22

УДК 630* 18: 574

Козлов А.Т. Экология: Методические указания и контрольные вопросы к заданиям для студентов заочного обучения специальности 260200 – Технология деревообработки / А.Т. Козлов, Л.В. Тринеева — Воронеж: ВГЛТА, 2004.- 12 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Рецензент: Заместитель директора по НИР ВБГЗ, канд. биол. наук А.И. Масалыкин

Александр Тимофеевич Козлов Лариса Викторовна Тринеева Экология

Методические указания и контрольные вопросы к заданиям для студентов заочного обучения специальности 260200 – Технология деревообработки

Редактор С.Ю. Крохотина

Темплан 2003 г.

Подписано в печать 19.01.04. Формат 60*84/16. Заказ № Объем 0,75 п.л. Усл. печ. л. 0,7. Уч.-изд.л. 0,9. Тираж 150 экз.

Воронежская государственная лесотехническая академия РИО ВГЛТА. УОП ВГЛТА. 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева,8

Введение

Окончание двадцатого века отмечено серьезными последствиями пренебрежительного отношения людей к окружающей среде. К ним последствиям следует отнести повсеместное распространение и попадание в пищевые продукты токсичных веществ, нарушение защитного озонового слоя планеты, явление парникового эффекта, обеднение и деградацию природных экосистем, вымирание многих видов животных и растений по мере отступления природы перед растущим населением и другие. Способность природы противостоять загрязнению окружающей среды достигла предела, поэтому ближайшее будущее человечества в значительной степени зависит от поведения сейчас живущих людей, от осознания каждым человеком экологических знаний и своего места в природе. Значение экологической науки постоянно возрастает.

Специалист с высшим техническим образованием, работающий в производственной сфере, должен обладать навыками прогнозирования вредных последствий деятельности предприятия на окружающую среду. Для этого ему совершенно необходимо знать как основные закономерности биоэкологии, так и владеть экологическими принципами охраны природы.

Когда немецкий биолог Э. Геккель предложил назвать экологией “общую науку об отношениях организмов к окружающей среде”, эта наука была строго биологической, и в настоящее время она получила название биоэкологии. Классическая экология имеет четкое деление. В нее входят:

экология особей — физиологическая экология; экология видов — аутэкология; экология популяций — популяционная экология; экология сообществ — синэкология; экология экосистем — биоценология.

Учение о биосфере Земли составляет часть биоценологии.

Поскольку Земля как планета связана с биосферой, то со временем в самостоятельное направление выделилась глобальная экология.

Почти одновременно с классической биоэкологией возникла экология человека, со временем она сформировалась в два направления экологического знания — собственно экологию человека как организма и социальную экологию.

Экология человека зародилась в трудах французского философа А. Канта и получила развитие в книгах И. Мечникова. Создание и развитие социальной экологии связано с именами А. Канта, английских ученых Д. Милля и Г. Спенсера, американских социологов Р. Парка и Е. Берджеса. В настоящее время экология человека и социальная экология представляют собой две самостоятельные экологические научные дисциплины.

К экологии причисляются наука об охране природы и наука об охране окружающей среды. Они базируются на обширной совокупности дисциплин. По мере нарастания влияния хозяйственной деятельности человека на природу сформировались промышленная и прикладная экология. Политизация экологических проблем выдвинула понятия экополитики и экологической

безопасности, а связь их с экономикой определила появление и развитие экологоэкономических дисциплин, например экологии природопользования.

Таким образом, экология, возникшая вначале как биологическая дисциплина, по мере своего развития разделилась на множество дисциплин и на данном этапе включает в себя не менее 100 структур, которые базируются на естественных, общественных и технических науках.

Слово “экология” происходит от греческих слов: ойкос — дом, жилище, местопребывание и логос — наука.

Экология — это наука об отношениях организмов или групп организмов между собой и окружающей их средой; или наука, изучающая условия существования живых организмов, включая человека, их взаимосвязь между собой и средой, в которой они обитают.

Так как экология исследует закономерности жизнедеятельности организмов в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду человеческой деятельностью, то прежде всего различают аутэкологию и синэкологию. Аутэкология изучает отдельный организм и его индивидуальные связи со средой. Синэкология занимается комплексным изучением особенностей групп организмов и растений, составляющих определенные единства. Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования.

Из приведенных выше определений очевидны и многообразны задачи экологии как науки:

—исследование закономерностей организации жизни, в том числе и в связи с антропогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом,

—создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека, управление процессами, протекающими в биосфере, и сохранение среды обитания человека;

—регуляция численности популяций;

—разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами;

—экологическая индикация природных сред, а также прогнозирование последствий воздействия человека на природную среду;

—восстановление нарушенных природных систем, в том числе рекультивация выведенных из пользования сельскохозяйственных угодий, восстановление пастбищ, плодородия истощенных почв, продуктивности водоемов и др.;

—сохранение (консервация) эталонных участков биосферы.

Задачи экологии применительно к деятельности инженера могут быть сформулированы следующим образом:

—оптимизация технологических, инженерных и проектноконструкторских решений, исходящих из минимального ущерба окружающей среде и здоровью человека;

—прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий действующих, реконструируемых и проектируемых предприятий (технологических процессов) для окружающей среды;

—своевременное выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб окружающей среде, угрожающих здоровью человека, отрицательно влияющих на природные и антропогенные системы.

Общие положения

Цель программы обеспечить необходимую потребность отраслей лесного комплекса в экологически грамотных специалистах, обладающих необходимой суммой знаний, способных эффективно решать вопросы, связанные с различного рода неблагоприятными воздействиями на лесные экосистемы, правильно оценивать возможные негативные последствия этих воздействий и предотвратить их в интересах успешного развития отраслей народного хозяйства.

Врезультате освоения дисциплины студент обязан:

—иметь необходимые знания в области экологии;

—уметь применять эти знания для правильной оценки состояния окружающей среды и рационального использования природных ресурсов;

—знать основные принципы стратегии защиты окружающей среды от загрязнений;

—знать методы контроля состояния окружающей среды.

2 Содержание дисциплины

Введение

Содержание, предмет и задачи экологии. Методы экологических исследований. Взаимосвязь экологии с другими науками. Краткий очерк истории экологии. Структура современной экологии.

2.1 Аутэкология

Среда и условия существования организмов. Классификация факторов. Влияние на организм абиотических факторов. Экологическая пластичность организмов. Ограничивающий фактор.

2.2 Популяции

Понятие о популяциях. Численность и плотность популяций. Плодовитость, смертность, миграции популяций. Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Возрастная структура популяции. Причины колебания численности популяций. Популяция как саморегулирующаяся система. Экологическая ниша.

2.3 Биоритмы

Классификация биоритмов, теория Томмена о 3-х ритмах человека. Десинхроноз.

2.4 Экологическая система

Структура экосистемы. Пространственная структура биоценоза. Простые и сложные биоценозы. Цепи и циклы питания. Поток веществ и энергии. Биологическая продуктивность. Экологическая пирамида.

Экологические сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Стабильные и нестабильные биоценозы.

2.5 Биосфера

Учение Вернадского В.И. о биосфере. Возникновение и развитие биосферы. Структура биосферы. Энергетический баланс биосферы. Круговорот веществ как основной механизм гомеостаза биосферы. Возникновение и развитие ноосферы. Коэволюция природы и человека.

2.6 Природопользование

Краткая история природопользования. Природные ресурсы. Природопользование и биоразнообразие. Традиционное, комплексное, биологическое природопользование. Эколого-экономические основы природопользования.

Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство как отрасль биологического природопользования. Международные аспекты природопользования. Рекреационный комплекс. Заповедное дело. Совершенствование биологического природопользования в России.

2.7 Понятие об управлении качеством среды

Экономические и правовые методы регулирования качеством среды. Цена адаптации.

3 Задания для контрольной работы

Студент — заочного обучения выполняет одну контрольную работу, отвечает на пять вопросов, приведенных в разделе “Перечень вопросов для выполнения контрольной работы”. C этой целью студент прорабатывает рекомендуемую литературу.

Ответы даются в кратком изложении, но должны содержать конкретный материал, по которому определяют уровень проработки вопроса и его формулировку.

Примерный объем контрольного задания — стандартная школьная тетрадь (18-24 с.). Задание должно быть написано четким и разборчивым почерком. С правой стороны листа обязательно оставлять поля для заметок.

В конце контрольной работы следует указать, какая литература использована при подготовке ответов на вопросы, год издания литературного источника. Работа завершается личной подписью студента и указанием даты выполнения.

Номера вопросов для контрольной работы берутся из таблицы по двум последним цифрам шифра.

Работа, получившая положительную оценку, остается на кафедре, а студенту высылается рецензия. Если контрольная работа не зачтена, то ее необходимо доработать в соответствии с замечаниями рецензента.

4 Перечень вопросов для выполнения контрольной работы

1.Экология как наука. Ее связь с другими науками. Методы экологии.

2.История развития экологии. Задачи экологии.

3.Современная структура экологии и ее подразделения.

4.Экологические факторы, их классификация.

5.Абиотические факторы.

6.Биотические факторы и их взаимоотношения (симбиоз, паразитизм, комменсализм).

7.Антропогенные факторы. Причины вымирания растений и животных, скорость вымирания.

8.Лимитирующие факторы. Закон Шелфорда.

9.Экологическая система и ее компоненты.

10.Понятие о биогеоценозе.

11.Учение В.И. Вернадского о биосфере, ноосфере.

12.Этапы развития биосферы.

13.Понятие популяции, ее структура.

14.Основные свойства популяций (рождаемость, скорость роста, смертность).

15.Понятие сукцессии и причины ее возникновения.

16.Автотрофная и гетеротрофная сукцессии.

17.Экологическая ниша и ее структура.

18.Понятие о биоритмах. Классификация биоритмов.

19.Биоритм, ритмика, период ритма, водители ритма.

20.Циркадный ритм и его значение.

21.Цирканный ритм и его значение.

22.Источники загрязнения экосистем тяжелыми металлами. 23.Миграция тяжелых металлов в экосистемах и их воздействие на живые

организмы.

24.Воздействия тяжелых металлов на организм человека.

25.Мероприятия, направленные на предотвращение поступления тяжелых металлов в окружающую среду.

26.Кислотные осадки. Источники, состав кислотных дождей (снега, тумана, росы).

27.Биотический круговорот веществ в биосфере. Круговорот углерода.

28.Круговорот азота.

29.Круговорот кислорода.

30.Круговорот воды в биосфере.

31.Климатические ресурсы.

32.Ресурсы животного мира.

33. Ресурсы растительного мира.

34.Заповедники, заказники, национальные парки.

35.Генетика и ее значение.

36.Мутации, их разновидности и значение.

37.Эволюция организмов, ее основные правила.

38.Основной биогенетический закон.

39.Мониторинг и его задачи.

40.Виды мониторинга и их характеристика

41.Основные контролируемые параметры и нормирование загрязнений экосистем — ПДК, ПДВ, ПДС.

42.Состояние окружающей среды Воронежской области.

43.Воздействие промышленности Воронежской области.

44.Основные загрязнители морей.

45.Основные загрязнители пресных водоемов.

46.Экологическая характеристика воздушного басссейна.

47.Экологическая характеристика состояния и основных загрязнителей почв.

48.Виды эрозии почв.

49.Рекультивация и мелиорация почв.

50.Понятие о биологическом загрязнении экосистем.

51.Биологическое загрязнение экосистем (интродукция живых организмов

— преднамеренная и случайная).

52.Понятие о радиоактивном загрязнении экосистем.

53.Экологическая безопасность как форма взаимодействия общества и природы.

5 Рекомендуемый библиографический список

1.Бигон М., Харпер Дж., Таусенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества.

— М., 1989. — Т.1 668 с.; Т. 2. 428 с.

2.Будыко М. И. Глобальная экология. — М., 1997. — 327 с.

3.Вернадский В.И. Биосфера — В кн.: Избранные труды по биогеохимии. — М., 1967. С. 3-23

4.Вронский В.А. Прикладная экология. — Ростов н/Д: Изд-во “Феникс”, 1996. — 512 с.

5.Гиляров А.М. Популяционная экология. — М., 1990. — 191 с.

6.Горышина Т.К. Экология растений. — М., 1979. — 368 с.

7.Дажо Р. Основы экологии. — М., 1975. — 415 с.

8.Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Воронежской области в 2000 году. — Воронеж, 2001 — 143 с.

9.Козлов А.Т., Васильев А.А., Зайцев А.Ф., Гашо Е.Г. Эколого—экономические

проблемы региона. — Воронеж, 1996 —176 с.

10.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. — М., 1992.

— 174 с.

11.Красилов В.А. Охрана природы: Принципы, проблемы, приоритеты. М., 1992.

— 174 с.

12.Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. — Л., 1979. — 352 с. 13.Одум Ю. Экология. М., 1986. — Т. 1. 328 с.; Т.2. 376 с.

14.Планка Э. Эволюционная экология. — М., 1981. — 400 с.

15.Рамад Ф. Основы прикладной экологии. —М., 1981. — 543 с.

16.Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: в 4-х кн.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1994, 1995.

17.Реймерс Н.Ф. Природопользование Словарь-справочник. — М., 1990. — 637 с. 18.Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы.— М.,

1994. — 234 с.

19.Харченко Н.А., Козлов А.Т. Справочник основных понятий и терминов по экологии и этологии. — Воронеж, 1992. — 112 с.

20.Эйхлер В. Яды в нашей пище. — М.: Мир, 1993. — 187 с.

6 Словарь терминов и понятий

Абиотическая среда — совокупность физических факторов среды, контролирующих жизнедеятельность организма. Факторы А.с. можно условно разделить на химические (атмосферный воздух и примеси в нем, морские и пресные воды, почвы) и физические (температура, давление, ветры, течения, радиация, магнитные поля, гравитация).

Адаптация — совокупность морфологичеких, физиологических, генетических, поведенческих приспособлений организмов к определенным условиям среды.

Аллергия — ответ организма на раздражители внешней среды (аллергены), выражающийся в повышенной чувствительности иммунной системы.

Аменсализм — взаимодействие популяций двух видов, при котором одна из них подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного воздействия.

Антропогенный фактор в экологии — влияние человека на окружающую среду, которую он ошибочно издавна рассматривал как постоянный источник необходимых ему природных ресурсов.

Ареал — область распространения вида, рода, семейства или другой таксономической категории растений и животных.

Биогеоценоз — однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (почва, солнечная энергия и др.) компонентов, объединенных обменом веществ и энергией в единый природный комплекс.

Биоиндикация — часть экологии, занимающаяся определением присутствия, количества организмов, которые могут служить показателями естественных процессов в биоценозах или процессов, происходящих под воздействием антропогенных факторов.

Биологический ритм — чередование приблизительно через равные интервалы времени биологических явлений, а также максимумов какого-либо биологического процесса.

Биосфера — оболочка земли до высоты 20-25 км, часть литосферы, гидросфера, в которой присутствует жизнь.

Биоценоз — совокупность животных или растений, совместно занимающих участок суши или водоема.

Генетика — наука о наследственных свойствах живых организмов.

Гомеостаз — способность биологических систем сохранять постоянство состава и свойств.

Жизненная форма — морфоэкологическая категория, включающая организмы по комплексу сходных морфоэкологических, физиологических и поведенческих адаптаций, развивающихся параллельно и конвергентно.

Изоляция — невозможность свободного скрещивания между особями одного вида.

Коадаптация — взаимная адаптация видов в процессе эволюции (пример, совместная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей).

Комменсализм — одна из форм совместного существования (симбиоз) организмов разных видов, характеризующаяся тем, что один организм (комменсал) получает пользу от другого (пищу, защиту), не причиняя ему вреда.

Конкуренция — форма взаимоотношения между организмами одного вида или разных видов. Основой для К. служит соревнование за жизненного важные ресурсы внешней среды (пища, убежище, особи противоположного пола).

Ноосфера — продукт развития биосферы, при котором разумная деятельность человека становится главным фактором.

Онтогенез — индивидуальное развитие особи.

Паразитизм — взаимоотношение двух организмов, при которых один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания.

Паройкия — форма комменсализма, которая складывается между организмами, обладающими средствами защиты, и незащищенными животными.

ПДК (предельно-допустимая концентрация) — это максимальная концентрация загрязняющих веществ, которая не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, в том числе и на человека.

ПДВ (предельно-допустимый выброс) предусматривает концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупность, не превышающую нормативную концентрацию этих веществ.

ПДС (предельно-допустимый сброс) — максимально допустимая к отведению масса в сточных водах, с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени, с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Первичная продукция — продукция автотрофных организмов (зеленых растений и хемосинтезирующих бактерий). П.п. водоемов создает планктон.

Популяция — группа особей одного вида, населяющая ограниченную территорию, обладающая общей наследственностью и внешним сходством.

Продукция — количество биомассы, полученное совокупностью растений и животных в единицу с единицы площади.

Продуценты — совокупность автотрофных организмов, создающих органические вещества из неорганических с помощью фотоили хемосинтеза.

Ритмы биологические — равномерное чередование функций организмов, органов, вызываемое периодическим изменением состояния окружающей среды.

Ритмы окологодовые (цирканные) — периодические изменения поведения, физиологического состояния организмов с периодом около одного года,