ЭКОЛОГИЯ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

 

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

 

Институт новых информационных технологий

Государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

 

Д.И. ГРИЦКЕВИЧ

 

ЭКОЛОГИЯ

Утверждено в качестве учебного пособия Ученым советом Государственного образовательного учреждения высшего… «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

ВВЕДЕНИЕ

В подавляющем большинстве случаев под экологией подразумеваются негативные последствия, которые вносит человек в окружающую среду. В современных условиях кризисного состояния биосферы такой антропоцентрический подход оправдан. Речь идет о нарушениях функционирования природных сообществ живых организмов, совокупная деятельность которых обеспечивает саму возможность существования жизни как глобального явления. И хотя деятельность человека имеет в рамках планеты огромное значение, человек представляет собой лишь одну из форм жизни – высокоразвитую, способную эффективно воздействовать на природу, но не единственную. Установить правильные взаимоотношения с природными процессами можно лишь на основе глубокого знания законов формирования и развития биологических систем, обеспечивающих стабильность биосферы. Такой биоцентрический подход отражает функциональные проблемы экологии как науки, то есть проблемы взаимодействия биологических систем друг с другом и со средой обитания. Сущность экоцентрического подхода состоит в установлении гармоничных и обоюдополезных взаимоотношений человечества и биосферы на основе проявления экоцентрического экологического сознания.

Каждый подход – это система представлений о мире, и потому целостное понимание, может реализоваться только при рассмотрении:

· во-первых, закономерностей развития природных сообществ;

· во-вторых, причин, способов и последствий воздействия цивилизации на природные сообщества;

· в-третьих, способов смены приоритетов человека для гармоничного взаимодействия с природными сообществами.

Разумеется, без знания законов невозможно владеть ситуацией, а без уважения к природе невозможна гармоничная эволюция человека. При необратимых изменениях среды происходит направленная смена типа сообщества и формирование нового – равновесного, т.е. экосистемы трудно разрушить, они перестраиваются. Вопрос состоит в том, будет ли человеку место в им же видоизмененной биосфере.

Вместе с тем практика показывает, что, несмотря на прогресс в деле экологического просвещения населения, уровень экологической культуры большинства людей остается невысоким. Экологические сведения, получаемые людьми из разнообразных СМИ, носят крайне неупорядоченный, конъюнктурный, про­тиворечивый характер. На этом фоне ощущается явный недостаток в доступной населению достоверной, научно обоснованной информации. Имеющаяся информация носит, как правило, целевой политический, либо узкоутилитарный, бытовой характер, что совершенно не соотносится с практическими потребностями и интересами людей. В современном мире господствует рыночная идеология, декларируемые ценности которой – благосостояние и безопасность. Экологизм как новое натурфилософское течение, отстаиваемый представителями интеллектуальной элиты, также не находит отклика в массовом сознании.

В последнее время пришло осознание того факта, что без привлечения идеологически ориентированного мировоззрения экологический призыв к сохранению природы и жизни на Земле не может найти убедительного оправдания ни в философском и научном знании, ни на практике. Стране остро необходима объединяющая идеология, пробуждающая в людях лучшие стремления и чувства. В складывающихся обстоятельствах для широкомасштабной реализации идеологического аспекта экологизации населения необходима экологоориентированная политическая воля. Основную же ответственность за решение важнейшей задачи воспитания экологической культуры нового поколения людей должна взять на себя система образования. Экономическая и политическая стабильность России, ее экологическая и национальная безопасность невозможны без решения социальных и экологических проблем, важнейшей составной частью которых является экологическое образование населения. Необходимость, всеобщность и обязательность экологического образования как условия формирования экологической культуры общества закреплены в Законе РФ «Об охране окружающей природной среды» №7-ФЗ от 10.01.2002 (Глава XIII, ст. 71 - 74).

Сегодня все большее признание получает точка зрения, согласно которой экологическая культура рассматривается в качестве необходимого компонента общей и профессиональной культуры каждого человека. Целью курса «Экология» является воспитание экологической грамотности и экологической культуры студентов в контексте естественнонаучного блока высшего образования.

 

РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

Процесс становления трудовой и общественной организации первобытных людей, развитие их умственной и коллективной деятельности создавали основу для… Образ жизни первобытного человека давал ему сведения и о животных, на которых… Постепенно человечество накапливало сведения о свойствах различных природных материалов, о возможности их…

Контрольные вопросы

1. Экологические представления античного периода.

2. Экологические представления эпохи возрождения.

3. Экологические представления в 18 веке.

4. Экологические представления в 19 веке.

 

СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИИ, СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Рис. 1. Подразделения современной экологии [16]. Результатом их воссоединения стало образование «большой экологии» (по выражению Н.Ф. Реймерса) или «макроэкологии» (по…

МЕТОДЫ ЭКОЛОГИИ

Экология – наука, которая использует весь арсенал методов естественно-научного познания: всеобщие, общенаучные, частнонаучные [13,26].

Всеобщие методы

Среди всеобщих методов все более модным становится моделирование. Модель – это имитация того или иного явления реального мира, позволяющая делать… В простейшей форме модель может быть вербальной (словесной) или графической,… Стратегия моделирования заключается в попытке путем упрощения получить модель, свойства и поведение которой можно…

Общенаучные методы

Теоретические методы – это логические механизмы создания гипотез, законов, теорий. К ним относятся: формализация, аксиоматизация,…

Частнонаучные методы

Характер сочетания всех методов определяется спецификой научного исследования. Например: выдвигается гипотеза о том, что стоки целлюлозно-бумажного… · использование планктонных сетей при изучении кормовой базы рыб; · центрифугирование при изучении состава стоков;

Суть принципа эмерджентности заключается в том, что биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем.

Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, и помогают раскрыть закономерности функционирования следующего уровня, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие в более высокоорганизованной системе. Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов экосистемы, свойства которых не изменяются, а интегрируются, обуславливая появление уникальных новых свойств целого. При каждом объединении подмножеств в новое множество возникает, по крайней мере, одно новое свойство.

Для иллюстрации эмерджентных свойств можно привести пример из химии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду – жидкость, совершенно непохожую ни на водород, ни на кислород, свойства которой невозможно предсказать, исходя из свойств исходных газов. То же и в человеческом сообществе. Психология толпы не есть сумма психологических портретов отдельных людей. Поведение человека вне толпы отличается от его поведения в окружении массы людей, которое часто непредсказуемо.

ПОНЯТИЕ И СВОЙСТВА ЖИВОГО, КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определенных условиях в процессе развития материи. Фактически это определение ничего не определяет, кроме того, что существует феномен жизни. Существует множество разнообразных гипотез и теорий происхождения жизни:

· креационизм – божественное сотворение жизни;

· самозарождение из неживой природы (по Аристотелю черви рождаются прямо из земли, только в XVII веке Ф. Реди доказал зарождение живого только из живого);

· занесение из космоса (концепция имеет много сторонников, особенно в связи с последними открытиями бактериеобразных форм в углистых метеоритах Антартики);

· гипотеза биохимической эволюции – возникновение белков и нуклеотидов из первичного бульона простейших органических соединений небиологическим путем (А. Опарин). Вероятность такого спонтанного самозарождения ничтожно мала, хотя возможность доказана экспериментально;

· концепция энергетического происхождения И. Пригожина, А. Волькейнштейна (воздействие на первичный организм молекулы различных излучений);

· концепция информационного происхождения А.Н. Колмогорова, А.А. Ляпунова и др.;

· гипотеза информационной природы жизни, некоторые ученые высказывают предположение о вечности жизни, т.е. о возникновении жизни вместе с возникновением Вселенной.

Если с возникновением жизни дела и понимание обстоят достаточно туманно, то в вопросе о свойствах живого ясности гораздо больше. Живые организмы:

· имеют высокоупорядоченное строение и состоят из химических соединений, имеющих высокий уровень организации (белков, ДНК, липидов и др.);

· способны к обмену веществ, состоящему из взаимодополняющих процессов синтеза и распада веществ. При распаде веществ образуются компоненты, необходимые для синтеза;

· способны к раздражимости – способны реагировать на изменение состояния окружающей среды;

· способны к росту и развитию, как усложнению организации при увеличении количества клеток, молекул и пр.;

· способны размножаться – способны к самовоспроизведению и передаче наследственной информации;

· у них существует способность к движению как перемещению частей на уровне клетки, организма, биосферы;

· обладают саморегуляцией и самоорганизацией для поддержания гомеостаза – динамического постоянства внутренней среды организма при постоянном воздействии факторов внешней среды;

· обладают наследственностью – способностью передавать признаки и свойства организма из поколения в поколения при размножении.

· обладают изменчивостью – способностью организма изменять свои свойства в процессе приспособления к среде.

В результате, главным свойством живых организмов является их способность к эволюции через адаптации к изменяющимся факторам окружающей среды.

Раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам, называется систематикой [29]. Раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации, называется таксономией. Классификация – распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп – таксонов. Иерархия таксонов:

Растения	Животные
Царство	Царство
Отдел	Тип
Класс	Класс
Порядок	Отряд
Семейство	Семейство
Род	Род
Вид	Вид

Основной таксономической единицей является вид.Вид – это совокупность особей, сходных по строению, имеющий одинаковый набор хромосом и общее происхождение, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал.

Систематика живых организмов, в целом, выглядит так:

I. Неклеточные формы.Царство Вирусы.
II. Клеточные формы:
	1. Надцарство Прокариоты (Procariota*):
		1) царство Бактерии (Bacteria);
		2) царство Архебактерии (Archaebacteria);
		3) царство Прокариотические водоросли:
			а) отдел Синезеленые водоросли, или Цианеи (Суапоbionta);
			б) отдел Прохлорофитовые водоросли, или Прохлорофиты (Prochlorophyta);
	2. Надцарство Эукариоты (Eucariotа):
		1) царство Растения (Plantae):
			а) подцарство Багрянки (Rhodobionta);
			б) подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta);
			в) подцарство Высшие растения (Embryobionta);
		2) царство Грибы (Mycota):
			а) подцарство Низшие грибы (одноклеточные) (Мухоbionta);
			б) подцарство Высшие грибы (многоклеточные) (Mycobionta);
		3) царство Животные (Animalia):
			а) подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa);
			б) подцарство Многоклеточные (Metazoa).

 

Исходя из исключительного разнообразия видов живых существ на земле (по различным подсчетам от 2,5 до 25 млн. видов, ученые расходятся во мнениях относительно количества видов из надкласса Insecta, т.е. насекомых)в систематике для обозначения видов на международном уровне принято использование латинского языка. Каждому вновь открытому виду присваивается родовое название и видовой эпитет в строгом соответствии с его иерархическим положением (например: Homo sapiens – человек разумный).

В кратком изложении основные структурные подразделения живого мира [8,13,20]:

1) Микроорганизмы – примерно 10 млн. видов прокариотических организмов, т.е. не имеющих обособленного ядра. Включают одно царство – Дробянки и 3 подцарства: сине-зеленые водоросли (цианобактерии), архебактерии и собственно бактерии;

2) царство Грибы – около 100 тыс. видов организмов, сходных по некоторым свойствам и с растениями, и с животными. Это гетеротрофные организмы (не способные к образованию органики из неорганических соединений), имеющие клеточную стенку и способные к неограниченному росту. Царство включает 2 отдела: низшие (например, дрожжи) и высшие (например, сыроежки);

3) отдел Лишайники – представляют собой симбиоз гриба и цианобактерий. С экологических позиций весьма важная группа, так как лишайники очень чувствительны к загрязнению атмосферы и служат во всех экосистемах биоиндикаторами загрязнения среды;

4) царство Растения – эукариоты (имеют обособленное ядро), фотосинтезирующие организмы, имеющие клеточную стенку из целлюлозы и запасающие питательные вещества в виде крахмала. Выделяют 2 подцарства:

· низшие растения: водоросли – более 46 тыс. видов;

· высшие растения:

ü мхи более – 309 тыс. видов;

ü плауны, хвощи, папоротники – 10 тыс. видов;

ü семенные растения:

- голосеменные – около 700 видов;

- покрытосеменные – около 250 тыс. видов;

5) царство Животные – отличается от растений отсутствием клеточной стенки и фотосинтезирующих органелл (хлоропластов и др.), гетеротрофностью, способностью запасать питательные вещества в виде гликогена и способностью к движению с помощью специальных органов.

· подцарство простейшие – 15 тыс. видов;

· подцарство многоклеточные:

ü тип кишечнополостные – 20 тыс. видов;

ü типы плоских, круглых и кольчатых червей;

ü тип членистоногие:

- ракообразные – 20 тыс. видов;

- паукообразные – 60 тыс. видов;

- насекомые – от 2 до 25 млн. видов;

ü тип моллюски – 100 тыс. видов;

ü тип иглокожие – 5 тыс. видов;

ü тип хордовые – 45 тыс. видов.

Кроме того, существуют различные классификации исходя из важнейших свойств живых существ. Отдельного рассмотрения требует классификация живых организмов по типу питания. Питание – это процесс потребления вещества и энергии.

По типу питания живые организмы делятся:

1) по источнику энергии:

· фототрофы (используют световую энергию), например, дерево;

· хемотрофы (используют энергию химических связей), например, серобактерии, окисляющие H₂S;

2) по источнику углерода:

· автотрофы (синтезируют органику на свету), например, дерево;

· гетеротрофы (используют в пищу готовые органические вещества), например, коровы;

3) по типу окисляемого субстрата:

· литотрофы (окисляют неорганические соединения H₂O, H₂S, S, H₂);

· органотрофы (окисляют органические вещества).

Гетеротрофы, в свою очередь, делятся:

1) по способу получения пищи:

· фаготрофы (заглатывают куски) – животные;

· осмотрофы (поглощают питательнее вещества через клеточную стенку) – грибы, бактерии;

2) по состоянию пищи:

· биотрофы (питаются живыми организмами):

ü фитофаги (едят растения) – коровы,

ü зоофаги (едят животных) – тигр,

· сапротрофы (питаются мертвой органикой):

ü сапрофиты (растения, живущие на мертвой органике),

ü сапрофаги (животные, питающиеся мертвой органикой),

ü копрофаги (питающиеся экскрементами),

ü некрофаги (питающиеся трупами),

ü детритофаги (питаются донной органикой в различной степени разложения).

Некоторые организмы способны к смешанному типу питания – миксотрофы. Это представители отдела эвгленовых водорослей (зоологи эту группу считают своей и называют ее «растительные жгутиконосцы»). Эти организмы питаются на свету как растения, а в темноте как животные.

Контрольные вопросы

1. Определение понятия «экология».

2. Структура экологических наук.

3. Методы экологии.

4. История развития экологии.

5. Уровни организации материи, изучаемые в экологии.

6. Определение понятия «эмерджентность».

7. Теории происхождения жизни.

8. Свойства живых организмов.

9. Система живых организмов, систематика, таксономия.

10. Классификации живых организмов по качествам.

ОРГАНИЗМ И ФАКТОРЫ СРЕДЫ

Понятие экологических факторов

Живые организмы освоили водную, наземную, воздушную, почвенную и организменную среды благодаря адаптациям различного характера. Адаптация –… Все факторы среды можно разделить на абиотические, биотические и… Абиотические факторы среды - факторы неживой природы:

ТЕМПЕРАТУРА

Главная закономерность взаимодействия температуры на организм описана правилом Вант-Гоффа – повышение температуры ведет к пропорциональному… Q10 = Kt + , где Q – температурное ускорение реакции; 10 – повышение температуры на 10 ºС; Kt – скорость реакции при…

СВЕТ

Как экологический фактор свет имеет огромнейшее значение, так как он является источником энергии для фотосинтеза (табл. 1).

При прохождении солнечной радиации через атмосферу около 19 % поглощается облаками, 34 % отражается обратно в космос, 47 % достигает поверхности Земли, из них 24 % – прямая радиация и 23 % – рассеянная радиация.

В растениях свет выступает как источник энергии для пигментной системы (хлорофилла и его аналогов). Общая формула фотосинтеза:

Световым излучением того же диапазона (400 – 700 нм) активизируются зрительные пигменты животных (родопсин, йодопсин и др).

На уровень фотосинтеза, кроме света, также влияют температура, наличие СО₂ и О₂, а также содержание хлорофилла, строение листа, концентрация ферментов. Нижний предел фотосинтеза от -7 ºС верхний предел – на 10 ºС ниже точки тепловой смерти. Норма содержания СО₂ в атмосфере составляет 0,57 мг/л. При повышении его концентрации до 10 % фотосинтез усиливается, но лишь до известных пределов, при повышении концентрации СО₂ свыше 10 % фотосинтез замедляется.

 

 

Таблица 1. Влияние солнечного излучения на живые системы.

Спектр солнечного излучения	Влияние солнечного излучения
Действие	Особенности
Ионизирующее излучение <150 нм	Мутагенный эффект	В основном отражается озоновым экраном
Ультрафиолетовое (УФ) излучение 150 – 400 нм (5 – 10 % суммарной радиации)	УФ-С 150 – 280 нм	Активно абсорбируется кожей	Почти полностью поглощается озоновым экраном
УФ-В 280 – 320 нм	Канцерогенный эффект через воздействие на ДНК	Способен активировать микроорганизмы и подавлять иммунитет к ним. Большая часть также поглощается озоновым экраном
УФ-А 320 – 400 нм	Стимулирует клеточный синтез, синтез витамина D, обмен Са и Р	Большая часть доходит до поверхности Земли, в воде проникает на глубину 65 м
Видимый свет 400 – 800 нм (40 – 50 % суммарной радиации)	Необходим для ориентирования животных в окружающей среде Источник энергии для фотосинтеза (от 400 до 700 нм) Регулятор биологических ритмов живых организмов	Очень красивый
Инфракрасное излучение 800 – 1000 нм	Определяет активность пойкилотермных организмов Фактор, обусловливающий изменения температуры среды, основной источник тепловой энергии	–

В течение всей эволюции живого организмам приходилось адаптироваться к ритмически меняющимся условиям среды (смене времени суток, времени года). Ритмичность проявления жизнедеятельности свойственна всем живым существам, в ее основе лежат специфические биохимические и физиологические реакции. По современным представлениям в основе биоритмов лежит эндогенная (внутренняя) программа, которая реализуется через систему «гипоталамус – гипофиз». Она синхронизирует изменение жизнедеятельности с изменением состояния окружающей среды. Основное синхронизирующее значение имеет изменение светового режима – фотопериодическая регуляция.

У животных существуют суточные ритмы активности (дневные, ночные и сумеречные животные), у растений со временем суток связано раскрытие и закрытие цветков. Суточные ритмы очень видоспецифичны. Общий характер активности животных определяется типом питания, взаимоотношениями с хищниками и конкурентами, суточными изменениями абиотических факторов. Сигналом к смене активности является режим освещения (пробуждающая яркость). В течение суток может быть один или два пика активности животного (например, активность воробьиных в период размножения наблюдается утром и вечером).

Циркадные ритмы – генетически закрепленные внутренние ритмы с периодом около 24 ч. Эти ритмы были выявлены при опыте с растениями: растение, которое складывало листья на ночь было помещено на свет в течении 24 часов, оно продолжало складывать листья на «ночь» и расправлять их «утром». Природа суточных ритмов также, по-видимому, эндогенна. У человека отличие «сов» от «жаворонков» также определяется околосуточным эндогенным ритмом выхода адреналина в кровь. Мамм Б. и Миллер Д. экспериментально обнаружили гены, ответственные за наследование биоритмов.

Сезонные ритмы – изменение жизнедеятельности организма при сезонной смене климатических режимов. У растений с этими ритмами связано образование семян, накопление питательных веществ. У животных с ними связаны размножение, линька, спячка, миграции и прочее. Четко установлена эндогенная генетическая природа этих ритмов, хотя нельзя вообще выделить чисто эндо- и экзогенные ритмы. Характер внутренних ритмов часто очень существенно меняется под воздействием внешних факторов.

Цирканные ритмы – эндогенные биологические ритмы с окологодовой периодичностью. Как и циркадные ритмы – это собственные биологические часы организма. Опыты показали, что внутренние ритмы всегда несколько меньше астрономических (22,5 часов против 24 часов и примерно 340 суток против 365). Они постоянно сверяются с изменением условий среды, особенно с изменением освещенности – фотопериодизмом. Физиологией этих ритмов управляет та же гипоталамо-гипофизарная система.

По отношению к условиям освещения живые организмы делятся на экологические группы:

· растения

- облигатные гелиофиты (узкоспецифичные светолюбивые);

- облигатные сциофиты (узкоспецифичные тенелюбивые);

- факультативные гелиофиты (теневыносливые);

· животные:

- дневные;

- ночные;

- сумеречные.

ВЛАЖНОСТЬ

· является растворителем (большинство реакций протекает при участии растворов веществ); · выступает как реагент; · является терморегулятором (за счет высокой теплоемкости, теплопроводности и теплоты испарения);

Контрольные вопросы

1. Понятие «среда обитания», адаптации к среде обитания.

2. Классификация факторов среды.

3. Лимитирующие факторы, закон Шелфорда.

4. Толерантность.

5. Температура как фактор среды.

6. Пойкилотермные и гомойотермные организмы.

7. Терморегуляция.

8. Свет как фактор среды.

9. Ритмы проявления жизнедеятельности.

10. Вода как фактор среды.

11. Водно-солевой баланс организмов.

12. Экологические группы организмов по отношению к воде.

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Соотношение Основных понятий популяционной экологии

Морфологические отличия между географическими популяциями не такие явные, как между подвидами. Важнейшая характеристика географической популяции –… В пределах одной географической популяции может быть несколько экологических,… В зависимости от величины ареала и характера распространения различают следующие виды:

СТАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИИ

Плотность – число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема. Оптимальная плотность – это такой уровень плотности,… Половая структура популяции – соотношение особей женского и мужского пола в… Половая структура изменяется в разных возрастных группах, поэтому различают первичные, вторичные и третичные…

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИЙ

    Рождаемость – число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения. Различают… Рис. 5. Кривые роста численности популяций [9] Смертность – величина обратная рождаемости, число особей, погибших в популяции за единицу времени от всех причин.…

Контрольные вопросы

1. Понятия «подвид» и «популяция».

2. Виды популяций.

3. Численность и плотность популяций.

4. Половая структура популяций.

5. Возрастная структура популяций.

6. Генетическая структура популяций.

7. Пространственно-этологическая структура популяций.

8. Рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

9. Стратегии выживания.

10. Гомеостаз популяций.

 

БИОЦЕНОЛОГИЯ

ПОНЯТИЕ И СТРУКТУРА БИОЦЕНОЗОВ

Биоценоз – совокупность популяций разных видов организмов, обитающих на определенной территории (акватории), как правило, состоит из фитоценоза… Экосистема – совокупность совместно обитающих разных видов организмов и… Основная функция экосистем на земле – трансформация потока энергии и вещества. Наличие этого потока – главное условие…

ВАЖНЕЙШИЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Экосистемы океана: Биологическая продукция в экосистемах лимитируется недостатком некоторых… Если подъем глубинных вод не происходит, то цикл обращения биогенных элементов нарушается, что ведет за собой…

Контрольные вопросы

1. Понятия «биоценоз», «биогеоценоз» и «экосистема».

2. Трофическая структура биоценозов.

3. Сукцессии.

4. Видовая структура биоценозов.

5. Пространственная структура биоценозов.

6. Экологическая структура биоценозов.

7. Типы межвидовых взаимоотношений.

8. Классификация экосистем.

9. Экосистемы океана.

10. Экологические зоны Мирового океана.

11. Экосистемы пресных вод.

12. Экосистемы суши.

БИОСФЕРА

СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ

Биосфера имеет определенные границы и охватывает относительно небольшой слой поверхностных оболочек нашей планеты [6,9,13,31]. Каждая из… Биосферу, как местообитание организмов, можно разделить на три подсферы… 1) геобиосферу (верхнюю часть литосферы, населенную геобионтами):

Литосфера

На глубину примерно от 35 до 2885 км простирается мантия Земли, которую называют также силикатной оболочкой. Она отделяется от коры резкой границей… Еще одна обнаруженная сейсмическими методами граница (граница Гутенберга)… На глубинах свыше 5120 км сейсмические методы обнаруживают наличие твердого внутреннего ядра, на долю которого…

Атмосфера

В отличие от атмосферного давления температура с высотой не понижается непрерывно, она убывает приблизительно до высоты 10 км, а затем вновь… На основании осредненного распределения температур метеорологи разработали… Тропосфера – нижний слой атмосферы, простирающийся до первого термического минимума (т.н. тропопаузы). Верхняя граница…

Таблица 2. Газовый состав атмосферы.

Компонент	Содержание, % (от общего объема атмосферы)	Общая масса, х 1020 г
N2	78,0900	38,648
02	20,9500	11,841
Аг	0,9300	0,655
С02	0,0300	0,233
Ne	0,0018	0,000636
Не	0,00052	0,000037
СН4	0,00015	0,000043

Высокое содержание О₂ определяет высокий уровень энергетического метаболизма. Низкая плотность воздуха исключает существование организмов, не связанных с субстратом, поэтому жизнь в атмосфере сосредоточена вблизи поверхности земли (обычно не более 50 – 70 м). Жизнь в атмосфере не отличается вертикальной структурированностью потоков вещества и энергии. Многообразие жизненных форм наземных организмов определяется зональными климатическими и ландшафтными факторами. Форма и движение Земли определяет существование на ней однородных по условиям жизни ландшафтно-климатических зон (тропические леса, пустыни, саванны, степи, леса, тундры, полярные пустыни). Прозрачность атмосферы определяет попадание на поверхность земли солнечного света (47 % от количества света, доходящего до Земли). Примерно половина его – фотосинтетически активная радиация (ФАР) с длинной волны 380 – 710 мм.

Гидросфера

В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан (71 % от поверхности Земли), континентальные воды (5 %) и подземные воды. Большая часть… Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы,… Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном…

Таблица 3. Распределение водных масс и активность водообмена в гидросфере.

Часть гидросферы	Объем воды, тыс. км3	Доля от общего объема воды, %	Активность водообмена, лет
Океан	1 443 700		3 000
Подземные воды,	60 000		5 000
в том числе зоны активного водообмена	4 000	0,3
Ледники	24 000	1,7	8 000
Озера		0,02
Реки	1,2	0,0001	0,03
Влага почвы		0,01
Пары атмосферы		0,001	0,027
Вся гидросфера	1 532 000		2 800

 

Объем остальной части пресных вод составляет доли процентов от общих мировых запасов водных масс. Кроме того, пресная вода неравномерно распределена по поверхности Земли. Около шестой части населения планеты испытывает острую нехватку питьевой воды. Россия обладает 1/4 частью всех мировых запасов пресных вод, причем 80 % отечественных запасов сосредоточено в озере Байкал.

Важнейшей характеристикой различных частей гидросферы является активность водообмена. Наибольшей скоростью водообмена обладают реки, вода в которых сменяется каждые 10 – 11 дней. Именно поэтому, несмотря на малые запасы речных вод (0,0001 % объема всей гидросферы или 1200 км³), они обеспечивают основной объем потребляемой воды, так как обладают значительной способностью к возобновлению и самоочищению.

Обмен веществ в биосфере

Высокая способность биосферы к саморегуляции лежит в основе гипотезы «Геи», согласно которой живой мир рассматривают как единый живой сверхорганизм… · устойчивость к жизни и быстрое разложение после смерти; · способность быстро осваивать все свободное пространство;

КРУГОВОРОТ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ

Геологический (большой) круговорот веществ – процессы образования и разрушения различных форм рельефа в результате геологических процессов при… Биологический (геохимический или малый) круговорот веществ совершается в… Движущей силой антропогенного круговорота (обмена) веществ является человеческая деятельность. Хозяйственная…

Круговорот углерода

1) СО2 поглощается при фотосинтезе зелеными растениями и фотосинтезирующими водорослями; 2) углерод проходит по цепям питания в составе разнообразных органических… 3) углерод выделяется в составе СО2 при дыхании всех видов организмов в воздух и воду;

Круговорот кислорода

Основные этапы круговорота: 1) производство кислорода при фотосинтезе фотоавтотрофами суши и океана; 2) производство кислорода при диссоциации Н2О и О3 в верхних слоях атмосферы под действием ионизирующего и…

Круговорот азота

1) растения и животные содержат азот в составе аминокислот и нуклеиновых кислот; 2) продукты жизнедеятельности организмов (аммиак, мочевина и пр.) и мертвые… 3) нитраты захватываются растениями и встраиваются в аминокислоты:

Круговорот серы

1) сера усваивается в виде сульфатов растениями и грибами. При этом сера переходит в двухвалентное состояние (S2-) и встраивается в белковые… 2) сера окисляется до сульфатов (SO32-) микроорганизмами при распаде мертвых… 3) на дне океана бактерии из рода Десульфовибрио отбирают у сульфатов кислород и, тем самым, восстанавливают серу до…

Круговорот фосфора

1) в биотический круговорот фосфор поступает в процессе разложения организмов и постепенно переходит в фосфаты. Основной путь круговорота –… 2) большая часть фосфора быстро и прочно связывается с металлами почвы,… 3) бактерии и особенно микоризообразующие грибы способны растворять фосфаты своими органическими кислотами. Живя в…

Круговорот микроэлементов в биосфере

Цинк –необходимый компонент некоторых ферментов, способствует клеточному делению, влияет на рост и развитие организма. Избыток его подавляет… Медь входит в состав многих ферментов, осуществляет транспорт газов у… Молибден входит в состав ферментов, определяющих обмен азота в биологических системах (это ферменты – нитрогеназы…

Таблица 5. Характеристики изотопов.

Изотоп	Период полураспада	Вид излучения
Йод-131	8 дней	γ
Плутоний-239	24 тыс. лет	α, γ
Стронций-90	28 лет	β
Цезий-137	27 лет	β

· α-частицы имеют наименьшую проникающую способность и наибольшую энергию. При попадании пыли, излучающей α-частицы, в легкие быстро развивается рак легких;

· β-частицы проникают в ткани на несколько сантиметров, обычно в результате развивается рак крови;

· γ-излучение прошивает организм насквозь и влияет на клетки, которые быстро делятся (кроветворные органы, эпителий кишечника, мужские половые клетки).

В настоящее время особо опасно внутреннее облучение, связанное с попаданием источников излучения внутрь организма, тем более что живые организмы накапливают радионуклиды так же, как тяжелые металлы или пестициды.

Наиболее важные из нескольких сотен радионуклидов:

· стронций (⁹⁰Sr) – химический аналог кальция. Встраивается в костную ткань и практически не выводится из организма, поражая кроветворные органы;

· цезий (¹³⁷Cs) – постоянный спутник ⁹⁰Sr, химический аналог калия, поэтому распределяется по мягким тканям. Период полураспада ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr 27 – 28 лет. В зоне Чернобыля и сейчас радиоактивный фон определяется именно этими изотопами;

· плутоний (²³⁹Pl) входит в состав ядерного горючего. После оседания радиоактивной пыли постепенно вымывается в почву. Если пыль попадает в легкие, за счет действия α-излучения быстро развивается рак легких. Период полураспада очень длительный;

· йод (¹³¹J), его период полураспада всего 8 дней. В организме быстро накапливается в щитовидной железе, поражая ее ткани. Это один из множества короткоживущих изотопов, определяющих радиационный фон первые 1 – 2 месяца после аварий на атомных электростанциях (АЭС).

Однако в большей степени, чем аварии на АЭС прогрессивную общественность беспокоит проблема захоронения радиоактивных отходов. В идеальном варианте контейнеры с «остывшими» отходами должны захороняться в глубоких слоях земной коры, но такие мероприятия по карману только очень богатым странам. Также остро стоит проблема демонтажа выработавших ресурс АЭС.

Реальную же опасность мирного атома для человека может прояснить неумолимая статистика, из сведений которой, следует: среди причин смертности населения развитых стран курение и употребление спиртных напитков перевешивают все другие причины вместе взятые, в том числе и смерть от радиации. Недаром Аристотель говорил, что все зло в мире от незнания.

УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ

Впервые в науку представление о биосфере как особой оболочке земной коры, охваченной жизнью в 1914 г ввел Владимир Иванович Вернадский(1863-1945),… Научные обобщения Владимира Ивановича Вернадского о биосфере и ноосфере были… В основной работе В.И. Вернадского в этом направлении – «Биосфера», написанной в 1926 году, биосфераопределяется как…

ИДЕЯ НООСФЕРЫ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

Чтобы решить экологические проблемы в частности, но в более широком смысле, чтобы преодолеть гуманитарный кризис современной цивилизации, нужна… Усиливающееся, обретающее геологическую мощь и планетарный характер… Понятие «ноосферы» (nois – разум) предложил французский ученый-математик Эдуард Ле Руа во время обсуждения в 1926 году…

Контрольные вопросы

1. Понятие и структура биосферы.

2. Общая характеристика литосферы.

3. Общая характеристика гидросферы.

4. Общая характеристика атмосферы.

5. Свойства и функции живого вещества в биосфере.

6. Понятие и виды круговоротов в биосфере.

7. Круговорот углерода, парниковый эффект.

8. Круговорот кислорода, проблема озонового слоя стратосферы.

9. Круговорот азота, проблема нитратов.

10. Круговорот серы, кислотные дожди.

11. Круговорот фосфора, эвтрофикация водоемов.

12. Круговорот микроэлементов.

13. Радионуклиды в биосфере.

14. Три биогеохимических принципа учения Вернадского о биосфере.

15. Основные положения учения Вернадского о биосфере.

16. Ноосфера по Вернадскому и Тейяру-де-Шардену.

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

ЧЕЛОВЕК КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВИД

Биологическая природа человека проявляется не только в обмене веществ и энергии, в стремлении сохранить жизнь и продолжить ее посредством… 1) витальные; 2) зоосоциальные;

ЧЕЛОВЕК КАК ПРИРОДОПОЛЬЗОВАТЕЛЬ

Понятие природопользования

В широком смысле «природопользование» – материально-практический процесс взаимодействия природы и общества, социально-экономическая деятельность,… В узком смысле «природопользование» – система специализированных видов… Природопользование – глобальный процесс, который определяется по-разному:

Классификация природных ресурсов

Основными компонентами окружающей среды по идеологии природопользования являются не экосистемы, как в экологии, а природные ресурсы – это тела и силы природы, которые на данном этапе развития общества могут быть использованы в качестве предметов потребления или средств производства (являются общественно полезными).

Главные виды природных ресурсов: солнечная энергия, внутриземное тепло, водные ресурсы, земельные, минеральные, лесные, рыбные, растительные, ресурсы животного мира и др. [20]. Природные ресурсы изучаются в двух аспектах:

· как часть национального богатства страны;

· как основа природной окружающей среды, подлежащей охране, восстановлению и воспроизводству.

Классификация природных ресурсов в аспекте национального богатства:

· водные ресурсы – водные запасы, используемые как источник водоснабжения для производственных и бытовых нужд, гидроэнергии, а также как транспортные магистрали и т.д.;

· земельные ресурсы – ресурсы, используемые или предназначенные к использованию в сельском хозяйстве, под строения в населенных пунктах, под железные и шоссейные дороги, а также другие сооружения, под заповедники, парки, скверы и т.п., занятые полезными ископаемыми и другие земельные ресурсы, до последнего времени считавшиеся невоспроизводимым элементом природных ресурсов;

· лесные ресурсы – сырьевые (используемые для получения древесины), а также леса различного назначения – оздоровительные (санитарно-курортные), поле- и лесозащитные, водоохранные и др.;

· минеральные ресурсы – все естественные составляющие литосферы, используемые или предназначенные к использованию в производстве продуктов и услуг как минеральное сырье в естественном виде или после подготовки, обогащения и переработки (железо, марганец, хром, свинец и др.) или источники энергии;

· энергетические ресурсы – совокупность всех видов энергии: солнца и космоса, атомно-энергетической, топливно-энергетической (полезные ископаемые), термальной, гидроэнергии, ветроэнергии и т.д.;

· биологические ресурсы – это все живые средообразующие компоненты биосферы с заключенным в них генетическим материалом. Они являются источниками получения людьми материальных и духовных благ (промысловые объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты, растительные ресурсы, ресурсы животного мира);

Классификация природных ресурсов в аспекте воспроизводства и восстановления:

· неисчерпаемые – полезные элементы климата (атмосферный воздух, осадки, энергия ветра), космические (солнечная радиация, космическая энергия, энергия приливов и отливов и т.п.) и водные ресурсы (воды Мирового океана и морей, энергия падающей воды). Однако под влиянием деятельности людей в отдельных районах Земли они могут сильно уменьшаться или становиться непригодными. Даже воды Мирового океана в результате загрязнения нефтью и некоторыми отходами теряют свои свойства, что ухудшает условия жизни морских растений и животных. Пресные воды, необходимые для жизни людей, стали исчерпаемым ресурсом, что связано с уменьшением водности рек, обмелением и осушением озер, загрязнением сточными водами;

· исчерпаемые – это такие ресурсы, объем которых ограничен, запасы которых по мере эксплуатации уменьшаются вплоть до полного исчезновения. Они делятся на:

- возобновляемые – такие, которые могут быть восстановлены естественным путем, либо с помощью целенаправленной человеческой деятельности, а именно земельные (элементы плодородия почвы), водные (подземные воды зоны активного водообмена) и биологические (леса, водная фауна, растительный и животный мир и т.д.);

- невозобновляемые–большинство полезных ископаемых (ископаемое топливо, металлическое и неметаллическое минеральное сырье), видовой состав растений и животных.

Существует еще много общих и специальных классификаций природных ресурсов, помимо перечисленных. Разумеется, рациональное природопользование предполагает меры по сохранению ресурсного потенциала. А для его оценки введено понятие качества природной среды – это такое состояние экосистем, при котором постоянно обеспечиваются обменные процессы между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Оценка качества природной среды включает множество экологических и экономических показателей, которые реализуются через систему экологического нормирования – установления предельно допустимых воздействий человека на те или иные компоненты природной среды.

Оценив качество среды, необходимо стимулировать нерадивых природопользователей к рациональному природопользованию. Для этого государство задействует административные (стандарты, лицензии, экспертизы) и экономические(субсидии, дотации, платежи, экологические фонды) методы управления природоохранной деятельностью. Причем каждое государство по-своему определяет количество затрат на природоохранную деятельность и природоохранную политику в целом. Она подразумевает:

· обеспечение сохранности природных ресурсов и предотвращение их загрязнения;

· ликвидацию негативных воздействий человеческой деятельности на окружающую среду;

· воспроизводство компонентов природных ресурсов;

· восстановление природных ресурсов;

· рационализацию использования сырьевых и других природных ресурсов путем развития безотходных и малоотходных технологий;

· охрану уникальных природных комплексов от уничтожения, загрязнения и других видов деградации;

· развитие экологически чистых технологий производства.

Каждое из этих направлений представляет собой слаженную систему мер, методов и средств воздействия как на природные, так и на социальные системы. Именно благодаря такому комплексному подходу государством достигается компромисс в противоречивых взаимоотношениях человека и природы. Его сущность состоит в выборе такой стратегии, при которой эффективные мероприятия по предотвращению и ликвидации неблагоприятных последствий хозяйственной деятельности не тормозили бы темпов развития этой самой хозяйственной деятельности (одна рука бьет, другая гладит). И хотя люди еще не могут осуществить полноценное восстановление даже локальных природных систем, первые шаги на пути к реализации понимания необходимости гармонии с природой сделаны. Примером таких позитивных процессов является возможность комплексной оценки любого конкретного вопроса в рамках экологии и природопользования.

Естественные и антропогенные факторы, воздействующие на биосферу

Загрязнители классифицируются как биологические, энергетические и химические. Для разработки профилактических мер и средств защиты от загрязнителей… Загрязнение – это естественный процесс взаимодействия источника загрязнения с… 1) Изменение качества компонентов косной среды (вода, воздух, почва) в результате накопления химических веществ,…

Рис. 12. Классификация объектов загрязнения

Локальные источники загрязнения характерны для отдельных предприятий городов, а также аварий, при которых в воздух, почву и воду одновременно выбрасываются большие количества загрязнителей.

Региональные источники загрязнения занимают промежуточное положение между глобальными и локальными видами загрязнения.

3. По загрязняемой среде различают источники загрязнения, засоряющие воздух, воду, почву, космос.

Объекты загрязнения – это предметы среды обитания, компоненты биосферы, природные системы, подвергающиеся загрязнению.

Объекты загрязнения классифицируются по 4 группам (рис 12).

Загрязнение атмосферы

Наиболее благоприятен для дыхания атмосферный воздух, содержащий (% по объему) азота – 78,08, кислорода – 20,95, инертных газов – 0,93, углекислого… Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих…  

Таблица 6. Источники выбросов вредных веществ в атмосферу.

Вредные вещества	Основные источники	Среднегодовая концентрация в воздухе, мг/м3
естественные	антропогенные
Взвешенные вещества	вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары и др.	сжигание топлива в промышленных и бытовых установках	в городах 0,04-0,4
Диоксид серы	вулканические извержения, окисления серы и сульфатов, рассеянных в море	сжигание топлива в промышленных и бытовых установках	в городах до 1,0
Оксиды азота	лесные пожары	промышленность, автотранспорт, ТЭС	в районах с развитой промышленностью до 0,2
Оксид углерода	лесные пожары, испарения океанов	автотранспорт, ТЭС, черная металлургия	в городах 1-50
Углеводороды	лесные пожары, природный метан	автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы	в районах с развитой промышленностью до 0,3

Естественные источники загрязнения бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо локальными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

К основным загрязняющим веществам, содержащимся в воздушной среде практически всех городов, относятся взвешенные вещества, диоксиды азота и серы, оксид углерода, фенол.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации является автотранспорт, использующий свинец, содержащий бензин.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются взвешенные вещества (пыль, сажа), оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, углеводороды. Основные источники примесей атмосферы и их ежегодные выбросы приведены в табл. 6.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Каждой отрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется, прежде всего, составом веществ, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних. В настоящее время экологические показатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимического производства и ряда других производств изучены достаточно подробно. Меньше исследованы показатели машиностроения и приборостроения, их отличительными особенностями являются: широкая сеть производств, приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1 и 2-го класса опасности, такие, как пары ртути, соединения свинца и т. п.

Классификация и нормирование вредных веществ

Вредное вещество – это вещество, которое в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящих и последующих поколений.

Существуют различные классификации вредных веществ, в основу которых положено их действие на человеческий организм. В соответствии с наиболее распространенной классификацией вредные вещества делятся на шесть групп: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную (детородную) функцию человеческого организма.

Общетоксические вещества вызывают отравление всего организма. Это оксид углерода, свинец, ртуть, мышьяк и его соединения, бензол и др.

Раздражающие вещества вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек человеческого организма. К этим веществам относятся: хлор, аммиак, пары ацетона, оксиды азота, озон и ряд других веществ.

Сенсибилизирующие вещества действуют как аллергены, т.е. приводят к возникновению аллергии у человека. Этим свойством обладают формальдегид, различные нитросоединения, растворители и др.

Канцерогенные веществапри воздействии на организм человека приводят к возникновению и развитию злокачественных опухолей (раковых заболеваний). Канцерогенными являются оксиды хрома, 3,4-бенз(а)пирен, бериллий и его соединения, асбест и др.

Мутагенные вещества при воздействии на организм вызывают изменение наследственной информации. Это радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.

Среди веществ, влияющих на репродуктивную функцию человеческого организма, следует в первую очередь назвать ртуть, свинец, стирол, марганец, ряд радиоактивных веществ и др.

Существует норматив безопасности для контроля содержания вредных веществ в атмосферном воздухе:предельно допустимые концентрации (ПДК), характеризующие безопасное содержание вредных веществ химической и биологической природы в воздухе. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на 1 кубический метр воздуха, т. е. мг/м³.

Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК.

С_i ПДК_i,

где С_i – фактическая концентрация вредного вещества в воздухе, мг/м³;

ПДК_i – предельно допустимая концентрация этого вещества в воздухе, мг/м³.

При одновременном присутствии в воздушной среде нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, должно соблюдаться условие:

,

где C₁, С₂, С₃, ..., С_i – фактические концентрации вредных веществ, одновременном присутствующих в воздухе, мг/м³;

ПДК₁, ПДК₂, ПДК₃, ..., ПДК_i – предельно допустимые концентрации этих веществ в воздухе, мг/м³.

 

Антропогенные проблемы, возникающие при загрязнении атмосферы.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия: 1) превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NО2, SО2, СnНm бенз(а)пирена,… 2) образование смога при интенсивных выбросах NОХ, СnНm;

Таблица 7. Города с большим уровнем загрязнения атмосферы в 2006 г.

Город	Вещества, определяющие уровень загрязнения	Отрасль промышленности, создающая загрязнение
Братск	Бенз(а)пирен, формальдегид, сероуглерод, фтористый водород	Цветная металлургия, целлюлозно-бумажная, энергетика
Иркутск	Бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота	Энергетика, тяжелое машиностроение
Магнитогорск	Бенз(а)пирен, сероуглерод, стирол, диоксид азота	Черная металлургия
Москва	Формальдегид, бензол, диоксид азота	Автотранспорт, нефтехимическая промышленность
Омск	Аммиак, формальдегид	Нефтехимическая, химическая промышленности

 

Общая схема реакций образования фотохимического смога сложна и в упрощенном виде может быть представлена реакциями:

NО₂ + hv NО + О

О + О₂ О₃

С_nН_m + О ПАН (пероксиацилнитраты)

С_nН_m + О₃) ПАН (пероксиацилнитраты)

Смог весьма токсичен, так как его составляющие обычно находятся в пределах: О₃ – 60-75 %, ПАН, Н₂О₂, альдегиды и др. – 25-40 %.

Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия). Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х годах в г. Лос-Анджелес, теперь периодически наблюдаются во многих городах мира.

Воздействие фотохимических составляющих на человека и растительность представлено в табл. 8.

 

Таблица 8. Воздействие фотохимических оксидантов на человека и растительность.

Концентрация оксидантов, мкг/м3	Экспозиция, ч	Эффект воздействия
		Повреждение растительности
	-	Раздражение глаз
		Обострение респираторных заболеваний
		Ухудшение спортивных показателей

 

Кислотные дождиизвестны более 100 лет, однако, эта проблема возникла около 20 лет назад

Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SО₂, NО_х, Н₂S. Кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Например, концентрация SО₂ (мкг/м³) обычно такова: в городе 50 – 1000, на территории около города в радиусе около 50 км 10 – 50, в радиусе около 150 км 0,1 – 2, над океаном - 0,1.

Основными реакциями в атмосфере являются:

I вариант: SО₂ + ОН = НSО₃; НSО₃ + ОН = Н₂ SО₄ (молекулы в атмосфере быстро конденсируются в капли);

II вариант: SО₂ + hv = SО₂^* (SО₂^* - активированная молекула диоксида серы);

SО₂^* + О₂ = SО₄;

SО₄ + О₂ = SО₃ + О₃;

SО₃ + Н₂О = Н₂ SО₄.

Реакции обоих вариантов в атмосфере идут одновременно. Для сероводорода характерна реакция Н₂S + О₂ = SО₂ + Н₂О и далее I или II вариант реакции.

Источниками поступления соединений серы в атмосферу являются: естественные (вулканическая деятельность, действия микроорганизмов и др.) 31 – 41 %, антропогенные (ТЭС, промышленность и др.) 59 – 69 %; всего поступает 91 – 112 млн. т в год.

Концентрации соединений азота (мкг/м) составляют: в городе 10...100, на территории около города в радиусе 50 км 0,25 – 2,5, над океаном - 0,25.

Из соединений азота основную долю кислотных дождей дают NО и NО₂. В атмосфере возникают реакции:

2NО + О₂ = NО₂,

NО₂ + ОН = НNО₃.

Источниками соединений азота являются: естественные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63 %, антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37 %; всего поступает 51 – 61 млн. т в год.

Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных предприятий и автотранспорта. В городах их концентрация достигает 2 мкг/м³.

Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства соответственно в течение 2 и 8 – 10 суток. За это время они могут вместе с атмосферным воздухом пройти расстояние 1000 – 2000 км и лишь после этого выпадают с осадками на земную поверхность.

Различают два вида седиментации: влажная и сухая. Влажная – это выпадение кислот, растворенных в капельной влаге, она возникает при влажности воздуха 100,5 %; сухая – реализуется в тех случаях, когда кислоты присутствуют в атмосфере в виде капель диаметром около 0,1 мкм. Скорость седиментации в этом случае весьма мала и капли могут проходить большие расстояния (следы серной кислоты обнаружены даже на Северном полюсе).

Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействие обычно не представляет опасности, так как концентрация кислот в атмосферном воздухе не превышает 0,1 мг/м³, т.е. находится на уровне ПДК (ПДК_сс = 0,1 и ПДК_мр = 0,3 мг/м³ для Н₂SО₄). Такие концентрации нежелательны для детей и астматиков.

Прямое воздействие опасно для металлоконструкций (коррозия со скоростью до 10 мкм/год), зданий, памятников и т. д. особенно из песчаника и известняка в связи с разрушением карбоната кальция.

Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды (рН = 7 – нейтральная среда). От значения рН воды зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, их накопление в корнеплодах, а затем и в организме человека. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение рН питьевой воды способствует поступлению в организм человека указанных выше металлов и их соединений.

В нашей стране повышенная кислотность осадков (рН = 4 – 5,5) отмечается в отдельных промышленных регионах. Наиболее неблагополучны города Тюмень, Тамбов, Архангельск, Северодвинск, Вологда, Петрозаводск, Омск и др. Плотность выпадения осадков серы, превышающая 4 т/(км²год), зарегистрирована в 22 городах страны, а более 8 – 12 т/(км²_*год) в городах: Алексин, Новомосковск, Норильск, Магнитогорск.

Парниковый эффект.Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. На ее долю приходится основная часть поступающей в биосферу теплоты (табл. 9).

Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около +15 °С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура биосферы составляла бы приблизительно –15 °С.

Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности – инфракрасном (ИК). Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных минигазов (СО₂, Н₂О, СН₄, О₃ и др.) и пыли в ее составе.

 

Таблица 9. Годовое распределение теплоты от различных источников

	Дж/год	%
Теплота от солнечной радиации	25 1023	99,8
Теплота от естественных источников (из недр Земли, от животных и др.)	37,46 1020	0,18
Теплота от антропогенных источников (энергоустановок, пожаров и др.)	4,2 1020	0,02

 

Чем выше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта. ИК – излучение поглощается метаном, фреонами, озоном, оксидом диазота и т.п. в диапазоне длины волн 1 – 9 мкм, а парами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и более. В последние годы наметилась тенденция к значительному росту концентраций СО₂, СН₄, N₂О и других газов в атмосфере (табл. 10).

 

Таблица 10. Рост концентрации СО₂ к 2050 году

Год
Концентрация СО2, млн-1							450-600	700-750

Аналогично изменяются концентрации метана, оксида азота, озона и других газов. Рост концентраций СО₂ в атмосфере происходит вследствие уменьшения биомассы Земли и увеличения техногенных поступлений.

Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт, они выделяют СО₂; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступления СН₄; холодильное оборудование, бытовая химия – фреонов; автотранспорт, ТЭС, промышленность – оксидов азота и т. п.

В результате в биосферу дополнительно поступает теплота порядка 70_*10²⁰ Дж/год, при этом на долю отдельных газов приходится: СО₂ – 50 %, фреонов – 15, О₃ – 5, СН₄ – 20, N₂О (оксид азота) – 10 %. Доля парникового эффекта в нагреве биосферы в 16,6 раза больше доли других источников антропогенного поступления теплоты.

Рост концентраций минигазов в атмосфере и как следствие повышение доли теплоты ИК-излучения, задерживаемой атмосферой, неизбежно сопровождается ростом температуры поверхности Земли. В период с 1880 по 1940 г. средняя температура в северном полушарии возросла на 0,4 °С, а в период до 2030 г. она может повыситься еще на 1,5 – 4,5 °С. Это весьма опасно для островных стран и территорий, расположенных ниже уровня моря. Есть прогнозы, что к 2050 г. уровень моря может повыситься на 25 – 40 см, а к 2100 – на 2 м, что приведет к затоплению 5 млн. км² суши, т.е. 3 % суши и 30 % всех урожайных земель планеты.

Парниковый эффект в атмосфере – довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1 – 5 °С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.

Разрушение озонового слоя. Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний.

Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора, азота. По оценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 10⁵ молекул озона, одна молекула оксидов азота – до 10 молекул.

Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы; технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд», военные), в выхлопных газах которых содержатся до 0,1 % общей массы газов соединения NО и NО₂; ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора. Состав выхлопных газов космических систем (т) на высоте 0 – 50 км приведен в табл. 11.

 

Таблица 11. Состав выхлопных газов космических систем (т) на высоте 0-50 км

	Соединения хлора	Оксиды азота	Пары воды, водород	Оксиды углерода	Оксиды алюминия
«Энергия» и «Буран», СССР
«Шаттл», США

 

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 лет. Источниками поступления фреонов являются: холодильники при нарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованием фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п.

По оценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 1973 г. достигло 0,4 – 1 %; к 2000 г. ожидается 3 %, к 2050 г. – 10 %. Ядерная война может истощить озоновый слой на 20 – 70 %. Заметные негативные изменения в биосфере ожидаются при истощении озонового слоя на 8...10 % общего запаса озона в атмосфере, составляющего около 3 млрд. т. Заметим, что один запуск космической системы «Шаттл» сопровождается разрушением около 0,3 % озона, что составляет около 10⁷ т озона.

Загрязнение земель

Ежегодно из недр страны извлекается огромное количество горной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в производстве около 7 % объема… По данным Госкомстата, в 1990 г. 10 тыс. промышленных предприятий образовали… Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность…

Таблица 12. Источники и вещества, загрязняющие почву.

Вещества	Источники загрязнения почвы
промышленность	транспорт	ТЭС	АЭС	сельское хозяйство
Тяжелые металлы и их соединения (Нg РЬ, Сd и др.)	+	+	+	-	+
Циклические углеводороды, бенз(а)пирен	+	+	+	-	+
Радиоактивные вещества	+	-	+	+	-
Нитраты, нитриты, фосфаты, пестициды	-	-	-	-	+

 

Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:

- отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия; по данным ООН, ежегодно выводится из строя около 6 млн. га плодородных земель;

- чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения; в настоящее время до 70 % токсичного воздействия на человека приходится на пищевые продукты;

- нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;

- загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.

Энергетическое загрязнение техносферы

Классификация энергетических загрязнений представлена на рисунке 13. Существует норматив безопасности для факторов, вызывающих энергетическое…   Рис. 13. Классификация энергетических загрязнений

Загрязнение водоемов и качество питьевой воды

  Доказано, что концентрация ряда химических веществ (тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов, глобальных…

Таблица 16. Нормативы содержания диоксинов в объектах окружающей среды в различных странах

Среда	Ед.изм.	США	Германия	Италия	Россия
Атмосферный воздух населённых мест	пг/м³	0,02	-	0,04	0,5
Воздух рабочих помещений	пг/м³	0,13	-	0,12	-
Вода	пг/л	0,013	0,01	0,05
Почва сельскохозяйственных угодий	нг/кг				-
Почва, не используемая в сельском хозяйстве	нг/кг		-		-
Пищевые продукты	нг/кг	0,001	-	-	-
Молоко (пересчёт на жир)	нг/кг	-	1,4	-	5,2
Рыба (пересчёт на жир)	нг/кг	-	-	-

 

Контроль над содержанием диоксинов в России, несмотря на его очевидную актуальность и социальную значимость, сдерживается из-за отсутствия правовой и материальной базы.

Изложенные факты требуют немедленного объединения усилий средств массовой информации, административных органов России, контролирующих организаций и общественности для решения проблемы комплексного обследования регионов на наличие диоксинов в объектах окружающей среды и производимой продукции с целью локализации и ликвидации очагов загрязнений, защиты человека и природной среды.

В 1993 году в Республике Башкортостан была создана республиканская государственная программа "Диоксин", направленная на систематическое широкомасштабное комплексное исследование загрязнения территории диоксинами, а также на изучение их влияния на здоровье населения. Разработка программы стала следствием сведений о присутствии в питьевой воде Уфы до нескольких тысяч ПДК диоксинов. В этой связи загрязненная диоксинами территория обанкротившегося ОАО "Уфахимпром" должна была быть полностью законсервирована и рекультивирована.

По словам заведующего кафедрой химического факультета БГУ Марса Сафарова — инициатора этой программы и ее руководителя в течение нескольких лет, — за эти годы республика накопила колоссальный опыт по изучению диоксинов. Достаточно сказать, что по этой теме в Уфе написано шесть докторских диссертаций - такого показателя нет нигде в мире. Однако профессор М. Сафаров также утверждает: никаких реальных улучшений экологической обстановки в Башкирии за годы правления М.Рахимова власти не добились, да и не очень-то добивались. Кабинет министров РБ принял ряд постановлений: «Перечень первоочередных мероприятий по локализации и снижению уровня диоксинового загрязнения городов Уфа и Стерлитамак» и «Перечень неотложных природоохранных мероприятий, направленных на сокращение диоксинового загрязнения», но ни один из пунктов названных перечней не выполнен. Но чтобы успокоить общественное мнение, утверждает М. Сафаров, региональные нормативы качества питьевой воды завышены, а результаты анализов фальсифицируются.

Наиболее верный способ избавления от диоксиновой проблемы был применен в итальянском городе Совезо, где взорвался небольшой химзавод. Он был полностью снесен и захоронен вместе с 20-сантиметровым слоем земли. Работа по рекультивации заняла более восьми лет и потребовала несколько миллиардов долларов международного финансирования. На его месте сегодня растет дубовая роща. Однако, уникальный проект рекультивации ОАО "Уфахимпром" не потянет ни республиканский, ни даже российский бюджет.

Правительство России приняло федеральную целевую программу "Диоксин" только спустя три года после Башкортостана. Федеральная целевая программа "Защита окружающей природной среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов на 1996 - 1997 годы" утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 05.11.95 №1102 и выполнена. Исчезли ли диоксины из окружающей среды в этой связи?..

Обеспечение населения качественной питьевой водой:

Анализ современной экологической ситуации показывает, что для решения проблемы обеспечения населения качественной питьевой водой потребуется разработка и реализация крупных программ международного, государственного, регионального и городского уровня с привлечением крупных финансовых средств. На реализацию этих программ уйдет не одно десятилетие. Основные направления реализации таких программ:

1) контроль и регулирование (ограничение) потребления воды питьевого качества;

2) очистка воды перед сбросом в природные системы;

3) отказ от технологий водоподготовки питьевой воды хлорированием (переход на озонирование или обработку ультрафиолетовыми лучами);

4) включение в систему водоподготовки очистку от диоксинов (активированным углем, шунгитами);

5) отказ от технологий, связанных с появлением глобальных экотоксикантов (например, диоксина);

6) защита от вторичного загрязнения питьевой воды системами ее транспортировки (водопроводными системами);

7) приведение отечественных стандартов качества питьевой воды в соответствие с мировыми;

8) широкое внедрение системы мониторинга качества воды, в том числе по диоксинам;

9) широкое освещение в средствах массовой информации проблем качества питьевой воды и современных методов обеспечения ее безопасного употребления;

10) широкое внедрение в практику применения индивидуальных систем очистки питьевой воды (бытовых фильтров);

11) экологическое образование и просвещение в этой области.

Что же делать современному жителю пока реализуются программы, многие из которых еще не разработаны, а существуют только в умах ученых. Для защиты здоровья людей от некачественной питьевой воды сегодня можно предложить такие варианты решения проблемы:

· использовать для питья привозную воду, распространяемую через торговую сеть или поставленную из местных водоисточников, но только с известным качеством воды. Второе менее надежно, так как качество воды не всегда известно;

· широкое распространение и использование портативных водоочистителей (бытовых фильтров).

Не менее важной является задача обеспечения населения достоверной информацией о степени опасности и практических способах защиты.

Бытовые фильтры должны решить четыре основные проблемы:

1) нормализовать питьевую воду по санитарно-химическим показателям, т.е. снизить концентрацию тех химических веществ, по которым превышена ПДК;

2) нормализовать питьевую воду по микробиологическим показателям. Врачи давно рекомендуют употреблять только кипяченую воду. Но человеческому организму не требуется кипяченая вода, так как в ней отсутствует кислород и макромолекулярная структура;

3) уменьшить диоксиновую опасность, особенно для городов, стоящих на реках с повышенным содержанием фенолов;

4) уменьшить уровень радионуклидов в питьевой воде.

Население, потребляющее воду из децентрализованных источников (колодцев, скважин), для защиты своего здоровья должно:

1) сделать анализы питьевой воды в лабораториях Центра санитарно-эпидемиологического надзора и потреблять ее только в случае подтверждения ее пригодности в качестве питьевой (это должны для вас сделать бесплатно);

2) если по каким-либо показателям вода не соответствует принятым нормативам, ее необходимо очищать так же, как и водопроводную.

Отечественные фильтры, как правило, доступны по цене, но неудобны в использовании. Разработка и выход на рынок более удобных в эксплуатации систем сдерживается низкой покупательной способностью населения.

Изменяющийся по качеству окружающий нас мир диктует нам и новый образ жизни. Локальные системы для очистки питьевой воды, приобретение питьевой воды через торговую сеть – неотъемлемые элементы этого нового образа жизни. Пока эти способы – единственное, что защитит нас от некачественной питьевой воды.

Состояние защищенности от угроз, возникающих в результате антропогенных и природных воздействий на окружающую среду – предмет исследования экологической безопасности – суммы условий, при которых достигается ограничение или исключение вредного воздействия хозяйственной деятельности человека на природную среду и человечество в целом. В понятие «экологической безопасности» входит система регулирования и управления, позволяющая прогнозировать, не допускать, а в случае возникновения – ликвидировать развитие чрезвычайной ситуации. Разумеется, экологическая безопасность подразумевает наблюдение за условиями среды и потенциально опасными объектами (мониторинг) и различные формы контроля (выбросов, стоков и пр.), а также вопросы безопасности в отдельных отраслях человеческой деятельности.

На глобальном уровне управление экологической безопасностью предполагает прогнозирование и отслеживание процессов биосферного масштаба (например, парникового эффекта). На этом уровне для государств возможны межправительственные соглашения, участие в реализации межгосударственных программ. Главное достижение на этом уровне – запрещение испытаний ядерного оружия во всех средах, кроме подземных испытаний.

На государственном уровне решаются вопросы экологизации экономики, внедрения новых безопасных технологий, условий для рационального природопользования.

Локальный уровень включает именно контроль экологичности производств, контроль выбросов, стоков, санитарного состояния и природоохранную деятельность.

Вне зависимости от масштаба объектом управления всегда является окружающая природная среда.Поэтому в схеме управления экологической безопасностью обязательно присутствует анализ экономики, финансов, ресурсов, правовых вопросов, административных мер, образования и культуры.

Контрольные вопросы

1. Проявления биологической природы человека.

2. Классификация и общая характеристика рефлексов.

3. Принципиальные отличия человека от животных.

4. Сущность и значение природопользования.

5. Рациональное и нерациональное природопользование.

6. Природные ресурсы, классификации природных ресурсов.

7. Механизмы управления природоохранной деятельностью.

8. Водные массы Земли.

9. Использование и загрязнение воды.

10. Качество питьевой воды.

11. Хлорирование воды, образование диоксинов.

12. Действие диоксинов на организм.

13. Очистка воды.

14. Понятие «экологическая безопасность».

АСПЕКТЫ СОЦИАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ

Сегодня демографическая политика Российской Федерации направлена на стимулирование рождаемости с целью преодоления неблагоприятной демографической… Человек со всеми его насущными заботами и запросами, проблемами и надеждами… 1) хорошее жилье,

Контрольные вопросы

1. Дайте определение термину «демографический взрыв».

2. Дайте определение термину «здоровье населения».

3. Сформулируйте основные характеристики социального здоровья людей.

4. Какие факторы оказывают влияние на здоровье населения?

5. Сформулируйте основные социальные проблемы семьи.

Правовые и социальные аспекты взаимодействия человека с природой

ПОНЯТИЕ, ОБЪЕКТЫ И ИСТОЧНИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРАВА

Взаимодействие общества и природы как естественный и объективный процесс, необходимое условие существования человека проявляется в двух основных… Обострение экологических проблем поставило общество перед необходимостью… Концептуальное значение для уяснения экологических аспектов государственно-правового воздействия на отношения,…

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

В настоящее время система органов государства, осуществляющих функции в сфере природопользования и охраны окружающей природной среды, весьма сложна… Органы общей компетенции - высшие государственные органы управления (Президент… Органы специальной компетенции - это государственные органы, специально уполномоченные выполнять функции…

Наиболее важные функции государственного экологического управления

Государственный земельный кадастр содержит систему необходимых сведений и документов о правовом режиме земель, их распределении по собственникам… Данные государственного земельного кадастра подлежат обязательному применению… Государственный водный кадастр представляет собой свод данных о водных объектах, об их водных ресурсах, использовании…

Экологический мониторинг и контроль

· наблюдение за состоянием окружающей природной среды и отдельных природных объектов, за происходящими в ней физическими, химическими,… · обобщение и оценку полученной информации о состоянии окружающей природной… · прогнозирование изменений состояния окружающей природной среды с целью предупреждения его отрицательных…

Контрольные вопросы

1. Правовая экология, экологическое право.

2. Формы и принципы охраны окружающей природной среды.

3. Экологические права и обязанности граждан.

4. Источники экологического права.

5. Собственность на природные ресурсы.

6. Государственное экологическое управление.

7. Экологическая экспертиза.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

1) охрана и оздоровление окружающей природной среды. 2) рациональное использование природных ресурсов. 3) сохранение и развитие социосферы.

СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КАК ПОЛИТИЧЕСКИЙ ФАКТОР

На сегодняшний день, когда нежелательные и даже опасные изменения в природной среде сказываются на социальном самочувствии многих миллионов людей,… Смысл политического аспекта социальной экологии заключается в том, что в… Идет процесс трансформирования экологических проблем в политические. За сравнительно короткий срок приобрели…

Контрольные вопросы

1. Сформулируйтецели социально-экологической политики.

2. В чем заключаются основные задачи социально-экологической политики?

3. Дайте определение понятию «гуманизм социальной политики».

4. Пути решения задач экологической и социально-политической безопасности.

5. Какая взаимосвязь социальной экологии и политики?

6. Что послужило толчком к созданию концепции политической экологии?

Экологическая культура

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Когда мы говорим об экологической культуре, то имеем в виду отношения человека и общества не только к природе: воде, почве, атмосфере, но и к самому… В экологическом воспитании на первый план выдвигается формирование у людей… Гуманизм – мировоззрение, проникнутое любовью к человеку, уважением к человеческому достоинству, заботой о благе…

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕ И ОБРАЗОВАНИЕ

Сущность антропоцентрического экологического сознания выражает дословная трактовка термина «природопользование». Природа объявляется собственностью… Психологи выделяют 16 типов отношения человека к природе. В этой классификации… Естественно, возникает потребность в формировании системой современного образования экоцентрической личности с ее…

Рис. 21. Функции экологического образования

Одним из важнейших элементов экологической культуры являются основные показатели экологической образованности, складывающиеся в процессе общего образования.

Образование как специальный институт выполняет экономическую, социальную и культурную функции общества (рис. 21).

1) Экономическая функция образования состоит в формировании социально-профессиональной структуры и работника, владеющего необходимыми экономическими знаниями и навыками.

2) Социальная функция образования заключается в участии в процессах социализации личности.

3) Культурная функция образования состоит в том, чтобы использовать ранее накопленную культуру в целях социализации индивида, формирования его творческих способностей.

Цель экологического образования – накопление того объема знаний, умений и навыков взаимоотношения общества и природы, который необходим любому человеку, кем бы он потом ни работал, чем бы ни занимался. Каждый человек, работающий в любой отрасли хозяйства, экономики и культуры, должен владеть минимумом знаний по экологии.

В формировании экологического образования первостепенное значение имеет усвоение принципов охраны природы и рационального природопользования. Для этого необходимо преодолеть несколько стереотипов мышления и поведения, широко распространенных в прошлом. Это убежденность в том, что наша страна обладает несметными природными богатствами, и они избавляют нас от заботы об их экологичном использовании. Такое представление наложило отпечаток и на внешнеэкономическую деятельность государства и, прежде всего, служит оправданием сырьевой направленности экспорта: нефти, газа, древесины, пушнины.

На пути к экологической образованности важно определить у человека уровень экологических знаний, а также знание источников загрязнений окружающей среды по стране и региону. Располагать этими данными необходимо как для общей ориентации в экологической обстановке, так и для включения в практическую деятельность по устранению или ограничению действия конкретных факторов, наносящих ущерб природе и здоровью людей.

Важное направление в экологическом образовании имеет экологизация кругозора. Главным средством достижения этой цели выступает развитие навыков самообразования, любознательности, потребности в постоянном пополнении экологических знаний. Экологизация кругозора предполагает овладение знаниями, смежными с экологическими, и отражает взаимосвязь экологических отношений с экономикой, научно-техническим прогрессом, политикой, правом и т.д.

В эколого-технической области решаются три взаимосвязанные задачи рационализации природопользования как составляющие политики обновления нашего общества.

1) Первая задача состоит в том, чтобы глубже проанализировать опыт и уроки прошлого, когда природоохранная тематика находилась на периферии науки и экологические последствия технологических применений науки носили в основном негативный характер. По причине неудовлетворительных технических решений экологических проблем почти третья часть ранее созданных и поныне действующих очистных сооружений не обеспечивает очистку сточных вод до нормативных показателей.

2) Вторая задача – эффективно устранять недостатки теперешней практики природопользования, в том числе и в научно-техническом обеспечении защиты окружающей среды.

3) Третья задача состоит в том, чтобы разработать научно-технические основы решения как возникших в прошлом, так и новых экологических проблем, выдвигаемых в связи с необходимостью перехода к интенсивной экономике, хозяйственного освоения северных и восточных районов страны, особенно нестабильных в экологическом отношении, и другими процессами.

Помимо экологизации экономики, политики, права, экологизация ныне начинает проявляться и в развитии техники и технологии. Речь идет о разработке новых технологических процессов, среди которых ведущая роль отводится безотходной технологии, поскольку она является одновременно и экологически чистой, и природосберегающей.

Немаловажное значение в экологическом образовании имеет также правильное определение причин экологических бедствий. К ним относятся экологическая неграмотность и малограмотность многих наших людей, низкая эффективность и некомпетентность пропаганды как устной, так и печатной. Не поставлен в центр внимания экологической деятельности человек.

Учитывая эти особенности, экологическое образование в нашей стране разворачивается (хотя и медленно) на двух уровнях.

Первый уровень – общее экологическое образование: в каждом учебном заведении появились курсы общей экологии. Ведь все специальности в той или иной степени связаны с проблемами экологии. Сейчас на базе крупнейших вузов организуются региональные центры Всероссийской службы информации, занимающиеся распространением знаний по экологии. Прослушав курс по месту учебы, в этих центрах можно затем пройти аттестацию и получить свидетельство об общем экологическом образовании.

Второй уровень — это подготовка профессионалов. Сейчас в 21 вузе РФ открыто обучение по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».

СТРУКТУРА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В РОССИИ

Одновременно с общеобразовательными учреждениями развернута работа в учебных заведениях начального и среднего экологического образования.… - введение в специальности и профессии экологического профиля; - создание специализированных образовательных учреждений, готовящих специалистов по промышленной и аграрной…

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИДЕОЛОГИЯ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АКТИВНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

Идеология базируется на искусственно созданной системе ценностей, которые при правильном внедрении формируют у людей нужные мотивации. Основная… В древней Индии существовали касты, каждая из которых имела жёсткую систему… В современном мире господствует рыночная идеология, декларируемые ценности которой – благосостояние и безопасность, а…

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются особенности экологической культуры?

2. Что означает термин «экология культуры»?

3. Сформулируйтеглавную цель экологического воспитания и образования.

4. В чем заключаются основные задачи экологического воспитания и образования?

5. Какие функции выполняет экологическое образование?

6. Расскажите о структуре экологического образования в России.

7. Принципы формирования экологической идеологии.

МеждународнОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО в области экологии

Вопросы охраны окружающей среды в ряде случаев не могут являются проблемой одной страны. Воздух атмосферы, воды Мирового океана, радиационный фон,…

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ В СТОКГОЛЬМЕ

Начало периоду развития международного экологического сотрудничества положило решение Генеральной Ассамблеи ООН в 1968 г. о созыве в 1972 г.… Конференция ООН по окружающей среде состоялась в июне 1972 г. в Стокгольме… Конференция приняла Декларацию по окружающей человека среде. Основные ее положения гласили:

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ В РИО-ДЕ-ЖАНЕЙРО

Декларация по окружающей среде и развитию, принятая на конференции ООН в Рио-де-Жанейро 14.06.1992 г., содержит около 40 разделов по направлениям… На конференции были одобрены пять основных документов: «Декларация Рио об… 1) декларация, в которой провозглашены основные принципы. Пять из них посвящены правам человека, роли женщины,…

Контрольные вопросы

1. Стокгольмская конференция по окружающей среде.

2. Основные положения Декларации Стокгольмской конференции.

3. Международная конференция Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию.

4. Какие документы были приняты на конференции в Рио-де-Жанейро?

5. Сформулируйте принципы устойчивого развития.

6. Способы регулирования экологической угрозы в мире.

Экология дальневосточного региона

ИСТОРИЯ ПРИАМУРЬЯ

Археологические сведения о заселении бассейна Амура

Древнейшие в Приамурье археологические местонахождения обнаружены в долине р. Зеи — у села Филимошки, около поселка Усть-Ту, а также у села Кумары в… Первые факты указанной темы, доступные анализу, относят к концу плейстоцена и… Размещение носителей одной культуры в районах, различающихся по природным факторам, свидетельствует о длительном…

Открытие и присоединение к России хабаровского Охотоморья и Приамурья

Усиление самодержавной власти требовало все больше и больше средств на содержание аппарата управления. Поэтому царь и его окружение были… В 1581 году с берегов Камы через Уральский хребет выступил казачий отряд под… Огромные пространства северной части края были присоединены к России раньше Приамурья. По Аяно-Майскому и Охотскому…

Заселение края

Для облегчения пользования Охотским трактом власти задумали создать постоянное притрактовое население. Решено было основать по факту станции, в… Поселенцы, на которых вначале возложили только одну обязанность - жить на… Но жизнь в далекой, безлюдной тайге, несмотря на помощь государства, оказалась для поселян довольно трудной. Скот…

Климат Приамурья

Климат Хабаровского края формируется в результате взаимодействия радиационных и циркуляционных процессов. Радиационные процессы определяют условия… Величины суммарной радиации определяются широтой, от которой зависит угол… Горный рельеф и прилежащие моря с повышенной облачностью уменьшают поступление суммарной радиации. Так, метеостанция…

Таблица 17. Число дней с воздушными массами различного происхождения для города Хабаровска

	Тропический воздух	Воздух умеренных широт	Арктический воздух
	кТВ	мТВ	кУВ	мУВ	-
Число дней ряемость в %
%

 

На территории края абсолютно преобладает континентальный воздух. Вместе с арктическим воздухом, который приходит из восточного сектора Арктики и является по сути тоже континентальным, по крайней мере 10 месяцев в году, когда арктический бассейн скован льдом, на кУВ и к АВ приходится 93 %.

Климат края континентальный: холодная зима и теплое лето, большая годовая амплитуда воздуха - 45-60°, умеренное количество осадков - 500-600 мм на равнинах.

Летом через Монголию из Китая поступает континентальный тропический воздух, отличающийся высокими температурами, засухами. С тайфунами с Желтого моря прорывается морской тропический воздух. На долю тропического воздуха приходится всего 5 %, характерен он для юга края.

Муссонные черты климата края отражены в следующих его характеристиках: холодная сухая продолжительная зима, относительно теплое влажное лето, сезонная смена давления, направлений ветра, облачности, абсолютной влажности, осадков.

Климат Хабаровского края является континентальным с муссонными чертами. В основном он определяется общепланетарными макропроцессами.

Хабаровский край - преимущественно горная страна: 82 % его территории представлено горами. Рельеф выполняет важную климатообразующую роль.

Рельеф перераспределяет поступающую суммарную солнечную радиацию. С высотой уменьшается масса воздуха, суммарная радиация должна бы расти. Но в горах увеличивается облачность, которая уменьшает суммарную радиацию. Выполненные наблюдения на хребте Сунтар-Хаята (север края) на высоте 2068 м показывают, что суммарная радиация больше, чем на прилежащих равнинах, всего на 15 % за счет большей облачности. В среднем в горах края суммарная радиация увеличивается на каждые 1000 м высоты на 5-10 %. В горах утром и вечером держится плотный туман, который тоже сокращает поступление радиации. Цифры приведены для горизонтальной поверхности. Разница между северными и южными склонами невелика. Северные склоны крутизной 10-30° получают радиацию на 25 % меньше горизонтальной поверхности. Учитывая, что склоны как форма поверхности в горах преобладают, горы в целом получают меньше, чем горизонтальная поверхность. Только проведение стационарных актинометрических наблюдений даст ответ на этот вопрос.

Вертикальный температурный градиент в горах составляет 0,6° на 100 м высоты. Это значит, что при подъеме на 2000 м, температура понизится на 12°. Даже в июльскую жару на вершинах гор температура в полдень не поднимается выше +10-12° (это температура южной границы зоны тундры).

При распределении осадков в горах большую роль выполняет экспозиция склонов. На западных наветренных склонах Буреинского хребта за год выпадает до 820 мм осадков, на западных склонах Сихотэ-Алиня - до 1020 мм, на восточных подветренных - 600 мм.

Лето в горах сокращается до 1,5-2 месяцев, заморозки возможны в течение всего вегетационного периода. Повторяемость ясных погод уменьшается по сравнению с равнинами и составляет 30-40 % от возможных величин.

Для края характерны температурные инверсии: зимой межгорные котловины заполняются холодным воздухом, склоны оказываются теплее. Инверсия температуры обусловливает инверсию ландшафтов: на склонах - горнотаежные леса, в межгорных котловинах - лугово-болотные ландшафты.

Адвекция Охотского и Японского морей. На климат побережья края большое влияние оказывает Охотское море и Татарский пролив Японского моря. Протяженность морских границ Хабаровского края составляет 2500 км. В границы края включены территориальные воды шириной в 12 морских миль (1 морская миля для широты 50° равна 1,852 км).

Зимой Охотское море и Татарский пролив замерзают. Холодный воздух сибирского антициклона проникает до побережья, затем по ледяной поверхности морей достигает Сахалина и западного побережья Камчатки. Накопленное за лето тепло в морях зимой оказывает некоторое отепляющее воздействие на побережье.

Большое воздействие на климат побережья зимой оказываю! циклоны, приходящие с полярного фронта (район Курил). Они приносят обильные осадки, штормовой ветер, повышение температуры. Выход циклонов на побережье сопровождается метелями (здесь их называют пургами), продолжающимися 3-6 дней. В результате узкая полоса морского побережья шириной 50 км оказывается зимой теплее континентальных районов.

Значительное воздействие на климат побережья холодные моря оказывают в теплый период. В августе воздух над поверхностью Охотского моря не прогревается выше 12-13°, в Шантарском море - 10°.

Летом над холодной акваторией Охотского моря формируется устойчивый местный антициклон вертикальной мощностью до 2 км. Адвекция холода на сушу значительно снижает температуру летних месяцев приморских территорий.

Адвекция холода с Охотского моря обусловливает в течение года меридиональное положение изотерм. Так, для августа (самого теплого месяца побережья) характерна изотерма + 10-15° (как за полярным кругом). Западный перенос, господствующий в умеренном поясе с высоты 3 км в тропосфере, ограничивает распространение адвекции холодного воздуха с моря.

На климатических картах России Охотское побережье характеризуется отрицательными температурными аномалиями в июле-августе: от -1° (побережье Татарского пролива) до -3,4° (северное побережье Охотского моря).

Рельеф, почвы, ландшафты

Протерозойская (2500-570 млн. лет назад) складчатая зона хребтов Станового и Джугджура расположена южнее и сложена в основном теми же породами, а… В северной части края располагается Юдомский хребет и Алданское нагорье.… Равнины в основном озерно–аллювиальные и приурочены к межгорным низменностям. В горных районах долины рек узкие,…

Водные ресурсы Приамурья

Из этого количества рек основную долю составляют реки с длиной менее 10 км. И только 6 % относится к средним и большим рекам. Если поделить… Наш край является преимущественно притихоокеанским регионом в гидрологическом… Остальные 20 % территории занято реками бассейна Северного Ледовитого океана (верховьями притоков Лены). Главный…

Земельные ресурсы Приамурья

Амур создал огромные равнины, на которых поселилась луговая растительность. На открытых пространствах равнин сформировались луга. Различаются луга… Влажные луга богаты разнотравьем. В составе растительности здесь всегда… Роль почвы в луговой экосистеме очень важна: она является той плодородной средой, на которой разрастаются луговые…

Минерально-сырьевые ресурсы Приамурья

Также на территории Хабаровского края имеются и нерудные полезные ископаемые (бруситы, графиты, фосфориты). Каменный уголь. Крупное месторождение каменного угля располагается в… Бурый уголь. Бурый уголь найден в таких местах как: в Хабаровском, Комсомольском и Охотском районах. Хабаровское…

ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ

В Российской Федерации основным законодательным актом, регулирующим отношения в области создания, охраны и использования особо охраняемых природных… Законом выделены следующие основные категории ООПТ: - государственные природные заповедники;

Государственные природные заказники.

По состоянию 31.12.2009 на территории Хабаровского края расположено пять государственных природных заказников федерального значения (таблица 18).

 

Таблица 18. Государственные природные заказники федерального значения

Наименование	Площадь (тыс. га)	Характеристка объекта
Баджальский	275,00	Труднодоступная горно-таежная местность (до 2 200 м), северо-западная граница по реке Амгунь (крупный левый приток Амура)
Ольджиканский	159,75	Болотно-озерные угодья Чукчагирского озера и в меньшей степени таежная местность
Тумнинский	143,10	Приморская горно-таежная местность (до 899 м), восточная граница - по побережью Татарского пролива, западная по реке Тумнин, имеющей большое рыбохозяйственное значение
Удыль	100,40	Болотно-озерные угодья озера Удыль
Хехцир	56,00	Находится в непосредственной близости от г. Хабаровска и испытывает значительное антропогенное воздействие, примыкает к Большехехцирскому заповеднику
Всего:	734,25

Общая площадь, занимаемая данными заказниками, составляет 734,25 тыс. га (1,1% территории Хабаровского края).

Государственными природными заказниками являются территории (акватории), име­ющие особое значение для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания экологического баланса.

Заказники краевого значения (19 объектов) занимают площадь 2 402,53 тыс. га и имеют комплексный и биологический профиль (таблица 19).

Комплексные (ландшафтные) заказники предназначены для сохранения и восстановления природных комплексов (природных ландшафтов). Биологические заказники - для сохранения и восстановления редких и исчезающих видов растений и животных, в том числе ценных видов в хозяйственном, научном и культурном отношениях.

 

Таблица 19. Перечень государственных заказников краевого значения в Хабаровском крае

№ п/п	Наименование	Площадь (тыс. га)	Административный район	Год создания
	Бирский	53,30	Бикинский
	Бобровый	83,70	Хабаровский, имени Лазо, Нанайский
	Вана	116,75	Тугуро-Чумиканский
	Дубликанский	131,50	Верхнебуреинский
	Кава	607,70	Охотский
	Озерный	40,00	Охотский
	Улья	239,75	Охотский
	Харпинский	281,60	Солнечный
	Дальжинский	76,80	Ульчский
	Матайский	114,40	имени Лазо
	Мопау	54,00	Ванинский
	Приозерный	29,40	Николаевский
	Чукенский	219,70	имени Лазо
	Верхнетумнинский	43,00	Ванинский
	Алькан	16,90	Амурский
	Горинский	59,80	Комсомольский
	Гурский	150,50	Комсомольский
	Улский	45,60	Николаевский
	Хутинский	19,00	Ванинский
	Всего	2 383,40

Природные парки.

На природные парки возлагаются следующие задачи: а) сохранение природной среды, природных ландшафтов; б) создание условий для отдыха (в том числе массового) и сохранение рекреационных ресурсов;

Таблица 20. Перечень природных парков в Хабаровском крае

№ п/п	Наименование	Площадь (тыс. га)	Административный район	Год создания
	Вяземский	33,0	Вяземский
	Хосо	123,1	Комсомольский
	Всего	156,1

Экологические коридоры.

Экологические коридоры организуются, как правило, между особо охраняемыми территориями в Хабаровском крае, а также между ними и прилегающими своими…  

Таблица 22. Перечень экологических коридоров в Хабаровском крае

№ п/п	Наименование	Площадь (тыс. га)	Административный район	Год создания
Перечень государственных заказников краевого значения в Хабаровском крае
	Маноминский	34,3	Нанайский
	Нельминский	36,7	Советско-Гаванский
	Стрельников	8,10	Бикинский
	Хутинский	77,48	Ванинский
	Итого	156,58

Памятники природы.

На территориях, где находятся памятники природы, и в границах их охранных зон запрещается всякая деятельность, влекущая за собой нарушение… Памятников природы федерального значения на территории Хабаровского края нет.…

Дендрологические парки и ботанические сады.

Лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Водно-болотные угодья.

В крае имеются две территории водно-болотных угодий международного значения: «Озеро Удыль» и «Озеро Болонь», утвержденные Постановлением Правительства РФ от 13 сентября 1994 г. № 1050 «О мерах по обеспечению выполнения обязательств Российской Стороны, вытекающих из Конвенции о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение, главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц».

ООПТ местного значения.

Все местные ООПТ находятся в ведении органов местного самоуправления. Среди ООПТ местного значения имеются территории, где находятся зеленые зоны,… Порядок определения особо охраняемых природных территорий местного значения… Постановлением администрации города Хабаровска от 03.12.2009 № 4308 утверждена схема развития и размещения особо…

Кадастр особо охраняемых природных территорий.

С 2005 года на основании договора между Правительством Хабаровского края и региональным общественным Хабаровским фондом диких животных была… В 2009 году проведена работа по обновлению информационной базы кадастра ООПТ…

Ведение Красной книги Хабаровского края

Ведение Красной книги Хабаровского края осуществляется министерством природных ресурсов Хабаровского края во взаимодействии с территориальными… Издание Красной книги Хабаровского края осуществляется по мере изменения… Также постановлением Правительства Хабаровского края от 27 октября 2006 г. № 163-пр утвержден Перечень видов,…

Физико-географическая характеристика дендрария.

В геологическом строении территория дендрария представляет собой современные и верхнечетвертичные аллювиальные отложения р. Силинка. В верхней части… а) почвенно-растительный слой, мощностью 0,1-0,3 м; б) супесь коричневого цвета мощностью 0,2-0,3 м;

Контрольные вопросы

1. Археологические сведения о заселении бассейна Амура

2. Открытие и присоединение к России хабаровского Охотоморья и Приамурья

3. Заселение Приамурья

4. Климат Приамурья

5. Рельеф, почвы, ландшафты Приамурья

6. Водные ресурсы Приамурья

7. Земельные ресурсы Приамурья

8. Минерально-сырьевые ресурсы Приамурья

9. Государственные природные заповедники Хабаровского края

10. Национальные парки Хабаровского края

11. Государственные природные заказники Хабаровского края

12. Иные охраняемые территории

13. Памятник природы «Силинский лес»

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

1. НАПИШИТЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛЕДУЮЩИХ ПОНЯТИЙ:

Автотрофы, адаптация, антропоцентризм, апвеллинг, аутэкология, бентос, биогенные элементы, биом,биогеоценоз, биотический круговорот, биосфера, биотические факторы, биотоп, вид, гелиофиты, генофонд, гетеротрофы, гомеостаз, гумус, детрит, живое вещество, канцерогены, климаксное сообщество, консументы, круговорот веществ, лимитирующий фактор, литораль, мониторинг, ноосфера, озоновый экран, парниковый эффект, пелагиаль, пищевая цепь, планктон, популяция, природопользование, редуценты, сукцессия, техносфера, трофический уровень, фототрофы, хемотрофы, численность, эвтрофикация, экологическая безопасность, экологическая валентность, экология, экосистема, экоцентризм.

 

2. В представленном ниже Приложении (стр. 179) даны формулировки основных законов и правил экологии. ВЫБЕРИТЕ ИЗ ПРИЛОЖЕНИЯ ПЯТЬ ЛЮБЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ И ПИСЬМЕННО ПРИВЕДИТЕ ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ИХ ПРИМЕРЫ. На каждый закон необходимо два примера:

- первый пример – из жизни природных систем,

- второй пример – из жизни общества.

 

3. ВЫПОЛНИТЕ ТЕСТ:

1) Обращал внимание на изменения (преимущественно негативного характера), происходящие с течением времени в окружающей человека среде, и на влияния, оказываемые этими изменениями на образ жизни людей

а) Гиппократ

б) Платон

в) Эратосфен

г) Аристотель

2) Интересовался влиянием, оказываемым на их строение и функционирование со стороны света, воздуха, воды и минеральных частей почвы

а) Альберт Великий

б) Леонардо да Винчи

в) Николай Коперник

г) Галилео Галилей

3) Подробно изучил особенности климата в различных районах Северного полушария и составил карту его изотерм, обнаружил связь между климатом и характером растительности

а) Эрнст Геккель

б) Александр Гумбольдт

в) Томас Мальтус

г) Чарльз Дарвин

4) Как называется научное направление, изучающее закономерности взаимоотношений живых организмов со средой обитания на надорганизменных уровнях организации?

а) Экология.

б) Биоэкология.

в) Прикладная экология.

г) Социальная экология.

5) Как называется научное направление, обобщающее сведения большинства естественных наук в рамках глобальной системы «человеческое общество – окружающая среда», изучающее взаимодействие и взаимосвязи человеческого общества с природной и техногенной средой?

а) Экология.

б) Биоэкология.

в) Прикладная экология.

г) Социальная экология.

6) К какой группе методов научного познания относится эксперимент?

а) Всеобщие.

б) Общенаучные.

в) Частнонаучные.

г) Эмпирические.

7) Кто выдвинул специальный термин «экология»?

а) К. Рулье.

б) Э. Геккель.

в) А. Тенсли.

г) В.И. Вернадский.

8) К уровням организации живой материи, изучаемым в экологии, относятся…

а) Популяционный.

б) Биологический макромолекулярный.

в) Организменный.

г) Биоценотический.

9) Главным свойством живых организмов является…

а) Способность к самовоспроизведению и передаче наследственной информации.

б) Способность к эволюции через адаптации к изменяющимся факторам окружающей среды.

в) Способность к обмену веществ, состоящему из взаимодополняющих процессов синтеза и распада веществ.

г) Рост и развитие, как усложнение организации при увеличении количества клеток, молекул и пр.

10) По источнику углерода живые организмы делятся на …

а) Миксотрофы.

б) Сапротрофы.

в) Автотрофы.

г) Фототрофы.

д) Гетеротрофы.

е) Хемотрофы.

11) Основаны на структурных особенностях организма…

а) Поведенческие адаптации.

б) Этологические адаптации.

в) Морфологические адаптации.

г) Физиологические адаптации.

12) Воздействие хозяйственной деятельности человека на организмы и на среду их обитания – это…

а) Антропогенные факторы среды.

б) Биотические факторы среды.

в) Абиотические факторы среды.

г) Техногенные факторы среды.

13) Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет…

а) Экологический спектр вида.

б) Экологическую валентность.

в) Пределы выносливости.

г) Пределы толерантности.

14) Как называются организмы, у которых из-за относительно низкого уровня обмена веществ главным источником разогрева является внешнее тепло – температура среды и солнечная радиация?

а) Пойкилотермные организмы.

б) Гомойотермные организмы.

в) Гетеротермные организмы.

г) Все организмы.

15) Канцерогенный эффект через воздействие на ДНК имеет…

а) Ультрафиолетовое излучение УФ-А.

б) Ультрафиолетовое излучение УФ-В.

в) Ультрафиолетовое излучение УФ-С.

г) Инфракрасное излучение.

16) Как называются генетически закрепленные внутренние ритмы с периодом около 24 часов?

а) Цирканные ритмы.

б) Циркадные ритмы.

в) Сезонные ритмы.

г) Суточные ритмы.

17) Как называются наземные растения, обитающие в местах с высокой влажностью и избыточной увлажненностью почвы?

а) Гидрофиты.

б) Гидратофиты.

в) Гигрофиты.

г) Ксерофиты.

18) Как называется население одного типа местообитания (биотопа), характеризующееся общим ритмом биологических циклов и характером образа жизни?

а) Подвид.

б) Географическая популяция.

в) Экологическая популяция

г) Локальная популяция.

19) Соотношение самцов и самок среди новорожденных – это…

а) Половая структура популяции.

б) Первичное соотношение полов.

в) Вторичное соотношение полов.

г) Третичное соотношение полов.

20) Как называется соотношение в популяции особей разных возрастных групп?

а) Половая структура популяции.

б) Возрастная структура популяции.

в) Генетическая структура популяции.

г) Пространственно–этологическая структура популяции.

21) Удельная скорость роста популяции называется…

а) Рождаемостью.

б) Абсолютной рождаемостью.

в) Скоростью роста популяции.

г) Биотическим потенциалом.

22) Когда особи в популяции размножаются быстро, менее конкурентоспособны, скорость размножения не зависит от плотности популяции – это…

а) Выживаемость.

б) К–стратегия выживания.

в) R–стратегия выживания.

г) Экологическая стратегия выживания.

23) Как называется способность популяции или экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды?

а) Саморегуляция.

б) Гомеостаз.

в) Обмен веществ.

г) Обмен энергии.

24) Обмен совокупность популяций разных видов организмов, обитающих на определенной территории?

а) Экосистема.

б) Биогеоценоз.

в) Биоценоз.

г) Популяция.

25) Растительноядные животные на суше и, в основном, зоопланктон в океане – это…

а) Продуценты.

б) Консументы 1 порядка.

в) Консументы 2 порядка.

г) Редуценты.

26) Биомасса, созданная за единицу времени фотосинтезирующими организмами, – это…

а) Биологическая продуктивность.

б) Первичная продукция.

в) Чистая продукция.

г) Вторичная продукция.

27) Последовательная смена сообществ на одной территории под действием дестабилизирующего фактора – это…

а) Сукцессия.

б) Первичная сукцессия.

в) Вторичная сукцессия.

г) Дигрессия.

28) «Ярусность» и «мозаичность» относятся к понятиям…

а) Видовой структуры биоценоза.

б) Видового разнообразия.

в) Пространственной структуры биоценоза.

г) Экологической структуры биоценоза.

29) Как называется взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов?

а) Хищничество.

б) Протокооперация.

в) Мутуализм.

г) Аменсализм.

30) Как называется дно океана с населяющими его донными организмами?

а) Литораль.

б) Пелагиаль.

в) Бенталь.

г) Эвфотическая зона.

31) Сообщества организмов, обитающих на нижней поверхности камней, – это…

а) Планктон.

б) Нектон.

в) Ритрон.

г) Бентос.

32) К какому типу водоемов относятся глубоководные озера?

а) К эвтрофным водоемам.

б) К олиготрофным водоемам.

в) К лентическим водоемам.

г) К логическим водоемам.

33) Искусственные живые сообщества, созданные с целью максимального повышения продуктивности, – это…

а) Агроценозы.

б) Тропические леса.

в) Северные хвойные леса.

г) Урбоценозы.

34) К какой части биосферы относятся континентальные, в основном пресные воды?

а) К фитосфере.

б) К фотосфере.

в) К аквабиосфере.

г) К маринобиосфере.

35) Благодаря какой функции живого вещества произошло образование залежей полезных ископаемых (нефти, сланцев, известняков, железа и т.д.)?

а) Средообразующей.

б) Концентрационной.

в) Окислительно-восстановительной.

г) Энергетической.

36) Какой процесс протекает без участия живых организмов и охватывает обширные области за пределами биосферы?

а) Антропогенный круговорот (обмен).

б) Круговорот углерода.

в) Геологический круговорот.

г) Геохимический круговорот.

37) Какой процесс не относится к круговороту кислорода?

а) Фотосинтеза.

б) Океанических преобразований гидрокарбонатов.

в) Разложения продуктов жизнедеятельности организмов и мертвых тел с помощью бактерий.

г) Почвенного дыхания.

38) К проблемам антропогенного азота относятся…

а) Эвтрофикация.

б) Кислотные дожди.

в) Фотохимический смог.

г) Разрушение озонового слоя.

39) Ксенобиотиком не является…

а) Свинец.

б) Молибден.

в) Мышьяк.

г) Цинк.

40) Из какого положения учения Вернадского о биосфере следует, что земная жизнь – не случайное явление на Земле?

а) Из закона биогенной миграции атомов в биосфере.

б) Из закона бережливости в использовании живым веществом химических элементов и соединений.

в) Из принципа гармонии (организованности) биосферы.

г) Из космической роли биосферы в трансформации энергии.

41) Рациональное природопользование …

а) Вовлекает в общественное потребление природные ресурсы с целью создания материальных благ и услуг.

б) Осуществляется физическими и юридическими лицами на основании разрешения уполномоченных государственных органов.

в) Связано с высокой материалоемкостью производства, истощением и деградацией природных систем, нарушением экологического баланса.

г) Связано с комплексным использованием ресурсов, безотходным и экологически чистым производством; воспроизводством и восстановлением ресурсов.

42) Совокупность представлений о системе «человек – природа», с его отношением к природе и способами взаимодействия с ней – это…

а) Антропоцентрическое экологическое сознание.

б) Экоцентрическое экологическое сознание.

в) Экологическое сознание.

г) Система адекватных экологических представлений.

43) Характеристикой экоцентрической личности не является …

а) Применение технологий непрагматического взаимодействия с природой.

б) Доминантность идеи гармонии с природой.

в) Система адекватных экологических представлений.

г) Объективное отношение к природе.

44) Действует как аллерген:

а) Общетоксические вещества

б) Мутагенные вещества

в) Сенсибилизирующие вещества

г) Канцерогенные вещества

д) Раздражающие вещества

45) К группам риска по диоксинам относятся:

а) дети, потребляющие много молока;

б) жители местностей с высоким потреблением мяса;

в) жители территорий вблизи мусоросжигающих печей (МСП);

г) жители территорий вблизи нефтеперерабатывающих заводов;

д) работники, подвергающиеся воздействию диоксинов в рамках профессиональной деятельности;

46) Из всех родившихся в России только ___% можно отнести к группе здоровых:

а) 20

б) 40

в) 60

г) 80

47) Органы специальной компетенции –

а) Президент РФ

б) МПР России

в) местные администрации

г) Государственный комитет РФ по земельной политике

48) Всякая жизнь уникальна, неповторима и самоценна. Это утверждение…

а) Экологической этики

б) Гуманизма

в) Нравственности

г) Экологической культуры

49) Понятие впервые было введено академиком Д.С. Лихачевым

а) Экологическая этика

б) Гуманизм

в) Экология культуры

г) Экологическая культура

50) Главная цель экологического воспитания и образования – формирование

а) Экологической этики

б) Гуманизма

в) Нравственности

г) Экологической культуры

51) Конференция ООН по окружающей среде в Стокгольме состоялась

а) в июне 1962

б) в июне 1972

в) в июне 1982

г) в июне 1992

52) Конференция ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро состоялась

а) в июне 1962

б) в июне 1972

в) в июне 1982

г) в июне 1992

53) Около 3000 лет назад, на территории Приамурья начинается эпоха бронзы, в которую преобладали две культуры:

а) лидовская

б) устиновская

в) синегайская

г) кондонская

54) Первое русское поселение на Тихоокеанском побережье

а) Ачанский городок

б) Косогорский острог

в) Николаевский пост

г) Усть-Ульинский острожек

55) Первое русское поселение на Нижнем Амуре

а) Ачанский городок

б) Косогорский острог

в) Николаевский пост

г) Усть-Ульинский острожек

56) Климат Хабаровского края является

а) Континентальным

б) Континентальным с муссонными чертами

в) Муссонным с континентальными чертами

г) Муссонным

57) Самая большая река Хабаровского Приморья

а) Амур

б) Амгунь

в) Тумнин

г) Мая

58) Национальный парк «Анюйский» относится к ООПТ

а) местного значения

б) краевого значения

в) федерального значения

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

2. Экологические представления эпохи возрождения. 3. Экологические представления в 18 веке. 4. Экологические представления в 19 веке.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЗАКОНЫ, ПРАВИЛА И ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИИ, РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ПРИРОДЫ [12]

Аксиома адаптированности Ч. Дарвина: каждый вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования.

Биогенетический закон (Э. Геккеля и Ф. Мюллера): каждая особь на ранних стадиях онтогенеза повторяет некоторые основные черты строения своих предков, иначе говоря, онтогенез (индивидуальное развитие) есть краткое повторение филогенеза (эволюционного развития).

Закон (закономерность) растущего плодородия (урожайности): агротехнические и других прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства, появляющиеся в практике земледелия, ведут к увеличению урожайности (само плодородие как свойство почв не увеличивается).

Закон (закономерность) снижения природоемкости готовой продукции: удельное содержание природного вещества в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается. Это не означает, что вовлекается меньше природного вещества в процесс производства. Наоборот, его количество увеличивается – выбрасывается до 95 – 98 % потребляемого в производстве природного вещества. Однако в конечных аналогичных продуктах общественного производства, вероятно, в наши дни усредненно меньше природного вещества, чем в отдаленном прошлом. Объясняется это миниатюризацией изделий, заменой естественных материалов и продуктов синтетическими, сменой вещественных отношений информационными (например, вместо поездки за информацией – сначала письма, затем телеграф, радио, телевидение, интернет) и другими явлениями. Поскольку точных расчетов пока не сделано (методически они затруднительны), этот закон имеет характер экспертного умозаключения.

Закон биогенной миграции атомов (В.И. Вернадского): миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории.

Закон внутреннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, или в их иерархии.

Закон генетического разнообразия: все живое генетически различно и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности. Двух генетически абсолютных особей (кроме однояйцовых близнецов, немутирующих клонов, вегетативных линий и немногих других исключений), а тем более видов живого в природе быть не может.

Закон давления среды жизни, или ограниченного роста (Ч. Дарвин): имеются ограничения, препятствующие тому, чтобы потомство одной пары особей, размножаясь в геометрической прогрессии, заполонило весь земной шар.

Закон единства «организм-среда»: жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.

Закон киральной чистоты (Л. Пастера): живое вещество состоит из кирально чистых структур, т.е. несовместимых со своим зеркальным изображением. Например, белки построены только из «левых» (левовращающих – поляризующих свет влево) аминокислот, нуклеиновые кислоты состоят только из «правых» (правовращающих – поляризующих свет вправо) оснований. Киральная чистота свойственна только живому веществу. В неживой природе химические реакции приводят к киральной симметрии – «левых» и «правых» молекул образуется поровну.

Закон константности количества живого вещества биосферы (В.И. Вернадского): количество (биомасса) живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Согласно этому закону любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемо влечет за собой такую же по размеру его перемену в каком-либо регионе, но с обратным знаком.

Закон корреляции (Ж. Кювье): в организме, как целостной системе, все его части соответствуют друг другу как по строению (закон соподчинения органов), так и по функциям (закон соподчинения функций). Изменение одной части организма или отдельной функции неизбежно влечет за собой изменение, других частей и функций.

Закон максимизации энергии (Г. и Э. Одумы) и информации (Н.Ф. Реймерс): наилучшими шансами на выживание (сохранение) обладает система, в наибольшей степени способствующая поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации; максимальное поступление вещества не гарантирует системе успеха в конкурентной борьбе.

Закон максимума биогенной энергии (энтропии) В. И. Вернадского – Э.С. Бауэра: любая биологическая или биокосная система, находясь в состоянии динамического подвижного равновесия с окружающей средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду, если этому не препятствуют внешние факторы.

Закон минимума (Ю. Либиха): выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т.е. жизненные возможности лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму, дальнейшее их снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.

Закон незаменимости биосферы: биосферу нельзя заменить искусственной средой.

Закон необратимости эволюции (Л. Долло): организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже существовавшему в ряду его предков. Также закон может быть распространен на экологические системы, которые не могут повторяться уже потому, что не могут повториться составляющие их организмы.

Закон неограниченности прогресса: развитие от простого к сложному неограниченно. При этом живая материя стремится к относительной независимости от условий среды существования. То же наблюдается в рамках социальной формы движения материи. Закон не следует понимать буквально, так как никакие организмы, в том числе человек, не могут полностью освободиться от воздействия среды жизни.

Закон неравномерности развития систем, или закон разновременности развития подсистем: системы одного уровня иерархии обычно развиваются не строго синхронно: в то время как одни из них достигли более высокого уровня развития, другие еще остаются в менее развитом состоянии. Например, эволюционный уровень развития видов различен, экосистемы суши имеют разную эволюционную и историческую давность формирования, общественно-экономическое развитие народов и государств в различных частях планеты неравномерно и т.д.

Закон обеднения живого вещества в островных его сгущениях (Г.Ф. Хильми): индивидуальная система, работающая в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена: постепенно теряя структуру, система через некоторое время растворится в окружающей среде. Из этого следует важный вывод для человеческой природоохранной деятельности: попытки сохранения экосистем малого размера (на ограниченной территории, например, заповедника) ведут к их постепенной деструкции и не обеспечивают сохранения видов и сообществ.

Закон ограниченности природных ресурсов: все природные ресурсы (и условия) Земли конечны. «Неисчерпаемые» природные ресурсы являются неисчерпаемыми только относительно наших потребностей и сроков существования.

Закон однонаправленности потока энергии: с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой более высокий уровень в среднем около 10 % поступившей на предыдущий уровень энергии. Обратный поток с более высоких на более низкие уровни намного слабее – не более 0,25 %. Поэтому говорить о «круговороте энергии» нельзя (См. закон пирамиды энергий Р. Линдемана).

Закон оптимальности: никакая система не может сужаться и расширяться до бесконечности; размер любой системы должен соответствовать ее функциям. Например, млекопитающее не может быть мельче и крупнее тех размеров, при которых оно способно рождать живых детенышей и вскармливать их своим молоком. Поэтому любая сверхкрупная однородность распадается на функциональные части (подсистемы), размеры которых могут быть различными. В природопользовании этот закон диктует необходимость поиска наилучших с точки зрения продуктивности размеров для культивируемых полей, выращиваемых растений, сельскохозяйственных животных и т.п.

Закон относительной независимости адаптации: высокая адаптивность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни (наоборот, она может ограничивать эти возможности в силу морфо-физиологических особенностей организмов). Например, все прекрасные приспособления рыбы к обитанию в водной среде совершенно бесполезны при ее попадании в другие среды обитания.

Закон пирамиды энергий (Р. Линдемана): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10 % энергии.

Закон равнозначности всех условий жизни: все природные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначную роль.

Закон развития природной системы за счет окружающей ее среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно. Из закона вытекают следствия, имеющие важное теоретическое и практическое значение:

1) абсолютно безотходное производство невозможно (оно равнозначно созданию вечного двигателя);

2) любая более высокоорганизованная биотическая система, используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем (благодаря этому в земной биосфере невозможно повторное зарождение жизни – она будет уничтожена существующими организмами);

3) биосфера Земли как система развивается не только за счет ресурсов планеты, но опосредованно за счет и под управляющим воздействием космических систем (прежде всего Солнечной).

Закон снижения энергетической эффективности природопользования: с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии. Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека: расход энергии на одного человека (в килокалориях в сутки) в каменном веке был порядка 4 тыс., в аграрном обществе – 12 тыс., в индустриальную эпоху 70 тыс., а в передовых развитых странах настоящего времени – 230 – 250 тыс.

Закон сукцессионного замедления: процессы, идущие в зрелых равновесных экосистемах, находящихся в устойчивом состоянии, как правило, проявляют тенденцию к снижению темпов.

Закон толерантности (В. Шелфорда): лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.

«Закон» убывающего (естественного) плодородия:

1) в связи с постоянным изъятием урожая и нарушением естественных процессов почвообразования, а также при длительной монокультуре в результате накопления токсичных веществ, выделяемых растениями, на культивируемых землях постепенно происходит снижение естественного плодородия почв;

2) каждое последующее прибавление какого-либо полезного для организма фактора дает меньший результат, чем эффект, полученный от предшествующей дозы того же фактора, уже бывшего в достаточном (для организма) количестве.

«Закон» убывающей отдачи (А. Тюрго – Т. Мальтуса): приход на земельный участок дополнительного работника (т.е. удвоение числа лиц, обрабатывающих единицу сельскохозяйственной площади) не ведет к соответствующему увеличению урожая (вдвое), а лишь дает возможность получить некоторую его прибавку. Мальтус неверно считал это утверждение всеобщим экономическим законом. Данный закон справедлив лишь при неизменном уровне развития производительных сил и производственных отношений, т.е. при отсутствии социально-экономического прогресса и стабильности технологий.

Закон увеличения размеров (роста) и веса (массы) организмов в филогенетической ветви (Копа и Денера): по мере хода геологического времени выживающие формы увеличивают свои размеры (а следовательно, и вес) и затем вымирают. Чем мельче особи, тем труднее им противостоять процессам энтропии (ведущим к равномерному распределению энергии), закономерно организовывать энергетические потоки для осуществления жизненных функций. Поэтому размер особей в ходе эволюции увеличивается. Однако крупные организмы с большой массой требуют для поддержания этой массы значительных количеств энергии, фактически – пищи. Борьба с энтропией приводит к укрупнению организмов, а это укрупнение вызывает отход от закона оптимальности в большую сторону и, как правило, к вымиранию слишком крупных организмов.

Закон ускорения эволюции: сростом сложности организации продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают. Иными словами, более высокоорганизованные формы существуют меньшее время, чем более низкоорганизованные. Средняя продолжительность существования вида птиц – 2 млн. лет, вида млекопитающих – 800 тыс. лет. Закон имеет не абсолютный, а вероятностный характер. Увеличение скорости вымирания не следует путать с возрастанием темпов их истребления человеком.

Закон усложнения организации организмов (К.Ф. Рулье): историческое развитие живых организмов (природных систем) приводит к усложнению их организации путем дифференциации функций и органов (подсистем), выполняющих эти функции.

Закон физико-химического единства живого вещества (В.И. Вернадского): все живое вещество Земли физико-химически едино, что не исключает биогеохимических различий.

Закон эмерджентности система обладает особыми свойствами, не присущими ее отдельным элементам. Например, молекула обладает иными свойствами, чем составляющие ее атомы.

«Законы» экологии Б. Коммонера:

1) все связано со всем;

2) все должно куда-то деваться;

3) природа «знает» лучше;

4) ничто не дается даром.

Первый закон «Все связано со всем» отражает взаимосвязанность множества природных объектов. Он предостерегает человека от необдуманного воздействия на биосферу и ее компоненты, что может привести к непредвиденным последствиям. Второй закон «Все должно куда-то деваться» следует из фундаментального закона сохранения материи. Он требует по-новому рассматривать проблему вещественных и энергетических отходов материального производства. Третий закон «Природа знает лучше» подразумевает, что сложившиеся в ходе эволюции и прошедшие жесткий естественный отбор организмы и их сообщества, а также сформировавшиеся между ними отношения – это наиболее оптимальные системы. Любое вмешательство в них человека, скорее, ухудшит их состояние, чем улучшить. Четвертый закон «Ничто не дается даром» подразумевает, что за воздействие на биосферу и ее компоненты придется рано или поздно платить.

Периодический закон географической зональности А.А. Григорьева – Н.Н. Будыко: со сменой физико-географических поясов Земли аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие свойства периодически повторяются. Смена зон происходит по схеме: леса – степи – пустыни. Периодичность определяется тем, что величины индекса сухости (отношение радиационного баланса к количеству тепла, необходимому для испарения годовой суммы осадков) меняются в разных зонах от 0 до 4 – 5. Трижды между полюсами и экватором они близки к единице – этим значениям соответствует наибольшая биологическая продуктивность ландшафтов.

Правило А. Уоллеса: по мере продвижения с севера на юг видовое разнообразие увеличивается. Причина в том, что северные биоценозы исторически моложе и находятся в условиях меньшего поступления энергии от Солнца.

Правило Аллена: выступающие части тела теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, чтобы отдавать в окружающую среду меньше тепла.

Правило Бергмана: у теплокровных животных средние размеры тела особей больше у популяций, живущих в более холодных частях ареала вида.

Правило биологического усиления: при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды накопление ряда веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, увеличивается примерно в такой же пропорции.

Правило биоценотической надежности: надежность биоценоза зависит от его энергетической эффективности в данных условиях среды и возможности структурно-функциональной перестройки в ответ на изменение внешних воздействий.

Правило более высоких шансов вымирания глубоко специализированных форм (О. Марш): быстрее вымирают более специализированные формы, генетические резервы которых для дальнейшей адаптации снижены.

Правило Вант-Гоффа: увеличение температуры на 10 °С, как правило, приводит к ускорению химических процессов в 2 – 3 раза. Это важно при изменении температуры организмов и окружающей среды.

Правило взаимоприспособленности организмов в биоценозе К. Мебиуса – Г.Ф. Морозова: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увязанное целое. В природе нет полезных и вредных видов живых организмов, они все нужны и служат друг другу, и приспособлены друг под друга.

Правило географического оптимума: в центре видового ареала обычно существуют оптимальные для вида условия существования, ухудшающиеся к периферии области обитания вида.

Правило Глогера: окраска животных в холодном и сухом климате сравнительно светлее, чем в теплом и влажном.

Правило десяти процентов: среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой 10 % (от 7 до 17 %) энергии (или вещества в энергетическом выражении), как правило, не ведет к неблагоприятным для экосистемы (и теряющего энергию трофического уровня) последствиям. В стационарных популяциях (не подверженных в данный момент массовому размножению или катастрофическому падению численности) изъятие 10 – 40 % особей также не ведет к выведению популяции из стационарного состояния. В нестационарных популяциях при их росте возможно изъятие до 90 % особей, что не предотвращает дальнейшего увеличения численности. В то же время из популяций, снижающих численность, изъятие особей в пределах правила десяти процентов может привести к полному их исчезновению.

Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом. Например, за водные объекты между собой конкурируют гидроэнергетика, транспорт, коммунальное хозяйство, орошаемое земледелие и рыбная промышленность.

Правило константности числа видов в биосфере: число появляющихся видов в среднем равно числу вымерших, и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа. Это правило справедливо для сформировавшейся биосферы.

Правило максимума энергии поддержания зрелой системы: сукцессия идет в направлении фундаментального сдвига потока энергии в сторону увеличения ее количества, направленного на поддержание системы.

Правило меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания.

Правило множественности экосистем: множественность конкурентно-взаимодействующих экосистем обязательна для поддержания надежности биосферы.

Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена («природа не терпит пустоты»).

Правило одного процента: изменение энергетики природной системы в пределах 1 % выводит природную систему из равновесного состояния. Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза и др.), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1 % от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты.

Правило островного измельчения: особи видов животных, обитающих на островах, как правило, мельче таких же материковых особей, живущих в аналогичных условиях.

Правило пищевой корреляции (В. Уини-Эдвардса): в ходе эволюции сохраняются только те популяции, скорость размножения которых скоррелирована с количеством пищевых ресурсов среды их обитания. При этом скорость размножения всегда ниже максимально возможной, и постоянно остается запас пищевых ресурсов. Отступление от этого правила ведет к тому, что популяция остается без пищи и вымирает или снижает темпы размножения.

Правило представительства рода одним видом: в однородных условиях и на ограниченной территории таксономический род, как правило, представлен только одним видом. По-видимому, это связано с близостью экологических ниш видов одного рода.

Правило происхождения новых видов от неспециализированных предков: новые крупные группы организмов берут начало не от специализированных представителей предков, а от их сравнительно неспециализированных групп.

Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма: вид может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.

Правило экологического дублирования: исчезнувший или уничтоженный вид в рамках одного уровня экологической пирамиды заменяет другой, аналогичный. Замена происходит по схеме: мелкий вид сменяет крупного, ниже организованный более высоко организованного, более генетически лабильный и мутабельный менее генетически изменчивого. Особи измельчаются, но общее количество биомассы увеличивается, так как никогда слоны не дадут той биомассы и продукции с единицы площади, какую способны дать саранча и еще более мелкие беспозвоночные.

Правило экотона, или краевого эффекта: на стыках биоценозов увеличивается число видов и особей в них, так как возрастает число экологических ниш из-за возникновения на стыках новых системных свойств.

Принцип «нулевого» максимума: экосистема в сукцессионном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности. Климаксные экосистемы, как правило, обладают максимальной биомассой и минимальной, практически нулевой продуктивностью, т.е. термодинамически они наиболее рациональны.

Принцип агрегации особей (В. Олли): агрегация (скопление) особей, как правило, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышенной способности группы в целом к выживанию.

Принцип видо-родового представительства (И. Иллиеса): поскольку два даже близкородственных вида не могут занимать одинаковые экологические ниши в одном биотопе, богатые видами роды обычно представлены в биоценозе единственным своим представителем.

Принцип генетической преадаптации: способность, к приспособлению у организмов заложена изначально и обусловлена практической неисчерпаемостью генетического кода. В генетическом многообразии всегда находятся необходимые для адаптации варианты.

Принцип дивергенции Ч. Дарвина: филогенез любой группы сопровождается разделением ее на ряд филогенетических стволов, которые расходятся в разных адаптивных направлениях от среднего исходного состояния.

Принцип исключения Г.Ф. Гаузе (теорема Гаузе): два вида не могут сосуществовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т.е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу. Такие виды обязательно должны быть разобщены в пространстве или во времени.

Принцип Ле Шателье – Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Принцип минимального размера популяций: существует минимальный размер популяции, ниже которого ее численность не может опускаться.

Принцип направленности эволюции (Л. Онсагер) или закон минимума диссипации (рассеяния) энергии: при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допускаемых началами термодинамики, реализуется то, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии (или минимум роста энтропии). Поэтому эволюция всегда направлена на снижение рассеивания энергии, на ее неравномерное распределение (полная энтропия – абсолютно равномерное распределение энергии).

Принцип неполноты информации (неопределенности последствий): информация при проведении акций по преобразованию и вообще любому изменению природы всегда недостаточна для априорного суждения о всех возможных результатах таких действий, особенно в далекой перспективе, когда разовьются все природные цепные реакции.

Принцип обманчивого благополучия: первые успехи (или неудачи) в природопользовании могут быть кратковременными: успех мероприятия по преобразованию природы или управлению ею объективно оценивается лишь после выяснения хода и результатов природных цепных реакций в пределах естественного природного цикла (от немногих лет до нескольких десятков лет).

Принцип отклонения условий (А. Тинемана): чем выше отклонения условий биотопа от нормы, тем беднее видами и специфичнее биоценоз, а численность особей отдельных составляющих его видов выше.

Принцип плавности изменения среды (Г.М.Ф. Ранца): чем более плавно изменяются условия среды в биотопе, и чем дольше он остается неизменным, тем богаче видами биоценоз и тем более он уравновешен и стабилен.

Принцип прогрессирующей специализации: группа, вступающая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации.

Принцип разнообразия (А. Тинемана): чем разнообразнее условия биотопа, тем больше видов в биоценозе.

Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом существует непроходимая граница (принцип Реди был заново сформулирован В.И. Вернадским в 1924 г.).

Принцип сохранения упорядоченности (И. Пригожина): в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается до тех пор, пока не достигается минимальная постоянная величина, всегда большая нуля.

Принцип удаленности события: явление, отдаленное во времени и в пространстве, кажется менее существенным.

Принцип формирования экосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и взаимно приспособлены.

ЛИТЕРАТУРа

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. М.: ЮНИТИ, 1998. - 455 с.

2. Андронов В.А., Гранкин Д.М., Иволгин А.Я. Особо охраняемые природные территории Хабаровского края. Хабаровск, 2009. – 89 с.

3. Анисимов В.В. Законодательство в БЖД: Учебное пособие. – Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т», 2004. – 120 с.

4. Бородина Е.А. Территориальное развитие Хабаровского края: Учебное пособие. - Комсомольск-на-Амуре; КГПУ, 2002. 67 с.

5. Василевский А.А. Каменный век острова Сахалин. Изд-во Сахалинского гос. ун-та, Южно-Сахалинск. 2007. – 412 с.

6. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере. – Ростов н/Д. – 1996. 479 с.

7. Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов н/Д. – 1996. 512 с.

8. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. – Ростов н/Д. – 2003. 224 с.

9. Горелов А.А. Экология. – М. – 2002. 240 с.

10. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Хабаровского края в 2009 году / под ред. В.М. Шихалёва. – Хабаровск: ООО «Амурпринт», 2010. – 258 с.

11. Дерябо С.Д., Ясвин В.А. Экологическая педагогика и психология. – Ростов н/Д. «Феникс», 1996. – 480 с.

12. Колесников В.И. Экология: экзаменационные ответы. – Ростов н/Д. – 2003. 384 с.

13. Концепции современного естествознания. /Под ред. С.И. Самыгина – Ростов н/Д. – 2001. 448 с.

14. Кузнецова Н.В. Экологическое право. М.: Юриспруденция, 2000. – 168 с.

15. Лосев А.В., Провадкин Г.Г. Социальная экология: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.И. Жукова. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998. – 312 с.

16. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии. – М.: Высш. шк., 1999. 447 с.

17. Никонов В.И. Климат Хабаровского края: Учебное пособие. - Комсомольск-на-Амуре; КГПУ, 2001. 77 с.

18. Одум Ю. Экология: В 2 т. – М. – 1984. Т.1- 328с.; Т.2 - 376с.

19. Потапов А.Д. Экология. – М: Высшая школа, 2000. – 446с.

20. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. – М.: Финансы и статистика, 1995. 525 с.

21. Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология. М.: Издательский центр «Академия», 2000. - 280 с.

22. Степанова И.П. Безопасность жизнедеятельности: проблемы и перспективы. – Владивосток: Изд. Дальневост. ун-та, 1999. – 177 с.

23. Степанова И.П. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2003. – 106 с.

24. Степанова И.П. Экология. – Комсомольск-на-Амуре. – 2002. 81 с.

25. Упоров Г.А. Гидрология Хабаровского края: Учебное пособие. - Комсомольск-на-Амуре; КГПУ, 2000. 74 с.

26. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания: курс лекций. – Ростов н/Д. – 2000. 480 с.

27. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. – М. – 1988. 416 с.

28. Шеенко П.С. Азбука экологии. В 3ч. – Комсомольск-на-Амуре. – 1997. 241 с.

29. Шилов И.А. Экология. – М. – 2001. 432 с.

30. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 447 с.

31. Экология: Учебник для технических вузов / Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев, Б.П. Усанов, и др. – М.: Химиздат, 1999. – 488 с.

32. [Электронный ресурс] http://www.petradm.ru/readarticle.php?article_id=1374

33. [Электронный ресурс] http://www.mirpal.org/rossmi2.html

34. [Электронный ресурс] http://faf1999.narod.ru/alc/alc2.htm

35. [Электронный ресурс] library.thinkquest.org/C003683/zemlia.htm

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1. РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ.. 5

Контрольные вопросы. 12

2. СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НАУК.. 13

2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИИ, СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НАУК. 13

2.2 МЕТОДЫ ЭКОЛОГИИ.. 17

2.3 ПОНЯТИЕ И СВОЙСТВА ЖИВОГО, КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ. 20

Контрольные вопросы. 23

3. ОРГАНИЗМ И ФАКТОРЫ СРЕДЫ... 25

3.1. Понятие экологических факторов. 25

3.2 ТЕМПЕРАТУРА.. 27

3.3 СВЕТ 28

3.4. ВЛАЖНОСТЬ. 30

Контрольные вопросы. 31

4. ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ.. 32

4.1 соотношение Основных понятий популяционной экологии.. 32

4.2 СТАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИИ.. 32

4.3. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИЙ.. 35

Контрольные вопросы. 38

5. БИОЦЕНОЛОГИЯ.. 39

5.1. ПОНЯТИЕ И СТРУКТУРА БИОЦЕНОЗОВ. 39

5.2 ВАЖНЕЙШИЕ ЭКОСИСТЕМЫ.. 43

Контрольные вопросы. 47

6. БИОСФЕРА.. 49

6.1. СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ.. 49

6.1.1 Литосфера... 50

6.1.2 Атмосфера... 51

6.1.3 Гидросфера... 54

6.1.4 Обмен веществ в биосфере.. 56

6.2 КРУГОВОРОТ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ. 56

6.3 УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ. 65

6.4 ИДЕЯ НООСФЕРЫ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ. 67

Контрольные вопросы. 70

7. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ 71

7.1. ЧЕЛОВЕК КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВИД.. 71

7.2 ЧЕЛОВЕК КАК ПРИРОДОПОЛЬЗОВАТЕЛЬ. 73

7.2.1 Понятие природопользования.. 73

7.2.2 Классификация природных ресурсов.. 74

7.3 естественные и антропогенные факторы, воздействующие на биосферу.. 76

7.3.1 Загрязнение атмосферы... 78

7.3.2 Классификация и нормирование вредных веществ.. 79

7.3.4 Загрязнение земель.. 85

7.3.5 Энергетическое загрязнение техносферы... 86

7.3.6 Загрязнение водоемов и качество питьевой воды... 90

Контрольные вопросы. 98

8. АСПЕКТЫ СОЦИАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ.. 100

Контрольные вопросы. 104

9 Правовые и социальные аспекты взаимодействия человека с природой.. 105

9.1 ПОНЯТИЕ, ОБЪЕКТЫ И ИСТОЧНИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРАВА.. 105

9.2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ. 107

9.2.1 Наиболее важные функции государственного экологического управления.. 109

9.2.2 Экологический мониторинг и контроль.. 113

Контрольные вопросы. 116

10. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.. 117

10.1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.. 117

10.2 СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КАК ПОЛИТИЧЕСКИЙ ФАКТОР. 118

Контрольные вопросы. 120

11 Экологическая культура.. 121

11.1 ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ.. 121

11.2 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕ И ОБРАЗОВАНИЕ. 123

11.3 СТРУКТУРА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В РОССИИ.. 127

11.4 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИДЕОЛОГИЯ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АКТИВНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ 129

Контрольные вопросы. 132

12. МеждународнОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО в области экологии.. 133

12.1. МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ В СТОКГОЛЬМЕ. 133

12.2 МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ В РИО-ДЕ-ЖАНЕЙРО.. 135

Контрольные вопросы. 138

13 Экология дальневосточного региона.. 139

13.1 ИСТОРИЯ ПРИАМУРЬЯ. 139

13.1.1 Археологические сведения о заселении бассейна Амура... 139

13.1.2 Открытие и присоединение к России хабаровского Охотоморья и Приамурья.. 142

13.1.3 Заселение края.. 144

13.2 ОБЩАЯ ФИЗИКО–ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИАМУРЬЯ. 147

13.2.1 Климат Приамурья.. 147

13.2.2 Рельеф, почвы, ландшафты... 151

13.2.3 Водные ресурсы Приамурья.. 151

13.2.4 Земельные ресурсы Приамурья.. 155

13.2.5 Минерально-сырьевые ресурсы Приамурья.. 157

13.3 ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ. 159

13.4 ПАМЯТНИК ПРИРОДЫ «СИЛИНСКИЙ ЛЕС». 169

Контрольные вопросы. 172

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ.. 173

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ.. 180

ПРИЛОЖЕНИЕ.. 182

ЛИТЕРАТУРа.. 190

 

Учебное издание

 

 

ДЕНИС ИВАНОВИЧ ГРИЦКЕВИЧ

 

ЭКОЛОГИЯ

Учебное пособие

Редактор Г.Н. Горькавая

 

ЛР № 020825 от 21.09.93

 

 

Подписано в печать 21.09.05.

Формат 60 х 84 1/8. Бумага 80 г/м². Отпечатано на ризографе.

Усл. печ. л. 11,96. Уч.-изд. л. 6,67. Тираж

 

Институт новых информационных технологий Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

 

* Ряд ученых в надцарстве Прокариоты выделяет одно царство дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Архебактерии и Цианобактерии.

[1] АТФ – аденозинтрифосфорная кислота – основной источник энергии в клетках любого живого организма.