ПИТАННЯ НА ІСПИТ З ДИСЦИПЛІНИ «ЕКОЛОГІЯ» 1. Загальні закони функціонування екосистем 2. Предмет та об’єкт вивчення екології 3. Поняття «екосистема», «біоценоз», «біогеоценоз», «угрупування» 4. Причини екологічної кризи 5. Теорії вирішення демографічної проблеми людства 6. Масштаби та рівні забруднення довкілля 7. Види забруднення довкілля 8. Концепція стійкого розвитку 9. Класифікація природних ресурсів 10. Правило конструктивної емерджентності 11. Автор терміну «екологія» 12. Типи природних екосистем 13. Види зв’язків в системах 14. Біоголографічний закон 15. Поняття «екологічна катастрофа» 16. Класифікація забруднень за походженням 17. Ксенобіотики, приклади 18. Фактори, що лімітують розвиток людства 19. Поняття «жива речовина» в біосфері 20. Гіпотеза Геї 21. Поняття «техносфера», «антропосфера», «біосфера», «екосфера», «урбосфера» 22. Ноосфера – новий етап розвитку біосфери 23. Відмінність екологічних криз від екологічних катастроф 24. Види антропогенних криз 25. Обмежуючі фактори розвитку для розвинених країн, і країн, що розвиваються 26. Класифікація ресурсів за доступністю 27. Види фізичного забруднення довкілля 28. Джерела опромінення людини 29. Види хімічного забруднення довкілля 30. Поняття «неоекологія», «біоекологія» 31. Об’єкт дослідження науки про довкілля 32. Основні характеристики екосистеми 33. Трофічна структура екосистем: продуценти, консументи, редуценти 34. Ефективність засвоєння енергії Сонця продуцентами 35. Поняття «популяція» 36. Відмінності штучних та природних екосистем 37. Закон емерджентності 38. Екологічна ситуація 39. Глобалізація техносфери як пріоритетна тенденція глобальної еволюції 40. Закон необхідної різноманітності 41. Демографічні показники популяції 42. Теорія Т. Мальтуза 43. Екологічні проблеми гідросфери 44. Основні хімічні елементи, що сприяють евтрофікації водойм 45. Заходи видалення відходів 47. Джерела забруднення ґрунтів 48. Озон як забруднювач атмосфери 49. Ерозія ґрунтів, види ерозії ґрунтів 50. Діоксини як забруднювачі довкілля 51. Озонові діри: механізми виникнення та наслідки 52. Парникові гази 53. Смоги: види смогів, механізм виникнення і наслідки 54. Глобальне потепління, парниковий ефект: механізм виникнення і наслідки 55. Особливості антропогенної дії на біоту 56. Екологічне значення забруднення атмосфери пилом і аерозолями 57. Наслідки зростання концентрації вуглекислого газу в атмосфері 58. Кислотні дощі: причини виникнення і наслідки 59. Джерела природного забруднення довкілля 60. Особливості забруднення атмосфери 61. Причини забруднення і евтрофікації водойм 62. Антропогенні об’єкти міста 63. Джерела забруднення атмосфери 64. Основні споживачі прісної води 65. Наслідки впливу сільськогосподарської діяльності на ґрунти 66. Теплове забруднення водойм 67. Основні екологічні проблеми міст 68. Характерні риси природного забруднення атмосфери 69. Токсичні складові вихлопних газів автомобілів 70. Основні джерела надходження важких металів у довкілля 71. Світлове забруднення довкілля: причини і наслідки 72. Вплив транспорту на екологію міста 73. Критерії якості питної води 74. Види забруднення води: хімічне, фізичне, механічне, біологічне 75. Відмінності побутових і техногенних стічних вод 76. Вплив завислих частинок на екологію водойм 77. Наслідки впливу сільськогосподарської діяльності на водойми 76. Причини забруднення води морів і океанів 77. Заходи попередження кількісного виснаження вод 78. Основні джерела радіоактивного забруднення Світового океану 79. Основні джерела забруднення ґрунтів 80. Конвенція ООН з морського права 81. Основні забруднювачі (полютанти) вод морів та океанів 82. Методи очищення стічних вод 83. Природно-антропогенні об’єкти міста 84. Компоненти природного середовища міста 85. Комплекси, з яких складається урбоекосистема 86. Фактори, що впливають на характер екологічних проблем міста 87. Основні джерела забруднення повітря в містах

1. Загальні закони функціонування екосистем

Функціонування екосистеми будь-якого рівня здійснюється лише за рахунок використання матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей навколишнього середовища.

Як уже визначалося раніше, визначальною характеристикою життя як особливої форми існування матерії є обмін речовин. Обмін речовин окремих організмів із навколишнім середовищем у процесі подиху, харчування, різноманітних виділень, або в більш загальному вигляді - кругообіг речовини в екосистемах можливий лише в процесі використання і передачі енергії.

Кожній екосистемі і всім організмам в ній потрібний постійний і достатній приплив енергії для підтримки достатньо складних внутрішніх зв'язків, без чого не можливо протистояти ентропії, тобто прагненню енергії перейти не в корисну для організму роботу по обміну речовини (або кругообігу речовини у екосистемі), а в тепло і розсіятися в навколишньому просторі. В екосистемі, як і у біосфері в цілому, основними потоками енергії є потоки концентрованої (в основному Сонячної) і розсіяної енергії (теплової). Живі організми, у деякому змісті, можна порівнювати зі своєрідними машинами, що виробляють біомасу. Особливістю перетворення енергії в екосистемах є її одностороння спрямованість - променева енергія, пройшовши ряд перетворень, у значній мірі розсіюється у вигляді тепла. Таким чином, для нормального функціонування екосистеми необхідна постійна і достатня подача концентрованої енергії, спроможної перетворюватися в роботу, при цьому ентропія навколишнього середовища збільшується, тому обов'язково необхідний стік теплової енергії з екосистем. Екосистеми будуть нормально функціонувати, якщо немає порушень при проходженні енергії через трофічні ланцюги і нормально функціонують біогеохімічні колообіги речовини. Збільшення забруднення атмосфери промисловими викидами ускладнює засвоєння сонячної енергії рослинами, тому що пилюкою "забиваються" їхні устячка, через які відбувається живлення і газообмін. В результаті, зменшується кількість їжі, а отже, і енергії, що надходить всім іншим живим організмам, усе більша їхня кількість не зможе протистояти збільшенню ентропії і загине. При визначених розмірах цього процесу вся система може загинути.

2. Предмет та об’єкт вивчення екології

У розвинутих країнах світу під терміном «екологія» традиційно розуміють «біоекологію». Для широкого трактування сучасної екології використовують терміни «наука про довкілля», «система наук про довкілля» тощо. Підтвердженням цьому є визначення екології сучасними провідними вченими.

«Екологія - міждисциплінарна галузь знань про будову і функціонування багаторівневих систем у природі і суспільстві та їхні взаємозв’язки. Нині екологія оформилася в принципово нову інтегральну дисципліну, яка пов’язує фізичні і біологічні явища і створює міст між природничими і суспільними науками* (Ю. Одум, 1980, 1986).

Отже, сучасна екологія - це комплекс наук про будову, функціонування, взаємозв'язки полікомпонентних і багаторівневих систем «природа - суспільство» та засоби кореляції взаємного впливу техносфери і біосфери з метою збереження життя на Землі.

Об’єктом дослідження науки про довкілля є екосистеми всіх рівнів та їхні елементи. Основи концепції про екосистеми розробив англійський ботанік А. Тенслі (мал. 3) у 1935p., а вчення про них оформилося в 50-х роках XX ст. Предметом дослідження науки про довкілля є взаємозв’язки між живими організмами, їхніми групами різних рангів, живою і неживою природою, а також особливості впливу природних і антропогенних чинників на функціонування екосистем біосфери.

3. Екосисте́ма — це сукупність живих організмів, які пристосувалися до спільного проживання в певному середовищі існування, утворюючи з ним єдине ціле. Таким чином, екосистема — це біоценоз + його біотоп. Термін «екосистема» ввів в обіг англійський еколог Артур Тенслі в 1935 році, а сучасне визначення йому надав Реймонд Ліндман в 1942 році в своїй класичній роботі по вивченню біології озера Міннесота. В екосистемі можна виділити два компоненти — біотичний і абіотичний. Біотичний складається за автотрофів (організми, які отримують первинну енергію для існування з фото- і хемосинтезу) або продуцентів і гетеротрофів (організми, що одержують енергію з процесів окислення органічної речовини — консументи і редуценти). Автотрофи і гетеротрофи формують трофічну структуру екосистеми. Єдиним джерелом енергії для існування екосистеми і підтримки в ній різних процесів є продуценти.

Біоцено́з (від біо- та грец. koinós — спільний) — сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, що населяють певну ділянку суші або водоймища і характеризуються певними відносинами як між собою, так і з абіотичними факторами середовища. Біоценоз — комплекс організмів біогеоценоза, що формується в результаті боротьби за існування, природного відбору та інших факторів еволюції. За участтю в біогенному кругообігу речовин в біоценозі розрізняють три групи організмів.

Біогеоцено́з — ділянка земної поверхні, що характеризується певними фізико-географічними умовами (характером мікроклімату, рельєфу, геологічної будови, ґрунту та водного режиму), разом з біоценозом (угрупованням рослинних і тваринних організмів).

Біогеоценоз є структурною частиною ландшафту. В науку термін біогеоценоз введений академіком В. М. Сукачовим (1944 рік). Біогеоценози можуть бути наземними і водяними. Всі компоненти біогеоценозу створюють єдиний історично сформований природний комплекс, що постійно змінюється внаслідок взаємодії компонентів біогеоценозу між собою, з атмосферою та іншими факторами середовища. Межі окремих біогеоценозів найчастіше визначаються рослинними угрупованнями — фітоценозами, які найкраще відображають зміни, що відбуваються в кожному конкретному природному комплексі.

Угрупо́вання — комплекс видів живих організмів, що входять до складу однієї екосистеми. Угруповання — сукупність видів, об'єднаних між собою певними взаємообов'язками, певною територією проживання і впливом комплексу умов існування. Можуть розглядатися окремо рослинні угруповання, або фітоценози, і угруповання тварин, або зооценози.

4. Причини виникнення екологічної кризи

В історичному плані виділяють декілька етапів зміни біосфери людством, які увінчались екологічними кризами та революціями, а саме:

· вплив людства на біосферу як звичайного біологічного виду;

· надінтенсивне полювання без змін екосистем у період становлення людства;

· зміни екосистем внаслідок процесів, що відбуваються природнім шляхом: випасання, посилення росту трав шляхом випалювання тощо;

· інтенсифікація впливу на природу шляхом розорювання грунтів та вирубування лісів;

· глобальні зміни всіх екологічних компонентів біосфери в цілому.

Вплив людини на біосферу зводиться до чотирьох головних форм:

1) зміна структури земної поверхні (розорювання степів, вирубування лісів, меліорація, створення штучних водойм та інші зміни режиму поверхневих вод тощо),

2) зміна складу біосфери, кругообігу і балансу тих речовин, які її складають (добування корисних копалин, створення відвалів, викиди різних речовин у атмосферу та водойми),

3) зміна енергетичного, зокрема теплового, балансу окремих регіонів земної кулі і всієї планети,

4) зміни, які вносяться у біоту (сукупність живих організмів) внаслідок знищення деяких видів, руйнування їх природних місць існування, створення нових порід тварин та сортів рослин, переміщення їх на нові місця існування тощо.

Під забрудненням навколишнього середовища розуміють надходження в біосферу будьяких твердих, рідких і газоподібних речовин або видів енергії (теплоти, звуку, радіоактивності і т.п.) у кількостях, що шкідливо впливають на людину, тварин і рослини як безпосередньо, так і непрямим шляхом.

5. Люди розмножуються швидше, ніж ростуть засоби існування, і що якщо зростання населення нічим не стримується, то кожні 25-30 років населення буде подвоюватися. Розвиваючи ці ідеї, він прийшов до очевидного, на перший погляд висновку, що плідність бідняків - головна причина їх жалюгідного становища в суспільстві. Чисельність населення зростає в геометричній прогресії, в той час як харчові ресурси, необхідні для прожитку цього населення - в арифметичній.Таким чином, рано чи пізно, як би повільно населення ні росло, лінія його росту перетнеться з прямою харчових ресурсів - арифметичної прогресією (на графіку - точка Х).Коли чисельність населення досягне цієї точки, загальмувати його ріст можуть тільки війни, злидні, хвороби та пороки (необхідно зазначити, що до цих способів боротьби з збільшується населенням він ніколи не закликав, про що досить часто пишуть трактователі його теорії). В інших виданнях своєї книги Мальтус пропонував інші способи "гальмування" зростання чисельності населення: безшлюбність, вдівство, пізні шлюби.

6. Забруднення поділяють за масштабами на:

а) глобальні (планетарні): озонові дірки, кислотні дощі, парниковий ефект, підвищення рівня радіації і забруднення Світового океану;

6)регіональні: забруднення окремих частин країни, басейну окремої річки, моря;

в) локальні: невеликих масштабів від локальних джерел забруднення: вихлопна труба конкретного автомобіля, викид газоподібних чи твердих відходів окремого підприємства.

7) За видами забруднення поділяються на:

1 .Механічні - це забруднення навколишнього середовища механічними відходами без хіміко-фізичних наслідків.

2. Хімічні - це зміна хімічних властивостей середовища, що спричиняє негативний вплив на екосистеми і техногенні системи.

З.Фізичні - це зміна фізичних параметрів навколишнього середовища, що призводить до негативних наслідків. Фізичні забруднення поділяються на підвиди:

1) температурно-енергетичне (теплове) забруднення - це вид фізичного забруднення, пов’язаний з підвищенням температури середовища під впливом антропогенних факторів. Стосовно міського середовища теплове забруднення поки що носить локальний характер. »Острови тепла» з підвищеною температурою на кілька градусів - це великі міста, виробничі комплекси тощо. Так, у відповідності з температурним режимом, Париж повинний бути розташований на 170 км південніше свого дійсного місця розташування.

2) світлове - це вид фізичного забруднення, пов’язаний з порушенням природної освітленості в результаті дії штучних джерел світла (яскравий спалах світла, спалах при ядерному вибуху, включені на близькій відстані вогні далекого світла у зустрічного автомобіля).

3) електромагнітне - зміна електромагнітних властивостей середовища. Це своєрідні електромагнітні хвилі, дія яких підсилюється під високовольтними лініями, у районі локаторів, біля телевізорів. Воно негативно позначається на живих організмах через порушення роботи клітинних і молекулярних біологічних структур. Є дані про вірогідність появи катаракти хрусталика ока під впливом даного виду забруднення.

4) радіоактивне забруднення - це забруднення, пов’язане з перевищенням природного рівня радіації над природним фоном.

5) шумове забруднення - це перевищення природного рівня шуму, викликаного механічними коливаннями пружних тіл.

4. Біологічні - це проникнення в екосистеми чи техногенні системи живих істот, ворожих даним співтовариствам.

8) Концепція стійкого розвитку

Лише забезпечення стійкого, збалансованого й контрольованого розвитку може реально гарантувати перехід до нової ери необхідного й безпечного для миру економічного росту. Це означає, що при розробці економічної політики й у ході її здійснення в кожному секторі економічного життя необхідно забезпечити гармонічне сполучення між економікою й навколишнім середовищем. У Декларації Конференції в Ріо-де-Жанейро по навколишньому середовищу й розвитку, що включає в себе 27 рекомендаційних принципів, розкриваються істота й мети реалізації концепції стійкого розвитку. Поняття стійкого розвитку містить у собі наступне:

♦ визнання того, що в центрі уваги перебувають люди, які повинні мати право на здорове й плідне життя в гармонії із природою;

♦ охорона навколишнього середовища повинна стати невід'ємним компонентом процесу розвитку й не може розглядатися у відриві від нього;

♦ право на розвиток повинне реалізуватися таким чином, щоб рівною мірою забезпечити задоволення потреб у розвитку й збереженні навколишнього середовища як нинішнього, так і майбутніх поколінь;

♦ зменшення розриву в рівні життя народів миру, викорінювання бідності й убогості з урахуванням тієї обставини, що сьогодні на частку 3/4 населення Землі доводиться лише 1/7 частина світового доходу. Подібний підхід буде вести до масованого переміщення економічного росту в країни, що розвиваються, і регіони. Тільки шляхом задоволення величезних і всі зростаючих потреб населення миру, що розвивається, можна забезпечити можливості й перспективи переходу до нової ери стабільного, оптимального й збалансованого економічного росту світової економіки в цілому.

9) Природні ресурси поділяються на такі групи:

1) за ознакою належності до природних систем: космічні (проміння, метеорити), планетарні (геліоенергія, гравітаційна енергія), ресурси Землі (атмосфера, гідросфера, літосфера );

2) за відношенням до природних систем: елементи природних систем (мінерали, ґрунти, види рослин і тварин тощо) та результати їх функціонування (поліпшення родючості ґрунтів, приріст біологічної маси, зростання поголів’я та маси тварин тощо). Проте останні важко віднести до чисто природної класифікації, оскільки вони показують результати взаємодії природи з суспільством;

3) за видом і тривалістю кругообігу: у довготривалому кругообігу (космічний, геологічний) і в короткотривалому (біологічний кругообіг води);

4) за характером розміщення на поверхні землі: відносно рівномірно розподілені (атмосфера, біосфера) та зосереджені (гідросфера, літосфера та їх елементи);

5) за можливістю переміщення по території: такі природні ресурси, що переміщуються природно (повітряні маси, вода, тварини), та такі, що не переміщуються (рослинні);

6) за видами: мінеральні, кліматичні, водні, земельні, лісові, рекреаційні тощо.

Виходячи з господарського використання, природні ресурси поділяються на такі групи:

1) за територіальною належністю: світові (глобальні) та національні (зв’язані з певною територією);

2) за вичерпністю: вичерпні і невичерпні.

Вичерпні природні ресурси — це ресурси, які при їх видобутку і використанні не відтворюються природою або відновлюються в терміни, значно більші у порівнянні із швидкістю їх використання. До відтворюваних ресурсів належать ґрунти, рослинність, тваринний світ, а також деякі мінеральні ресурси, наприклад, солі, що осідають в озерах і морських лагунах, тощо. Вони можуть відтворюватися в природних процесах і підтримуватися у деякій постійній кількості, визначеній рівнем їх щорічного відтворення і споживання. В свою чергу вони діляться на відтворювані і невідтворювані. До невідтворюваних ресурсів належать багатства надр (горючі копалини, металічні та неметалічні корисні копалини). Використання цих ресурсів можливе тільки один раз, і воно неминуче призводить до виснаження їх запасів. Поповнення цих запасів неможливе, оскільки відсутні умови, в яких вони виникли багато мільйонів років назад, або відбувається дуже повільно.

Природні ресурси, існування яких необмежене часом, називаються невичерпними. При будь-якому інтенсивному споживанні їх кількість не зменшується, або зменшується настільки мало, що ця величина на практиці ігнорується. До невичерпних природних ресурсів відносяться кліматичні і гідрологічні, сонячна енергія, дощові опади, кінетична енергія вітру і морського прибою, потенційна енергія рік і морських припливів, вода як речовина і засіб транспортування;

3) за поновленням: поновлювальні (біологічні), частково поновлювальні або ті, що залучаються у повторне використання (сировинні), непоновлювальні (горючі копалини). До поновлювальних ресурсів відносяться біологічні ресурси, поновленість яких в часі залежить від тривалості їх життєвого циклу (злакові культури — 6—12 місяців, ліси — 70—100 років тощо).

До групи частково поновлювальних природних ресурсів належать торф, самосадні солі, ґрунти, ресурси деревини, темпи поновлення яких значно відстають від темпів експлуатації.

Непоновлювальні природні ресурси — це природні ресурси, що не самовідновлюються після їх використання або відновлюються протягом дуже тривалого часу. До них належить більшість корисних копалин (рудні, нафта, природні горючі гази, вугілля, горючі сланці, ядерна енергія поділу урану та термоядерна, мінеральні та будівельні матеріали тощо);

4) за напрямом використання: паливно-енергетичні, мінерально-сировинні, продовольчі та ін.;

5) за рівнем вивченості: прогнозні, виявлені, детально вивчені;

6) за можливістю використання: недоступні, резервні, можливі для використання й ті, що використовуються;

7) за характером використання: одноцільового (сировинні) та багатоцільового використання (лісові, водні, земельні);

8) за якістю: кожний вид природних ресурсів поділяється за класами, групами, типами та іншими класифікаційними одиницями;

9) за впливом виробництва: зазнають шкідливого впливу (біологічні), зазнають невеликого впливу (гідросфера, атмосфера, поверхня літосфери), не зазнають впливу (глибинна частина літосфери).

10) Аксіома емерджентності ( від латин. - emergo - з"являюсь, виникаю): ціле завжди має особливі властивості, які відсутні у його частин. Тому ціле не дорівнює сумі елементів, що не поєднані системоутворюючими зв"язками.

Отже, системне ціле, що сформоване з елементів, має інші закони функціонування і розвитку. Образно кажучи, одне дерево чи декілька дерев - це ще не ліс. Ліс - це складне поєднання всіх екологічних елементів, що входять в його екосистему. Крім того, екосистема лісу - це й певний кругообіг речовин, регуляція потоку енергії, в тому числі і створення власного біоклімату.

З аксіомою емерджентності пов"язані наступні екологічні принипи.

Принцип (закон) необхідної різноманітності, який твердить що жодна система не може сформуватися з абсолютно ідентичних елементів. Для утворення стійкої, саморегульованої системи потрібна певна відмінність елементів один від одного. Кожен елемент може бути нездатним до самостійного існування. Втім, система, що сформувалась з таких елементів, може існувати і бути цілісною. Така закономірність функціонування екологічних систем зафіксована в правилі конструктивної емерджентності - надійна система може бути сформована з ненадійних елементів (підсистем), що нездатні до самостійного існування. Прикладами таких систем можуть бути корали, суспільні комахи тощо.

11) Ернест Генріх Філіп Август Геккель (нім. Ernst Heinrich Philipp August Haeckel; *16 лютого 1834, Потсдам — †9 серпня 1919 Єна) — німецький природодослідник і філософ.

Ернест Геккель виявив, описав і назвав тисячі нових видів, зробив карту генеалогічного дерева, що стосується всіх життєвих форм, і створив багато термінів в біології, зокрема тип, філогенез, екологія і царство Найпростіші (Protista). Геккель підтримував роботу Чарльза Дарвіна в Німеччині й розвивав спірний Біогенетичний закон, що стверджує, що біологічний розвиток індивідуальних організмів, або онтогенез, є паралельним та підсумовує повний еволюційний розвиток різновидів, або філогенез: "Онтогенез є рекапітуляцією філогенезу".

З 1852 вивчав медицину і природознавство в Берлінському, Вюрцбургському і Віденському університетах. У 1857 отримав диплом лікаря. З 1861 приват-доцент, з 1865 по 1909 був професором Єнського університету. Вперше запропонував термін екологія в 1866 р. в книзі «Загальна морфологія організмів» («Generelle Morphologie der Organismen»).