- •Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации
- •Оглавление.
- •Введение
- •Общая экология
- •Основные понятия (термины)экологии. Ее системность Основные понятия
- •Структура общей экологии
- •Среда обитания. Факторы среды и адаптации к ним организмов. Средыжизни Среда и факторы среды, их классификация
- •Некоторые общие закономерности действия факторов среды на организмы
- •Действие фактора на организмы. «Правило оптимума»
- •Среды жизни и адаптации к ним организмов
- •Биосфера Биосфера как глобальная экосистема
- •Живое вещество, ею средообразующие свойства и функции в биосфере
- •Средообразующие функции живого вещества.
- •Основные свойства биосферы
- •Экосистемный уровень жизни
- •Организация (структура) экосистем
- •Экологическая ниша
- •Энергетика экосистем
- •Продуктивность и биомасса экосистем
- •Продуктивность и биомасса экосистем материков и океанов земного шара (Уиттекер, 1980)
- •Экологические пирамиды
- •Динамика и развитие экосистем. Сукцессии
- •Стабильность и устойчивость экосистем
- •Агроценозы и естественные экосистемы
- •Популяционный уровень жизни
- •Структура популяций
- •Динамика популяций. Гомеостаз
- •Промышленность и окружающая среда. Принципы природопользования.
- •Классификация и основные характеристики загрязнений окружающей среды
- •Современные методы контроля загрязняющих веществ в окружающей природной среде
- •Влияние галоидов в молекуле на чувствительность определения
- •Мониторинг окружающей среды виды мониторинга
- •Классификация видов мониторинга
- •Классификация приоритетных загрязняющих веществ и контроль за их содержанием в различных средах
- •Классификация систем (подсистем) мониторинга
- •Критерии оценки качества окружающей среды
- •Загрязнение и защита атмосферы. Строение и состав атмосферы.
- •Загрязнение атмосферы Качество атмосферы и особенности ее загрязнения
- •Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу
- •Кислотные дожди
- •Загрязнение атмосферы биологическими примесями
- •Изменение состава и параметров атмосферы
- •Парниковый эффект
- •Разрушение озонового слоя
- •Методы и средства защиты атмосферы Основные методы защиты атмосферы от химических примесей.
- •Классификация систем очистки воздуха и их параметры
- •Системы и аппараты пылеулавливания.
- •Туманоуловители
- •Методы и системы очистки от газообразных примесей
- •Загрязнение и защита гидросферы. Гидросфера и ее структура как природного ресурса.
- •Свойства воды и круговорот воды в природе
- •Загрязнение гидросферы Загрязнение Мирового океана
- •Особенности загрязнения морских вод нефтью.
- •Особенности загрязнения морей и океанов тяжелыми металлами.
- •Загрязнение, истощение и использование материковых вод. Качество воды
- •Использование пресных вод.
- •Качество воды.
- •Характеристики интегральной оценки качества воды
- •Методы и средства защиты водных объектов от загрязнения сточными водами Водоотведение сточных вод
- •Основные направления в решении проблемы нехватки пресной воды
- •Литосфера и её защита от загрязнений. Литосфера и ее строение
- •Ландшафты, их виды и разрушение
- •Классификация ландшафтов
- •Уникальные и рекреационные ландшафты
- •Сельскохозяйственные ландшафты
- •Лесные ландшафты
- •Ландшафты, содержащие в своих недрах месторождения полезных ископаемых
- •Территориально-производственные ландшафты
- •Почва, ее строение и загрязнение Состав и характеристики почв
- •Нормирование и контроль загрязнения почв
- •Оценка опасности загрязнения почв Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими веществами.
- •Нормативы пдк, пдв, пдс в воздухе, водоемах, почве и других средах
- •1. Перечень пдк для основных видов атмосферных загрязнений (сн-245-71)
- •2. Гигиеническое нормирование некоторых тяжелых металлов в воздухе, мг/м3
- •3. Наиболее значимые в гигиеническом отношении вещества, загрязняющие воду мг/л
- •4. Пдк тяжелых металлов и фтора в поливных водах
- •Техногенные аварии и катастрофы, их экологические последствия.
- •Возможности развития аварийных ситуаций, связанных с транспортной деятельностью
- •Безотходное и малоотходное производство. Программа «отходы»
- •Государственная программа «отходы».
- •Оценка воздействий на окружающую среду и эколого-экономического ущерба Оценка воздействий на окружающую среду
- •Эколого-экономический ущерб
- •Методы оценки эколого-экономического ущерба, используемые в мировой практике
- •Экстернальные издержки.
- •Эколого-экономическая оценка конструкторских и технологических решений
- •Экологический аудит
- •Экологическая экспертиза
- •Финансирование экологической экспертизы
- •Плата за негативное воздействие на окружающую среду. Правовые основы и принципы расчета платы за загрязнение окружающей среды.
- •Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников.
- •Платность природопользования
- •Список использованной и рекомендуемой литературы.
- •Атмосферный воздух. Трансграничное загрязнение воздуха. Озоновый слой земли.
- •Поверхностные и подземные воды. Морские воды
- •Водопотребление и водоотведение
- •Почвы и земельные ресурсы
- •Использование полезных ископаемых и охрана недр
- •Динамика нарушенных земель по горнодобывающим отраслям промышленности
- •Растительный мир, в том числе леса
- •Лесопользование
- •Воспроизводство лесных ресурсов
- •Негативные воздействия на лес Лесные пожары
- •Насекомые-вредители, болезни, негативные воздействия природного и антропогенного характера
- •Наличие очагов насекомых-вредителей и болезней
- •Животный мир, в том числе рыбные ресурсы Состояние основных видов охотничьих животных
- •Состояние рыбных и других морских биоресурсов, тенденции их изменения и использования
- •Состояние рыбных ресурсов в пресноводных водоемах России
- •Улов рыбы в наиболее крупных пресноводных водоемах России в 2000-2002 гг., тыс. Т
- •Красная книга Российской Федерации. Красные книги субъектов Российской Федерации.
- •Радиационная обстановка
- •Радиоактивное загрязнение природной среды на территории России в 1995-2002 гг.
- •Особые виды воздействия на окружающую среду Загрязнение окружающей среды стойкими органическими соединениями
- •Воздействие ракетно-космичсской техники
- •Эколого-эпизоотическая обстановка на территории Российской Федерации
- •Климатические и другие особенности 2002 года
- •Стихийные бедствия
- •Транспорт
- •Экологическая безопасность
- •Природоохранительное законодательство российской федерации Развитие федерального природоохранительного законодательства
- •Развитие и совершенствование нормативно-технических и инструктивно-методических документов Нормативное правовое обеспечение в области рыболовства и охраны водных биологических ресурсов.
- •Нормативное обеспечение в области государственного горного и промышленного надзора
- •Государственный экологический контроль и государственный контроль за использованием и охраной отдельных видов природных ресурсов
- •Обеспечение исполнения природоохранительного законодательства органами прокуратуры
- •Общие тенденции экологической преступности
- •Государственная экологическая экспертиза
- •Экологический мониторинг
- •Мониторинг загрязнения окружающей среды
- •Государственный мониторинг состояния недр
- •Экономическое регулирование и финансирование природоохранной деятельности
- •Международное сотрудничество.
- •Международные организации
- •Многосторонние конвенции и соглашения
- •Сотрудничество со странами снг на многосторонней основе
- •Двустороннее сотрудничество
Продуктивность и биомасса экосистем
Одно из важнейших свойств организмов, их популяций и экосистем в целом - способность создавать органическое вещество, которое называют продукцией. Образование продукции в единицу времени (час, сутки, год) на единице площади (метры квадратные, гектар) или объема (в водных экосистемах) характеризует продуктивность экосистем. Продукция и продуктивность могут определяться для экосистем в целом или для отдельных групп организмов (растений, животных, микроорганизмов) или видов.
Продукцию растений называют первичной, а животных - вторичной. Наряду с продукцией различают биомассу организма, групп организмов или экосистем в целом. Под ней понимают всю живую органическую массу, которая содержится в экосистеме или ее элементах вне зависимости от того, за какой период она образовалась и накопилась. Биомасса и продукция (продуктивность) обычно выражаются через абсолютно сухой вес.
Нетрудно понять, что величина биомассы экосистем или их звеньев во многом зависит не столько от их продуктивности, сколько от продолжительности жизни организмов и экосистем в целом. Например, большая биомасса характерна для лесных экосистем: в тропических лесах она достигает 800-1000 т/га, в лесах умеренной зоны –300-400 т/га, а в травянистых сообществах обычно не выходит за пределы 3-5 т/га. В то же время лесные и травянистые (например, луговые) экосистемы в сходных условиях существования по продуктивности могут мало различаться или различаются в сторону большей продуктивности как лесных, так и травянистых сообществ.
Для экосистем, представленных однолетними организмами, их годичная продуктивность и биомасса практически совпадают. Для древесных сообществ они резко различаются. Вообще соотношение биомассы и годовой продукции экосистем можно выразить формулой:
Б= ∑П - ∑Д,
где Б — биомасса в данный момент времени, П - годовая продукция, Д -дыхание. Под последним применительно к экосистемам понимается вся сумма живого вещества, отчуждаемого на процессы разложения в результате гибели целых организмов (отпад) или их частей - сучьев, коры, листьев, наружных покровов (опад) и потребления гетеротрофами.
Экологические параметры продуктивности. Продукция и биомасса экосистем - это не только ресурс, используемый в пишу или в качестве различных видов сырья (техническое, топливо и т. п.). От этих показателей в прямой зависимости находится средообразующая и средостабилизирующая роль экосистем. Так, с продуктивностью растений и их сообществ тесно связана интенсивность поглощения углекислого газа и выделения кислорода. Для образования одной тонны растительной продукции (абсолютно сухой вес) обычно поглощается 1,5-1,8 т углекислого газа и выделяется 1,2-1,4 т кислорода. Биомасса, в том числе и мертвое органическое вещество, являются основными резервуарами концентрации углерода. На суше это практически единственный фактор вывода углекислого газа из процессов круговорота па длительное время. Часть этого органического вещества и вовсе исключается из круговорота или, как отмечал В. И. Вернадский, «уходит в геологию» (торф, уголь, нефть и т. п.).
Чаще всего в гумидных (влажных) районах фактором, прерывающим круговорот, выступает недостаток кислорода и кислая среда. Здесь основными очагами накопления органики являются болота. На дне глубоких водоемов захоронение органического вещества также обусловливается недостатком кислорода или избытком ядовитых веществ (например, сероводорода). В крайне сухих (аридных) условиях круговорот прерывается чаще всего недостатком влаги.
В связи с тем, что дождевые тропические леса характеризуются максимальной продуктивностью (до 20-25 т/га/год) и биомассой (до 700-1000 т/га), их рассматривают как основные аккумуляторы углерода и обогащения атмосферы кислородом, называя «легкими планеты». В северных лесах, как известно, продуктивность (6-10 т/га/год) и биомасса (300-400 т/га) значительно ниже. Однако на этом основании северным лесам никак нельзя отводить менее значительную роль в положительном балансе кислорода и углекислоты. Наоборот, их роль в этом отношении часто более значительна.
Есть и другие экологические аспекты продуктивности и биомассы экосистем. В частности, чем больше биомасса, тем сильнее ее контакт с окружающей средой и тем значительнее такие средоохранные свойства, как очистка воздуха от пыли и химических агентов, регулирование влагооборотов, гашение шумовых воздействий и т. п.
Продуктивность различных экосистем биосферы. До недавнего времени принималось за аксиому, что основной объем первичной продукции образуется в морях и океанах, на долю которых приходится около 70% поверхности земного шара. Однако по последним данным, подученным в основном в результате осуществления Международной биологической программы (МБП), которая проводилась в 1964-1974 тт., было установлено, что основная масса первичной продукции образуется в экосистемах суши (около 115 млрд. тонн в год) и только около 55 млрд. тонн в год - в экосистемах океана (табл. 1).
Дело в том, что внутренние воды океана, расположенные за пределами прибрежной (шельфовой) зоны, по продуктивности близки к пустыням наземных экосистем (10-120 г/м: за год первичной продукции). Для сравнения отметим, что продуктивность лесов тайги составляет в среднем около 700-800, а влажных тропических лесов - 2000-2200 г/м2 за год.
Второй вопрос, на который важно получить ответ: какие же экосистемы в пределах океана и суши являются наиболее продуктивными?
В. И. Вернадский в свое время выделил очаги наибольшей концентрации жизни, назвав их пленками и сгущениями живого вещества. Под пленками живого вещества понимается его повышенное количество на больших пространствах. В океане обычно выделяют две пленки: поверхностную, или планктонную, и донную, или бентосную. Мощность поверхностной пленки обусловливается в основном эуфотической зоной, то есть тем слоем воды, в котором возможен фотосинтез. Она колеблется от нескольких десятков и сотен метров (в чистых водах) до нескольких сантиметров (в загрязненных водах). Донная пленка образована в основном гетеротрофными экосистемами, и поэтому ее продукция представлена вторичной, а количество ее зависит в основном от поступления органического вещества с поверхностной пленки.
Таблица 1.