полягає в забезпеченні організму киснем. Організм людини адаптувався до чистого повітря. Постійні забруднення… На перше місце слід поставити пил як найбільш поширений вид забруднення… Коли повітря забруднене пилом, дихання людини стає поверхневим, що призводить до недостатньої вентиляції легенів і…

Трансформація забруднень в атмосфері

Наявність вільних радикалів в атмосферному повітрі призводить до утворення смогу. Основними продуктами фотохімічних реакцій є альдегіди, кетони,…    

Парниковий ефект

Загальний вміст «парникових газів» в атмосфері складає: вуглекислий газ - 355 частин на мільйон, метану – 1,75, оксидів нітрогену – 0,31,… За даними підрахунків ООН до 2100 р. температура зросте на 30 С. Це може… Потепління спричинить істотну зміну клімату майже на всій планеті, що може мати негативні і навіть катастрофічні…

Кислотні дощі

Під впливом кислотних дощів відбувається закиснення водойм і грунтів, вимивання з грунту калію, магнію і кальцію та зменшення врожайності на 3-8%.,… В Україні за останні 35-40 років площа кислих грунтів збільшилась на 33%.  

Руйнування озонового шару

Останнім часом озоновий шар зазнає руйнування під дією деяких хімічних речовин. Особливо небезпечними є фреони, що широко застосовуються у техніці і… Внаслідок руйнування озонового шару концентрація озону зменшується, а в деяких… З метою запобігання подальшого руйнування озонового шару атмосфери в 1985 р. у Відні підписана багатьма країнами…

Ядерна зима

 

Нормування якості повітря та визначення концентрацій

Забрудників в атмосфері

З метою стабілізації стану повітряного середовища та поліпшення якості повітря в Україні передбачається розробити стандарти якості повітря,… Важливим нормативом, який дає змогу кількісно оцінити викид забруднювальних… Оцінку якості атмосферного повітря визначають порівнянням існуючої концентрації забрудника з його ГДК. Для визначення…

Заходи щодо попередження забруднення атмосферного повітря

Планувальні заходи передбачають розташування промислових підприємств відносно сельбищної зони міста з урахуванням рози вітрів, встановлення… Технологічні заходи повинні бути направлені на удосконалення технологічних… Санітарно-технічні заходи направленні на попередження викидів в атмосферу вище встановлених норм (попередня очистка…

Очищення газодимових викидів

Вибір методу очищення залежить від кількості відхідних газів та їхнього складу. Механічні методи застосовують для очищення вентиляційних та інших… Механічне сухе пиловловлювання здійснюють в осаджувальних камерах, циклонних… Значно поширеніші циклонні сепаратори, У них запилений газ, обертаючись по спіралі, відкидає часточки пилу на стінки…

Контрольні питання теми

2. Основні забруднювачі і забруднювальні речовини, що забруднюють води Світового океану. 3. Класифікація забруднювальних речовин. 4. Поведінка забруднень у воді та вплив їх на організми гідросфери і людей. Самоочищення води.

Споживачі та користувачі води

Усі галузі господарства за відношенням до водних ресурсів поділяються на користувачів і споживачів. Користувачі використовують воду як середовище… Після використання вода частково або повністю повертається до джерела, але уже… Обсяг води, що споживається у промисловості оцінюють водоємністю виробництва, під якою розуміють кількість води, що…

Забруднення вод Світового океану

Для господарсько-питних цілей використовують переважно води верхньої зони. Якість води залежить від грунтів та порід розташованих вище. Грунти… Підземні води можуть забруднюватися в результаті господарської діяльності… До поверхневих вод належать води океанів, морів, річок, боліт, штучних водосховищ, каналів. Ріки, озера, штучні…

Класифікація забруднювальних речовин

До першої групи належать нерозчинні у воді зависі, а також бактерії та планктон. Вони кінетично нестійкі і підтримуються у завислому стані… Друга група домішок поєднує гідрофільні й гідрофобні мінеральні та… Третя група забруднювальних домішок включає молекулярно-розчинні сполуки розміром менше ніж 10мкм. До неї відносять…

Поведінка забруднень у водоймах, самоочищення води.

Дуже важливу роль у процесі самоочищення відіграють нижчі види тварин: найпростіші одноклітинні та ракоподібні. Вони живляться водоростями, грибами… Однією з найважливіших умов, необхідних для перебігу біологічних та… Швидкість біологічних процесів у воді залежить від багатьох факторів, одним із яких є температура. З підвищенням…

Контроль і управління якістю води

Контроль і управління якістю води є одним із засобів санітарної охорони водойм від антропогенних забруднень та забезпечення максимальної… Ступінь допустимого забруднення води у водоймах розглядають як гранично… Відповідно до регламенту водокористування «Правила охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами» допустиме…

Нормативні вимоги до якості води

Склад і властивості води повинні відповідати встановленим вимогам у створі на відстані не менше 1 км вище по течії від найближчого водокористувача.…  

Очищення стічних вод

Відстоювання використовують для вилучення зі стічних вод завислих грубодисперсних домішок. Для цього використовують відстійники різних конструкцій:… Для видалення завислих забруднювальних речовин використовують повільні… Спливанням очищають стічні води від нафтопродуктів у нафтовловлювачах.

Основні напрями шляхів попередження забруднення відкритих

Водойм та підземних вод

Планувальні заходи передбачають відповідне розташування різних підприємств, щоб унеможливити забруднення водойм. Технологічні заходи передбачають…    

Контрольні питання теми

2. Поведінка забруднень в грунті і вплив їх на живі організми. Самоочищення грунтів. 3. Особливості забруднення грунтів пестицидами та мінеральними добривами. 4. Нормування забруднень в грунті, контроль і управління якістю грунтів.

Забруднення літосфери

Забруднення літосфери відбувається як природним шляхом, так і антропогенним. Під впливом природних стихійних явищ (падіння метеоритоів, землетруси,… Основна маса промислових відходів утворюється на підприємствах гірничодобувної… Значні порушення пов’язані з відкритими розробками, що потребує відведення місць для покривних порід, При цьому…

Поведінка забруднень в грунті та вплив їх на здоров’я людини

У результаті хімічної взаємодії забруднювальних речовин відбувається їх трансформація з утворенням нових хімічних сполук – ксенобіотиків, які не… Характерною особливістю літосфери є те, що забруднення переміщуються в ній…  

Контроль і управління якістю грунтів

Грунти безпосередньо не впливають на здоров’я людини як повітря, вода. Несприятливий вплив грунтів виявляється через шкідливі речовини, які із… Проблема санітарної охорони грунтів від забруднення відходами господарювання… Ландшафти належать до ключових геосистем локального і регіонального рівнів. Для них характерне єдине походження,…

Контрольні питання теми

2. Характеристика регіонів України з найбільш забрудненим атмосферним повітрям. 3. Основні нормативи оцінки ступеня забруднення повітря, їх значення. 4. Основні напрями заходів щодо попередження забруднення атмосфери.

Екологічний стан водойм України

- Поверхневі води (природні водойми – озера, річки, струмки; штучні водойми – ставки, водосховища, канали); - Підземні води та джерела ; - Внутрішні морські і територіальні води.

Контроль і управління якістю води

Ступінь допустимого забруднення води у водоймах, що визначається її фізичними властивостями і здатністю до нейтралізації домішок та самоочищення,… Склад і властивості води у водоймах мають відповідати нормативам у створі на… Як і для атмосферного повітря, для води встановлено нормування якості. Принцип тут пов’язаний з категорією водойми.…

Стан земельного фонду України

Найбільше природне багатство України – чорноземи. Вони складають майже 50% світового запасу чорноземів. Протягом 50 – 60 років було необґрунтовано розорано 2 млн га малопродуктивних… Майже 50% урожаю сільськогосподарських культур вирощується на грунтах, оброблених хімічними добривами та пестицидами.…

Розділ 3. Стратегія і тактика збереження та стабільного

Розвитку життя на Землі

Мета: Допомогти студенту зрозуміти сутність і значення основних екологічних законів, правил, принципів, що діють в природі і виховати відповідне… У 1994 р. М.Реймерс виділив близько 250 законів, закономірностей, принципів і…  

Основні екологічні правила

1. Правило 1%: для біосфери загалом частка можливого споживання чистої первинної біологічної продукції ( на рівні консументів вищих порядків) не… 2. Правило 10% (правило піраміди енергії Р.Ліндемана): з одного трофічного… 3. Правило внутрішньої несуперечливості: у природних екосистемах діяльність видів, що до них входять, спрямована на…

Закони охорони природи П.Ерліха

2. Економічна система, охоплена манією зростання, і охорона природи принципово суперечать одне одному. 3. Брати до уваги при прийнятті рішень щодо використання Землі одні лише… Охорона природи має бути не тільки закликом (який мало хто чує), а й пріоритетом державної та міжнародної політики , а…

Навколишнього середовища

Мета: Ознайомити студентів з основними тенденціями природокористування, сформувати розуміння необхідності раціонального природокористування і основних шляхів управління природоохоронною діяльністю.

 

Контрольні питання теми

2. Ресурсокористування, тенденції в розвитку ресурсокористування. 3. Раціональне і нераціональне природокористування, причини нераціонального… 4. Економіка природокористування, основні завдання її.

Життя на Землі

 

Мета: Ознайомити студентів з сутністю поняття «Ноосфера» і необхідними умовами її побудови, з сучасними поглядами вчених на ідею ноосфери, а також з сучасними розробками шляхів виходу з глобальної екологічної кризи.

 

Контрольні питання теми

2. Критика ідеї ноосфери Л.Гумільовим. 3.Американський еколог Ю.Одум про можливість побудови ноосфери. 4. Відношення до ідеї ноосфери російських вчених Т.Акімової та В.Хаскіна.

Сучасні розробки шляхів виходу з глобальної

Екологічної кризи

В поглядах на ідею ноосфери всі вчені, незважаючи на деякі розбіжності між ними, досягли єдності в головному: у тому вигляді, в якому ця ідея була… В.Зубаков розглядає два сценарії майбутнього людства: перший – песимістичний,… За другим сценарієм за той же час людство або істотно загальмує, уповільнить розвиток глобальної екологічної кризи,…

Проблеми гармонійного розвитку України

Національний шлях України до гармонійного розвитку повинен ґрунтуватися на критичному усвідомленні сучасної ноосферної ідеї як системотворної… Розробку науково обґрунтованої концепції гармонійного розвитку України стримує… Гармонійний розвиток, як геополітичний орієнтир виживання людства на планеті – це багатофакторний і багатозначний…

СУСПІЛЬСТВА ТА ПРИРОДИ. ЕКОЛОГІЧНА ОСВІТА ТА

ВИХОВАННЯ.

Мета: Ознайомити студентів з системою природоохоронного законодавства України, державною системою управління природоохоронною діяльністю, а також з задачею і організацією в Україні екологічної освіти та виховання.

 

Контрольні питання теми

2. Основні задачі екологічного законодавства. 3. Система екологічного законодавства України і основні його вади. 4. Державна система управління охороною довкілля, трьохрівнева система реалізації державної політики, органи…

Екологічна освіта і екологічне виховання

Упродовж тисячоліть в людському суспільстві культивувалася споживацька свідомість у відношенні до природи. І тільки в другій половині 20 століття,… Виходячи з нинішньої кризової екологічної ситуації, найголовнішим завданням… У наш час багато екологічних принципів та вимог не діють, оскільки вони є чужими технократичному суспільству. Дефіцит…

Навчально-методична література

2.Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього середовища. Навчальний посібник. – 2000. 3. Запольський А.К., Салюк А.І. Основи екології. – К. 2001. 4. Злобін Ю.А. Основи екології. – К. 1998.

З м і с т

Розділ 1. «основи теоретичної екології.

методи дослідження. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. Біосфера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .… 3. Екологічні системи та біогеоценоз. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Розділ 2. Прикладні аспекти екології.

7. Екологічна безпека атмосфери . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 8. Екологічна безпека гідросфери . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .… 9. Екологічна безпека літосфери . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Розділ 3. Стратегія і тактика збереження та стабільного розвитку

Життя на Землі.

2. Раціональне природокористування та охорона навколишнього середовища . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .… 3. Філософсько-екологічна методологія збереження життя на Землі . . . . 88