shporgalka_po_ekologii_2_kurs_1
.doc|
1. Предмет и задачи экологии. Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. Экология – наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия – климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические – общие отношения организмов ко всем остальным организмам. Общие задачи экологии: 1) Исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенными воздействиями на природную систему и биосферу. 2) Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов. 3) Прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека. 4) Управление процессами, протекающими в биосфере. 5) Сохранение среды обитания человека. 6) Регуляция численности популяции. 7) Разработка систем мероприятий по экологической индикации загрязнения природной среды. 8) Восстановление нарушенных природных систем. 9) Сохранение заповедных участков биосферы. 10) Создание устойчивого развития общества. Задачи экологии для инженеров: 1) Оптимизация технологических инженерных решений, исходящих из минимального ущерба окружающей среде и здоровья человека. 2) Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий на окружающую среду и человека. 3) Своевременное выявление и корректировка конкретных технологических процессов, угрожающих эдоровью человека и окружающей среде.
3. Основоположник современного учения - русский ученый Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945 гг.). Суть этого учения: биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов. Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы. Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов 2 Схема строения биосферы Верхняя граница - озоновый слой 20000 Стратосфера 10000 почва Тропосфера Литосфера Гидросфера Филиппинская впадина (10830 м) Нефтяные воды (присутствие бактерий ) 3000 Нижняя граница Рис.3 Нижняя часть биосферы опекается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница - озоновый слой, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь. Толщина - несколько мм. Основой органической жизни является углерод (С). Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из и под действием солнечного света. В результате фотосинтеза ежегодно образуется 100 млрд. тонн органического вещества. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, и осуществляется обмен веществом и энергией между живой и неживой природой. Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии. Вернадский выделяет в биосфере глубоко отличных и в то же время генетически связанных частей: 1) Живое вещество - живые организмы. 2) Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.). 3) Косное вещество - горные породы (минералы, глины...). 4) Биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). 5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.). 6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии. 7) Вещество космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны. Живое вещество - это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере. Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов , из них 0,5 - растения, 1,5 - растения и микроорганизмы (из них 1 млн. насекомых). В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа : 1) Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно. Возраст человечества примерно 1,5 млн. лет). 2) Биотехносфера Современная биосфера - это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Человеческое общество - это один из этапов развития жизни на Земле. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. . 3) Ноосфера - сфера разума. Это понятие ввел французский математик и философ Ле- Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития.
4. Круговорот веществ в биосфере. Большой и малый круговорот. Под круговоротом в биосфере понимают повторяющиеся процессы превращений и пространственных перемещений веществ, имеющие определенное поступательное движение, выражающееся в качественных и количественных различиях отдельных циклов. Выделяют 2 круговорота – большой (геологический) и малый (биотический). Большой (геологический) круговорот веществ протекает от нескольких тысяч до нескольких миллионов лет, включая в себя такие процессы, как круговорот воды и денудация суши. ДУНУДАЦИЯ суши складывается из общего изъятия вещества суши (52990 млн.т/год), общего привноса вещества на сушу (4043 млн.т/год) и составляет 48947 млн.т/год. Антропогенное вмешательство ведет к ускорению денудации, приводя, например, к землетрясениям в зонах водохранилищ, построенных в сейсмоактивных районах. МАЛЫЙ (биотический) круговорот веществ происходит на уровне биогеоценоза или биогеохимического цикла.
2. Биосфера. происхождение биосферы. Структура и границы биосферы. Биосфера – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Термин был введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. Атмосфера, гидросфера, литосфера – составляющие биосферы, в которых существует жизнь. Строение:
Факторы, определяющие границы биосферы, — неблагоприятные условия для жизни организмов. Биосфера по вертикали разделяется на две четко обособленные области: верхнюю, освещенную светом, - фотобиосферу, в которой происходит фотосинтез, и нижнюю, «темную», - меланобиосферу, в которой фотосинтез невозможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана. В. И. Вернадский отмечал, что «пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни». На развитие жизни, а, следовательно, и границы биосферы оказывают влияние многие факторы и прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды в ее жидкой фазе. Ограничивают область распространения жизни и слишком высокие или низкие температуры. Элементы минерального питания также влияют на развитие жизни. К ограничивающему фактору можно отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л. В планетарной биосфере выделяют континентальную и океаническую биосферы, которые отличаются геологическими, географическими, биологическими, физическими и другими условиями. Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км) или изотермой в 100 град. C в литосфере (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км). Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км. Таким образом, вертикальная мощность океанической биосферы составляет 17 км, сухопутной до 12 км. Вверх, в атмосферу, биосфера простирается не выше наибольших плотностей озонового экрана, что составляет 22-24 км. Следовательно, предел протяженности биосферы на Земле выражается цифрой 33-35км, хотя теоретически он может быть более широким. На основе работ В. И. Вернадского и других исследователей, внесших большой вклад в изучение биосферы планеты, предлагается различать три основные ее формы:
Это совокупность абиотических условий неорганической среды данного участка, представляющего собой местообитание конкретного сообщества. Экологические формы определяют специфику изучения биосферы в экологических аспектах. Происхождение биосферы: 3,6 млрд. лет назад возникла жизнь.
4. Круговорот биогенных элементов (углерод, азот, фосфор). Углерод включается в состав органических элементов в процессе фотосинтеза из CO2. Другие процессы биосинтеза преобразуют углерод в крахмал, гликоген и другие вещества. Эти вещества формируют ткани фотосинтезирующих организмов и служат источником органических веществ для животных. В процессе дыхания организма окисляются сложные органические вещества и выходит CO2, который опять участвует в фотосинтезе. Время круговорота – 8 лет. Азот. Электрические разряды при грозах синтезируют из азота и кислорода оксиды азота, которые с дождем попадают в почву в виде азотной кислоты, где может образовываться аммиак, который может войти в цикл нитрификации. Фосфор – очень важный элемент для всего живого, поскольку участвует в образовании и превращении азотистых веществ и углеводов в живых тканях – биосинтезе белков, нуклеиновых кислот, играющих главную роль в хранении и передаче наследственной информации и обеспечивающих синтез белков в клетках, пептидов и т.д., входит в состав скелета, тканей мозга, хромосом, ферментов, вирусов, протоплазмы живой клетки.
6. Популяция, структура, характеристики, динамика численности.ПОПУЛЯЦИЯ – группа организмов одного вида, внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией, занимать конкурентное пространство, связывать между собой различные взаимоотношения – единство определяется площадью территории или акватории. Популяция – это генетическая единица вида. В зависимости от размеров занимаемой территории различают 3 типа популяции: (1) элементарная популяция – это группа организмов одного вида, которая занимает небольшой однородный участок. Генетический обмен происходит часто. (2) экологическая популяция – это совокупность элементарных популяций. Генетический обмен реже. (3) Географическая популяция – группа особей одного вида, занимающих территорию с однородными условиями существования. Генетический обмен – редко. Один вид занимает АРИАЛ вида – пространство, которое вид занимает на земле. По СТРУКТУРЕ различают возрастную структуру – соотношения особей разного возраста. Различают: (1) предрепредуктивный – молодой (2) репредуктивный (3) пострепредуктивный. Структура половаяя (сексуальная структура), пространственная структура – колонии, семьи, стаи. ПОПУЛЯЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА: самая важная характеристика – плотность. 1-ая плотность популяции – видоспец. показатель. Зависит от биотических и абиотических факторов. 2-ая характеристика – это численность. 3-я характеристика – индекс численности – число особей отнесенное к единице времени. 4-я характеристика – рождаемость – способность популяции к увеличению численности за счет размножения, выраженное в числах. Рождаемость относят к определенному времени. 5-я характеристика – баланс популяции – соотношение рождаемости и смертности. ВЫЖИВАЕМОСТЬ – доля особей популяции дожившего до размножения. КРИВЫЕ ВЫЖИВАНИЯ: В дифференциальном виде зависимость определяется в виде dN/dt=rN((k-N)/k), N – численность. В мат. выражение входит сопротивление среды. r – вражденная скорость поп. k – макс. число особей. r-виды – пионеры, k-виды – с тенденцией к равновесию
11. Организм и среда. Типы организмов. Онтогенез и филогенез. Биогенетический закон Геккеля. Живые организмы – биоты. По типу питания: (1) автотрофные: -фотосинтез (синтезируют пищу, используя солнечную энергию), - хемоавтотрофы (используют энергию химических реакций); (2) гетеротрофные: -сакрофаги (измельчают остатки живых растений), - детритофаги (питаются мертвой плотью), -консументы (орг.), - редуценты (разлагают органические вещества на неорганические), -фитофаги, - симбиотрофы (питание совместное), зоофаги. ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ – целостная система, любое живое вещество. Для живых организмов присуще следующие свойства: (1) клеточная организация (2) обмен веществ – метаболизм (3) гомеостаз (способность к самовозобновлению, постоянство внутренней среды организма) Обмен веществ в организме – МЕТАБОЛИЗМ. Протекает только при участие ферментов (биологических катализаторов), которые регулируют процессы метаболизма. В этом им помогают витамины, вещества, необходимые для обмена веществ всем живым организмам от бактерий до человека. Для метаболизма необходимы гармоны (координаторы метаболизма). ОНТОГЕНЕЗ – путь организма от зарождения до конца жизни. ФИЛОГЕНЕЗ – историческое развитие организма. Биогенетический ЗАКОН ГЕККЕЛЯ: ортогенез организма – есть краткое и сжатое повторение его филогенеза. Всего на Земле 2,3 триллиона видов живых организмов.
12. Основные среды жизни Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В дальнейшем, в ходе исторического развития, организмы начали заселять наземно-воздушную среду. Появились наземные растения и животные, бурно эволюционируя, адаптируясь к новым условиям жизни. Функционирование живого вещества на суше привело к постепенному преобразованию поверхностного слоя литосферы в почву, по выражению В. И. Вернадского (1978), в своеобразное биокосное тело планеты. Почву заселили как водные, так и наземные организмы, создав специфический комплекс ее обитателей. Четвертой средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых является целым миром для населяющих его паразитов и симбионтов.
22. Литосфера. Строение. Почвы, значение, эрозия почв (водная, ветровая). Пестициды. Оценка качества литосферы – земная кора и верхняя мантия (200 км. вглубь). Кора : на земле 75 км. вглубь. на дне океана 5-10 км. вглубь. Состав: 50% - диоксид кремния; 25% - оксид Al; 10% - оксид Fe(3); оксиды K, Ca, Mn, P. Земельные ресурсы : 30% - суша. S= 129 млн. км2 10% - пашни. 25% - пастбища, сенокосы. 43% - пустыни. 30% - горы. Верхний слой литосферы – гумус. ГУМУС – конечный продукт разложения мертвых органических остатков, аморфное вещество, ( фенолы, сложные эфиры, карбоновые кислоты) плодородный слой почвы. Процесс образования гумуса – ГУМУФИКАЦИЯ. ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЫ: - Эрозия – Загрязнение – Заболачивание, затопление – Опустынивание – Отчуждение. ЭРОЗИЯ – снесение верхнего слоя почвы водой или ветром. Причины потерь плодородных земель – Эрозия почвы – Затопление, заболачивание – Отведение земель для вне сельскохозяйственной деятельности. Почвообразующие факторы: - Климат – Геологическая основа – Рельеф – Время – Биота – 50 – 60 % - минеральная основа; 10% - органическая основа; 15% - воздух; 20 – 30 % - вода. Удерживать влагу могут: -глина – суглина- супесь – Переход жизненно важных элементов в неорганические ( в почве): орг.Р → фосфаты; орг.С → углекислый газ; орг.N → NO3; оргN2NH4+(через мочевину). ПЕСТИЦИДЫ: (токсичность – 1 место; средства борьбы с насекомыми). Фунгициды - борьба с заболеваниями растений; Гербициды – борьба с сорняками; Зооциды – борьба с вредителями при хранении; Дефолианты; Дефлоранты; Инсектициды – комары. Токсичные действия – Сильно токсичные – пдк < 50 мг/кг; высоко ядовитые – пдк < 100 мг/кг; средние – пдк до 1 г/кг; мало ядовитые более 1 г/кг. Канцерогенные – вызывают аллергические заболевания. Самые вредные – хлористые. (ДДТ). ОЦЕНКА КАЧЕСТВА: ПДК млг на кг почвы или пищи. Анализ на содержание личинок мух, возбудителей заболеваний и глистов. 22. Загрязнение литосферы. Твердые отходы (бытовые и промышленные). Утилизация бытовых отходов. Тяжелые металлы, пестициды, токсичные вещества. Загрязнение влияет на: - продукция биомассы – хоз. часть урожая – питательная ценность урожая – санитарно-гигиеническая ценность урожая. ПЕСТИЦИДЫ: (токсичность – 1 место; средства борьбы с насекомыми). Фунгициды - борьба с заболеваниями растений; Гербициды – борьба с сорняками; Зооциды – борьба с вредителями при хранении; Дефолианты; Дефлоранты; Инсектициды – комары. Токсичные действия – Сильно токсичные – пдк < 50 мг/кг; высоко ядовитые – пдк < 100 мг/кг; средние – пдк до 1 г/кг; мало ядовитые более 1 г/кг. Канцерогенные – вызывают аллергические заболевания. Самые вредные – хлористые. (ДДТ) БЫТОВЫЕ ТВЕРДЫЕ ОТХОДЫ ( ТБО). Выбросы до 250 кг. В год. Разложение – стекло: 1000 лет; полеэтелен – 200 лет. Утилизация ТБО – Захоронение – Мусоросжигание – Вторичная переработка – Компостирование, полное сбраживание. Переработка: стекло → стекловолокно, вторичное использование; резиновые отходы → бензин. Компостирование (органические отходы). Сбраживание (бактериями ) →спирт. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ: -Добыча полезных ископаемых 7% продукции. - Топливоэнергитический комплекс (силикаты и золы) – Нефтешламы - Шламы гальванических цехов. ОЧИСТКА: - Складирование на полигонах – Сжигание – Захоронение (токсичные отходы).
7. Биотические факторы. Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения между организмами. Биотические факторы – воздействие живых организмов – это различные формы взаимодействия между особями и популяциями. (1) внутривидовая конкуренция – главный абиатический фактор для вида – борьба за существование, чем больше совпадают потребности, тем сильнее борьба. (2) прямая конкуренция – животные дерутся между собой до смерти. У растений – алмопатия – выделение токсинов. (3) косвенная конкуренция – опосредованная, т.е. не напрямую. ВНУТРИвидовые ВЗАИМОотношения: Таблица: (взаимоотношения, вид А, вид В); (1. борьба за существование или межвидовая конкуренция, --, --); (2. взаимополезные. протокооперация – сотрудничество. нутуализм – обязательные взаим.. симбиоз – очень тесное сотрудничество, +, +); (3. нейтрализм – практически не встречается, 0, 0); (4. комменцализация, +, 0); (5. аменсализм – травы растут под тенью дерева, 0, --); (6. хищничество. паразитизм, +, --)
34. Нормирование качества окружающей среды. Экологические и производственно-хозяйтсвенные стандарты. Качество окружающей среды – мера соответствия окружающей среды и природных условий потребностям людей и других живых организмов.
Качественная оценка – показания отдельных компонентов: воздух, вода, почва. Стандарты качества окружающей природной среды: единые требования и нормативы, предъявляемые к состоянию окружающей среды и деятельности производственно-хозяйственных объектов.
В зависимости от методики установления требований качества, стандарты делятся на:
Экологические стандарты: определяют предельно-допустимые нормативы вредного антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которых создает угрозу сохранению оптимальных условий существования человека и его окружения. Предельно-допустимые нормативы: ПДК – предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, водоемах; ПДН – предельно-допустимые нагрузки на природную среду (ПДН – носит региональный характер т.к. определяет воздействие на природно-территориальный комплекс). Производственно-хозяйственные стандарты: определяют предельно-допустимые параметры производственно-хозяйственной деятельности конкретных объектов с точки зрения экологической защиты природной среды: ПДВ – нормативы предельно-допустимых выбросов вредных веществ, химических и биологических воздействий (ПДВ в атмосферу, водоемы устанавливается для каждого стационарного источника отдельно). Литосфера загрязняется в результате поступления в нее соединений тяжелых металлов, удобрений, ядохимикатов. Горные разработки приводят к уничтожению естественного почвенного покрова на огромных площадях. В основном загрязнение связано с хозяйственной деятельностью человека (антропогенное загрязнение), однако возможно загрязнение в результате природных явлений, например извержений вулканов, землетрясений, падения метеоритов и др. ПДК - предельно допустимая концентрация – норматив – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями (комиссиями и т.п.). ПДК – предельно допустимое воздействие вредных веществ. Максимальная концентрация примесей, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни чел. не оказывает на него или на окружающую среду в целом вредного влияния включая отдаленные последствия. С позиции экологии ПДК есть верхний предел лимитирующих факторов среды при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека. В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнителей на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. Исследования самого последнего времени привели к выводу об отсутствии нижних безопасных порогов (а следовательно, ПДК) при воздействии канцерогенов и ионизирующей радиации. Любое превышение ими привычных, природных фонов опасно для животных организмов хотя бы генетически, в цепи поколений. Среднесуточная ПДК (ПДК сс) - концентрация загрязнителя в воздухе, не оказывающая токсичного, канцерогенного, мутагенного воздействия Максимальная разовая величина ПДК не должна допускать неприятных рефлекторных реакций человеческого организма. При наличии 2-х или более примесей возможно появление эффекта суммации – качество окружающей среды будет соответствовать установленным нормативам при условии:
14. Законы лимитирующего фактора. Адаптация животных организмов к экологическим факторам. По Шелфорду факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке по отношению к оптимуму называются лимитирующими или ограничивающими. Закон ЛИМИТИРУЮЩЕГО фактора: в комплексе факторов сильнее действует тот, который близок к пределу выносливости. АДАПТАЦИЯ – однонаправленное приспособление организмов к экологическим факторам. АДАПТАЦИИ – эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в условиях динамических экологических факторов. Адаптации бывают морфологическими (морфо – форма), физиологическими (меняются физиологические процессы), поведенческие (запугивание, затаивание). Адаптации всегда возникают под воздействием 3х факторов – изменчивость, наследственность, естественный отбор. Источник адаптации – мутации (генетические изменения).
23. Природоохраняемые территории. Принципы рационального природопользования. Заповедные территории:
Природопользование – это процесс использования природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. Рациональное природопользование – изучение природных ресурсов, их бережная эксплуатация, охрана и воспроизводство с учетом настоящих и будущих потребностей общества и сохранение потребностей людей.
Принципы природопользования: - принцип примата природы; - принцип экологизации производства.
25. Экологический мониторинг. Виды мониторинга. Экологический мониторинг – многофункциональный процесс контроля за состоянием объектов экосферы, за источниками нарушений, экологического равновесия, моделирования и прогнозирования экологического состояния объектов экосферы., управления экологическими процессами.
Функции мониторинга:
Средства контроля:
Другая классификация:
Средства моделирования и прогнозирования:
Сложность осуществления мониторинга обусловлена, в частности законом коммутативности, по которому человек воздействует на окружающую среду в короткий промежуток времени в той же степени, которую природа создает в течении столетий и даже тысячелетий.
14. Закономерности действия экологических факторов Все экологические факторы или во всяком случае основные, ведущие, довольно тесно взаимосвязаны друг с другом. Обычно изменение одного из них влечет за собой и изменение других. Поэтому, изучая реакцию растения на тот или иной фактор, всегда надо иметь в виду это взаимодействие факторов и по возможности исключить действие других факторов, вычленить один изучаемый. В природных условиях это трудно сделать. Кстати, укажем, что уже давно сложилось представление об экологической индивидуальности видов ,которая проявляется в различных кривых распределения видов в сообществе согласно градиентам экологических условий и отражает сложную систему отношений между видами и комплексом экологических факторов. Экологические свойства особей меняются с возрастом и в зависимости от жизненного состояния. С возрастом меняются физиологическое состояние тканей, мощность тех или иных органов, их размещение в среде, использование питательных веществ. Если же изучать одновозрастные группы особей, то различия в их отношении к среде связаны с их жизненным состоянием: угнетенные особи по-иному используют среду, чем хорошо развитые. Это зависит от предшествующих условий развития, подготовивших организм к восприятию данных факторов. Своеобразие действия фактора зависит и от того, каким путем размножается растение — генеративным или вегетативным. Наконец, надо учитывать и генетическую неоднородность лопуляций. Все это обязывает эколога прослеживать действие любого экологического фактора на всем протяжении онтогенеза изучаемого растения. 16. Суть природной очаговости в том, что возбудители болезней, специфические переносчики и животные аккумуляторы, хранители возбудителя, существуют в данных природных условиях (очагах) вне зависимости от того, обитает здесь человек или нет. Человек может заразиться от диких животных («резервуара» возбудителей), проживая в этой местности постоянно или случайно оказавшись здесь. К таким животным обычно относятся грызуны, птицы, насекомые и др. Все эти животные входят в состав биоценоза экосистемы, связанного с определенным биотопом. Поэтому природные очаговые болезни тесно связаны с определенной территорией, с тем или иным типом ландшафта, а значит, с климатическими его особенностями, например отличаются сезонностью проявления. Е. П. Павловский (1938), впервые предложивший понятие природного очага, относил к природно-очаговым болезням чуму, туляремию, клещевой энцефалит, некоторые гельминтозы и др. Исследования показали, что в одном очаге могут содержаться несколько болезней. Природно-очаговые болезни являлись основной причиной гибели людей вплоть до начала XX в. Наиболее страшной из таких болезней была чума, смертность от которой во много раз превосходила гибель людей в бесконечных войнах средневековья и более позднего времени. Чума — острое инфекционное заболевание человека и животных, относится к карантинным болезням. Возбудителем является чумной микроб в виде яйцевидной биполярной палочки. Малярия — заболевание, вызываемое заражением паразитами рода Plasmodeum, передаваемое укусом зараженного малярийного комара. Чума и другие инфекционные болезни (холера, малярия, сибирская язва, туляремия, дизентерия, дифтерия, скарлатина и др.) уничтожали людей различного возраста, в том числе и репродуктивного. Это обусловило достаточно медленный рост населения — первый миллиард жителей на Земле появился в 1860 г. Но открытия Пастера и других в конце XIX в., давшие мощный толчок развитию профилактической медицины XX в. в лечении весьма тяжелых заболеваний, резкое улучшение санитарно-гигиенических условий жизни, повышение культурного уровня и образованности человечества в целом привели к резкому снижению заболеваемости природ-но-очаговыми болезнями, а некоторые из них практически исчезли в XX в. К природно-очаговому характеру можно отнести воздействия на биоту и человека аномальных участков геофизических полей, т. е. участки на поверхности Земли, отличающиеся количественными характеристиками от естественного фона, которые могут стать источником возникновения болезней биоты и человека. Такое явление называют геопатогенезом, а сами участки —геопатогенными зонами. Например, геопатогенные зоны радиоактивных полей воздействуют на организмы повышенным выделением радона или увеличением содержания других радионуклидов, С действием возмущений электромагнитного поля, создаваемых вспышками на Солнце, связывают болезни у людей, например, при ослабленной сосудистой системе это повышение артериального давления, головные боли, а в особо тяжелых случаях — вплоть до инсульта или инфаркта.
26. Основы экологического права. Экологическое право – отрасль права, которая регулирует общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы. Источники права – конституция, законы и кодексы, указы и распоряжения министерств и ведомств, нормативные акты министерств и ведомств, нормативные акты органов местного самоуправления. Максимальное наказание до 2х лет.
Источники экологического права:
Законодательные органы охраны окружающей среды:
Среди функций Комитета охраны окружающей среды города называют следующие:
контрольная – довольно широкая функция, зависящая от местных условий.Комитеты охраны окружающей среды и органы санэпиднадзора обладают правом привлекать виновных организаций и лиц за совершение экологических правонарушений к административной ответственности в виде штрафа. Право наложения административного штрафа предоставлено должностным лицам Комитета без обращения в суд или комиссию. Современное российское законодательство предусматривает не только административную и дисциплинарную, но и уголовную ответственность за причинение вреда окружающей природной среде. Юридическая и эколого-правовая ответственность как правовой институт представляет собой совокупность юридических норм, закрепляющих виды, средства и порядок применения государством и его органами принудительных мер воздействия к правонарушителю в целях обеспечения законности и правопорядка. Обеспечении законности и правопорядка, в том числе в области экологопользования и охраны окружающей среды, принимает все необходимые для этого меры. Основными методами достижения данных целей являются методы убеждения и принуждения. Причем первичное значение имеют методы убеждения. 16.Влияние прир – эк факторов на чел. Суть природной очаговости в том, что возбудители болезней, специфические переносчики и животные аккумуляторы, хранители возбудителя, существуют в данных природных условиях (очагах) вне зависимости от того, обитает здесь человек или нет. Человек может заразиться от диких животных («резервуара» возбудителей), проживая в этой местности постоянно или случайно оказавшись здесь. К таким животным обычно относятся грызуны, птицы, насекомые и др. Все эти животные входят в состав биоценоза экосистемы, связанного с определенным биотопом. Поэтому природные очаговые болезни тесно связаны с определенной территорией, с тем или иным типом ландшафта, а значит, с климатическими его особенностями, например отличаются сезонностью проявления. Е. П. Павловский (1938), впервые предложивший понятие природного очага, относил к природно-очаговым болезням чуму, туляремию, клещевой энцефалит, некоторые гельминтозы и др. Исследования показали, что в одном очаге могут содержаться несколько болезней. Природно-очаговые болезни являлись основной причиной гибели людей вплоть до начала XX в. Наиболее страшной из таких болезней была чума, смертность от которой во много раз превосходила гибель людей в бесконечных войнах средневековья и более позднего времени. Чума — острое инфекционное заболевание человека и животных, относится к карантинным болезням. Возбудителем является чумной микроб в виде яйцевидной биполярной палочки. Малярия — заболевание, вызываемое заражением паразитами рода Plasmodeum, передаваемое укусом зараженного малярийного комара. Чума и другие инфекционные болезни (холера, малярия, сибирская язва, туляремия, дизентерия, дифтерия, скарлатина и др.) уничтожали людей различного возраста, в том числе и репродуктивного. Это обусловило достаточно медленный рост населения — первый миллиард жителей на Земле появился в 1860 г. Но открытия Пастера и других в конце XIX в., давшие мощный толчок развитию профилактической медицины XX в. в лечении весьма тяжелых заболеваний, резкое улучшение санитарно-гигиенических условий жизни, повышение культурного уровня и образованности человечества в целом привели к резкому снижению заболеваемости природ-но-очаговыми болезнями, а некоторые из них практически исчезли в XX в. 23. Антропогенные воздействия на биосферу. Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негатвных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ. Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течении миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме. Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота- земледельческая культура – промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую среду. 5 основных видов вмешательства человека в экологические процессы: - упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов; - концентрация рассеяной энергии в виде теплового загрязнения; - рост ядовитых отходов от химических производств; - введение в экосистему новых видов; - появление генетических изменений в организмах растений и животных. Экологические проблемы биосферы. Экологические проблемы биосферы - это парниковый эффект, истощение озонового слоя, массовое сведение лесов, которое нарушает процесс круговорота кислорода и углерода в биосфере, отходы производства, сельского хозяйства, производство энергии (ГЭС наносят урон природе и людям - затопление огромных территорий под водохранилища, непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек, застой вод, замедление проточности, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки; местное повышение воды влияет на грунт водохранилища, приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням; существует опасность от плотин в районах с высокой сейсмичностью). Все это ведет к глобальному экологическому кризису и требует незамедлительного перехода к рациональному природопользованию.
|
4. Круговорот хим элементов: углерода, азота, фосфора, кислорода. Углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой – C02. Источником является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних слоев земной коры. Миграция C02 в биосфере Земли протекает двумя путями: 1-й путь закладывается в поглощение его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцы, рассеянной органики, осадочных горных пород. Так, в далёкие геологические эпохи сотни млн. лет назад значительная часть фотосинтетического органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в породах млн. лет, этот детрит под действием высоких t и P (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный газ и уголь (в зависимости от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах). Теперь в ограниченных количествах добывают это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определённом смысле завершают круговорот углерода. По 2-му пути миграция С осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где CO2 переходит в H2CO3, HCO31-, CO32-. Затем с помощью растворенного в воде кальция происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным и абиогенным путями. Возникают мощные толщи известняков. Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане. В пределах суши, где существуют растения, CO2 атмосферы поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO2. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания CO2 в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта. Азот.При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в NH4, который под влиянием живущих в почве трифицирующих бактерий окисляется в азотную кислоту. Она вступая в реакцию с находящимся в почве карбонатами (например с СаСО3), образует нитраты: 2HN03 + СаСО3 Са(NО3)2 + СО2 + Н20 Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигание дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать O2 от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Т.о., далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде. Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы возмещения потери азота. К таким процессам относятся прежде всего происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращаясь в почве в нитраты. Другим источником попадания азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образования характерных вздутий — «клубеньков». Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества. Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важных элементов питания растений. Фосфор входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутрь клеток. В различных минералах P содержится в виде неорганического фосфатиона (PO43-). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают PO43- из водного раствора и включают фосфор в состав различных органических соединений, где он выступает в форме т.н. органического фосфата. По пищевым цепям P переходит от растений ко всем прочим организмам экосистемы. При каждом переходе велика вероятность окисления содержащегося P соединения в процессе клеточного дыхания для получения органической энергии. Когда это происходит, фосфат в составе мочи или ее аналога вновь поступает в окружающую среду, после чего снова может поглощаться растениями и начинать новый цикл. В отличие, например, от CO2, который, где бы он ни выделялся в атмосферу, свободно переносится в ней воздушными потоками, пока снова не усвоится растениями, у фосфора нет газовой фазы и, следовательно, нет «свободного возврата» в атмосферу. Попадая в водоемы, фосфор насыщает, а иногда и перенасыщает экосистемы. Обратного пути, по сути дела, нет. Что-то может вернуться на сушу с помощью рыбоядных птиц, но это очень небольшая часть общего количества, оказывающаяся к тому же вблизи побережья. Океанические отложения фосфата со временем поднимаются над поверхностью воды в результате геологических процессов, но это происходит в течение миллионов лет. Кислород. Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода среды с живыми организмами или их остатками после гибели. В составе земной атмосферы кислород занимает второе место после азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров. Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием кислорода и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода.
5. Экосистема – основное понятие экологии. Составные компоненты экосистем. Свойства экосистем. Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам. Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени. Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:
Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера. Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических. Важным следствием иерархической организации экосистем является то, что по мере объединения компонентов в более крупные блоки, которые, в свою очередь, объединяются в системы, у этих новых функциональных единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такое наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не объединенных системообразующими связями, называют эмерджентностью. Краткое античное определение эмерджентности звучит так: целое больше суммы его частей. Поэтому эмерджентные свойства экологической системы представляют собой не простой переход количества в качество, а являются особой формой интеграции, подчиняющейся иным законам формообразования, функционирования и эволюции. Такие качественно новые, эмерджентные свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом уровне: он должен быть изучен непосредственно. Несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.
5. Экосистема – основное понятие экологии. Типы экосистем. Биомы. Впервые термин ЭКОСИСТЕМА ввел Тэнсли в 1935 году. Экосистемы делятся на естественные, сформированные в результате процессов эволюции видов и изменения климата и почв, и искусственнее созданные человеком. Все природные экосистемы связаны между собой и образуют живую оболочку Земли - биосферу. Системы - упорядочение взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое. Элементарной природной экосистеме присущ биогеоценоз, т.е. совокупность живых организмов и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности. Биогеоценоз - составная часть природного ландшафта и элементарная биотерриториальная единица биосферы. В зависимости от условий среды экосистемы представлены различными типами, наиболее крупной единицей их классификации является биом. Биом - крупная региональная или субконтинентальная система, характеризующаяся основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта, например, биом лиственных лесов. Биом связан с определенным климатом и почвенным покровом и различием особенностей жизненной формы растений, например, биом тропических лесов, биом хвойных лесов, тундры. Классификация биомов: 1. Наземные биомы: тундры арктические, альпийские; тайга; листопадные леса умеренной полосы; степи; саванны; пустыни; тропические дождевые леса. 2. Пресноводные экосистемы: пруды; реки; ручьи; болота. 3. Морские экосистемы: область континентального шельфа; области апвеллингов; эстуарии, обогащенные минеральными элементами; коралловые рифы: океанические, пустынные, где присутствуют растения с низкой биологической продуктивностью. Экосистема - открытая система, в которую поступает солнечная энергия или химическая энергия за счет жизнедеятельности железо-, серобактерий, минеральных веществ, воды, атмосферы. Солнечная энергия используется однократно, при этом 0,05-2 % ее частично фиксируется и усваивается растениями, большая же часть (90-95 %) отражается и рассеивается. По цепочке: растение - животные - микроорганизмы - элементы питания энергия используется многократно.
8. Трофические цепи. Примеры. Пастбищная и детритная пищевые цепи. Энергия солнца усваивается растениями и за счет этого живут другие организмы. Трофическая цепь (цепь питания) – это цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим. Звенья расположены на различных уровнях – консументы (производители органических веществ), консументы (потребители) и редуценты (используют мертвое органическое вещество, разлагая его до неорганического). ПРИМЕРЫ цепей питания: трава-лиса, детритные цепи – опавшие листья-насекомые-птицы, сельскохозяйственная цепь – трава-корова-человек, в водоеме – фитопланктон-зоопланктон-плотва-щука -9-частица--ПОТОК ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ: Трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества – это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии – это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии – это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь -–это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.
9. Экологические пирамиды. Экологическая сукцессия. Соотношение численности, биомассы или эквивалентной ей энергии живых организмов называется ПИРАМИДОЙ численности биомассы или энергии. Длина или площадь пропорциональна числу организмов их биомассе или эквивалентной ей энергии. Экологическая СУКЦЕССИЯ – это изменение состава и строения экосистемы под действием внешних и внутренних факторов. Сукцессии бывают первичными и вторичными --- 1. экосистема возникает на безжизненном месте, 2. сообщество развивается на месте уже существующего. СУКЦЕССИЯ – смена одних видов другими за определенный промежуток времени. Бывают автотрофные (растущий лес), гетеротрофные (расходуется больше вещества, чем производится), климаксная система (состояние равновесия). 9. Энергия в экосистемах. Хемосинтез и фотосинтез. Продуктивность экосистем.Энергетические превращения осуществляются по законам термо-динамики – энергия переходит из одной формы в другую, но не исчезает и не появляется заново. Самопроизвольно идут только те процессы, где энергия рассеивается. ЭНТРОПИЯ – мера упорядоченности системы. Живые системы открыты для обмена энергией. Из вне поступает даровая энергия солнца. В живых системах есть компоненты, обладающие механизмом улавливания, концентрации и рассеивания энергии (увеличение энтропии) – проц. характеристика для живых и неживых систем. Только живые системы способны улавливать и концентрировать энергию. Процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией, он ведет к уменьшению энтропии. Живые системы поддерживают свою жизнедеятельность благодаря наличию даровой избыточной энергии, во-вторых благодаря способности за счет устройств, сост. ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав рассеивать в окружающую среду. ФОТОСИНТЕЗ – синтез сахара из неорганических веществ – CO2 и H2O, при помощи солнечной энергии. 6CO2 + 12H20 (2816 дж, хлорофил) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O ПОТОК ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ: Трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества – это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии – это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии – это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь -–это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ – скорость образования вещества в единицу времени. Продуктивность бывает первичной и вторичной. Первичная – продуценты, вторичная – консументы и редуценты. Первичная бывает валовая и чистая. Валовая – вся энергия, которую растения уловили и перевели в органическое вещество. Чистая – все вещество за вычитом расходов на дыхание и отмирание. На каждом уровне трофической цепи теряется от 90% до 99% энергии.
15. Закон лимитирующего фактора. Адаптация животных организмов к экологическим факторам. По Шелфорду факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке по отношению к оптимуму называются лимитирующими или ограничивающими. Закон ЛИМИТИРУЮЩЕГО фактора: в комплексе факторов сильнее действует тот, который близок к пределу выносливости. АДАПТАЦИЯ – однонаправленное приспособление организмов к экологическим факторам. АДАПТАЦИИ – эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в условиях динамических экологических факторов. Адаптации бывают морфологическими (морфо – форма), физиологическими (меняются физиологические процессы), поведенческие (запугивание, затаивание). Адаптации всегда возникают под воздействием 3х факторов – изменчивость, наследственность, естественный отбор. Источник адаптации – мутации (генетические изменения).
13. Экологических факторах. Экологические факторы – это определённые условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные. Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают физические, химические и эдафические. Физические факторы – это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механические, волновые и др.) Например, температура, если она высокая – будет ожог, если очень низкая – обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде – течение, на суше – ветер и влажность, и т. п. Химические факторы – это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, если она высокая, жизнь в водоёме может вовсе отсутствовать (Мёртвое море), но в то же время в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т. п. Эдафические факторы, т. е. почвенные, - это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создаётся особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создаётся свой температурно–влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом – прохладнее и влажнее. Особая микросреда создаётся также в деревьев, в норах, в пещерах и т. п. Антропогенные факторы – факторы, порождённые человеком и воздействующие на окружающую среду (загрязнения, эрозия почв, уничтожение лесов и т. д.). Среди абиотических факторов довольно часто выделяют климатические (температура, влажность воздуха, ветер и др.) и гидрографические – факторы водной среды (вода, течение, соленость и др.) Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени. Например, климатические – в течение суток, сезона, по годам (температура, освещённость и др.) Факторы, изменение которых во времени повторяются регулярно, называют периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические – приливы и отливы, некоторые океанские течения. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника и т.п.) называются непериодическими. Подразделение факторов на периодические и непериодические (Мончадский, 1958) имеет очень важное значение при изучении приспособленности организмов к условиям жизни.
24. Природопользование – это процесс использования природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. Рациональное природопользование – изучение природных ресурсов, их бережная эксплуатация, охрана и воспроизводство с учетом настоящих и будущих потребностей общества и сохранение потребностей людей.
Принципы природопользования: - принцип примата природы; - принцип экологизации производства.
29. Природоохраняемые территории.. Заповедные территории:
35. Международное сотрудничество и национальные интересы России в сфере экологии. Международное сотрудничество в области экологии регулируется международным экологическим правом, в основе которого лежат общепризнанные принципы и нормы, регулирующие отношения между его субъектами по поводу охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов на благо нынешних и будущих поколений людей. Организационные формы международного сотрудничества ^многообразны. Они подразделяются на:
В состав ООН входят:
Россия активно сотрудничает по 8 основным программам в рамках ЮНЕП: по решению проблемАральского и Черного морей, озера Байкал, по преодолению последствий аварии на Чернобыльской АЭС. В 1991 г. произошло подключение России к Глобальной базе данных о природных ресурсах (ГРИД), действующей в рамках ЮНЕП. Среди результатов сотрудничества с Европейской комиссией ООН (ЕЭК) следует выделить подготовку конвенций по трансграничным последствиям промышленных аварий, по охране и использованию трансграничных водных путей и международных озер. По программе службы погоды Россия сотрудничает с ВМО. В рамках проекта "Человек и биосфера" (МАЕ) продолжается работа по развитию международной сети биосферных заповедников. Разработан ряд проектов по Международной гидрологической программе. В ВОЗ осуществляется работа по решению проблем здравоохранения и окружающей среды, питьевого водоснабжения и санитарии, безопасности химических веществ. Взаимодействие с МАГАТЭ включает проведение экспертизы уровня безопасности АЭС, обращение с радиоактивными отходами. В 1991 г. Россия стала членом Международного союза охраны природы и природных ресурсов (МЕОП). В рамках многосторонних конвенций и соглашений продолжается сотрудничество по совместной программе наблюдения и оценки распространения загрязняющих воздух веществ в Европе (ЕМЕП) в рамках Хельсинкской комиссии по защите морской среды района Балтийского моря (ХЕЛКОМ). Осуществляется и двухстороннее сотрудничество на межправительственном и межведомственном уровнях. Действуют более 20 соглашений, в том числе подписаны соглашения с Австрией, Испанией, Нидерландами, Румынией, Японией. Развитие связей с Финляндией направлено на улучшение экологической обстановки в сопряженных регионах (снижение загрязнения бассейна Балтийского моря, реконструкция комбината "Печенганикель"), приграничных районах Финляндии, республики Карелия и России, проведение совместных работ в международных заповедниках и национальных парках. 14. Закономерности действия экологических факторов Все экологические факторы или во всяком случае основные, ведущие, довольно тесно взаимосвязаны друг с другом. Обычно изменение одного из них влечет за собой и изменение других. Поэтому, изучая реакцию растения на тот или иной фактор, всегда надо иметь в виду это взаимодействие факторов и по возможности исключить действие других факторов, вычленить один изучаемый. В природных условиях это трудно сделать. Кстати, укажем, что уже давно сложилось представление об экологической индивидуальности видов ,которая проявляется в различных кривых распределения видов в сообществе согласно градиентам экологических условий и отражает сложную систему отношений между видами и комплексом экологических факторов. Экологические свойства особей меняются с возрастом и в зависимости от жизненного состояния. С возрастом меняются физиологическое состояние тканей, мощность тех или иных органов, их размещение в среде, использование питательных веществ. Если же изучать одновозрастные группы особей, то различия в их отношении к среде связаны с их жизненным состоянием: угнетенные особи по-иному используют среду, чем хорошо развитые. Это зависит от предшествующих условий развития, подготовивших организм к восприятию данных факторов. Своеобразие действия фактора зависит и от того, каким путем размножается растение — генеративным или вегетативным. Наконец, надо учитывать и генетическую неоднородность лопуляций. Все это обязывает эколога прослеживать действие любого экологического фактора на всем протяжении онтогенеза изучаемого растения.
20. Источники загрязнения атмосферы. Воздействие промышлености и транспорта на окружающую среду. Смоги, кислотные дожди. Парниковый эффект. Оценка качества атмосферы. В общем количестве выбросов вредных веществ в атмосферу над территорией России доминируют выбросы от стационарных источников (промышленность, ТЭЦ). Суммарный выброс загрязняющих веществ в 1991 году составил 53 млн. т (32-от промышленности, 21-от автотранспорта). Основные загрязнители:
Кислотные дожди — осадки, кислотность которых выше нормальной. Связаны с выбросами в атмосферу сернистого газа, сероводорода, окисла и диокисла азота, углекислого газа. Антропогенным источником SO2 является процесс сжигания ископаемого топлива. Происходят реакции: SO2+H2O=H2SO3+Q; H2SO3+O=H2SO4 или SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO. Негативное воздействие: подкисление озер и рек, деградация лесов, вымывание биогенов из почвы, влияние на людей и изделия. Оценка качества атмосферы. Существуют критерии загрязнения для основных загрязнителей. Сейчас виды стандартов по охране атмосферного воздуха включают нормативы ПДК загрязняющих веществ (взвешенные частицы, аэрозоли, пыль; газообразные компоненты); нормативы биологического загрязнения (микробы, вирусы, аллергены); нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) вредных физических воздействий (звуковые колебания, электромагнитное воздействие, тепловое загрязнение, проникающая радиация, вибрация…); стандарты выбросов: нормативы ПДВ. Смог — любое видимое загрязнение воздуха, обычно в сочетании дыма, влаги и пыли. Различают смог лондонского типа (влажный), и лос-анджелесского типа (сухой или фотохимический); второй содержит продукты разложения загрязняющих веществ солнечными лучами. Первый тип наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей возрастанию концентрации сернистого ангидрида и трансформации его в аэрозоль серной кислоты; симптомы: удушье, резь в глазах, тошнота. Механизм образования фотохимического тумана: молекулы NxOy, содержащиеся в выхлопных газах, возбуждаются за счет энергии ультрафиолета, затем реагируют с кислородом, образуя озон; последний, реагируя с углеводородом выхлопов или выбросов нефтехимии, образует фотооксиданты, которые, накапливаясь при ясной безветренной погоде на улицах города, всячески вредят; симптомы: раздражение глаз, верхних дыхательных путей; понижается видимость, повреждаются зеленые насаждения, поверхность зданий.
25. Мониторинг. Одной из компонент мониторинга окружающей природной среды является БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ – система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения. Структура биологического мониторинга довольно сложна. Он строится из отдельных подпрограмм исходя из принципа, основанного на уровнях организации биологических систем. Так, генетический мониторинг соответствует субклеточному уровню организации, экологический мониторинг – популяционному и биоценологическому уровням. Каждому уровню соответствует свой набор биологических переменных. Первоочередная задача биологического мониторинга заключается в наблюдении за уровнем загрязнения биоты. Отклики или биологические последствия, связанные с воздействием загрязнений, регистрируются в рамках специальных подпрограмм. Биологический мониторинг призван расширять и углублять систему знаний и методов о наблюдении, оценки и прогноза состояния биотической составляющей биосферы в целях создания основы для управления качеством окружающей среды. В его состав входят: разработка систем раннего оповещения, диагностика и прогнозирование. Главными этапами деятельности при разработке систем раннего оповещения являются отбор подходящих организмов и создание автоматизированных систем, способных с достаточно большой точностью выделять сигналы «отклика». Диагностика подразумевает обнаружение, идентификацию и определение концентрации загрязняющих веществ в биотической составляющей на основе широкого использования организмов-мониторов (индикаторов). Прогноз состояния биотической составляющей окружающей среды может осуществляться на основе биотестирования и экотоксикологии Биоиндикация – это обнаружение и определение биологически и экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ Под биотестированием (bioassay) обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов.
21. Гидросфера. Источники загрязнения. Оценка качества гидросферы Гидросфера — водная оболочка Земли; масса (1,5-2,5)*1018 тонн; находится в виде паров и облаков, океанов и морей (91,3% массы) , ледников, подземных вод. Вода в природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы, органические вещества. При концентрации солей до 1г/кг вода считается пресной, до 25 г/кг – солоноватой, более 25 г/кг – соленой. В пресных водах обычно преобладают ионы HCO3(-), Ca(2+), Mg(2+). По мере роста минерализации увеличивается концентрация SO4(-), Cl(-), Na(+), K(+). Пресная вода — 1% от общей массы. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Загрязнители: химические (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты, пестициды, диоксины, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитритный азот), биологические (вирусы, бактерии, другие болезнетворные организмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибы), физические (радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, тепло, органолептические (цвет, запах), шлам, песок, ил, глина). Загрязнители: 1. Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка: органические вещества (смолы, жиры, лигнины, фенол), аммонийный азот, сульфаты, вывешенные вещества. 2. Нефтегазодобыча: нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийный азот, сульфиды. 3. Машиностроение, металлообработка, металлургия: тяжелые металлы, взвешенные вещества, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, фотореагенты. 4. Химическая, нефтехимическая промышленность: фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бензапирен, взвешенные вещества. 5. Горнодобывающая, угольная: флотореагенты, минеральные взвешенные вещества, фенолы. 6. Легкая, текстильная, пищевая: СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества.
Более половины (56% воды, используемой в хозяйстве, возвращается в природную среду в виде загрязненных сточных вод. Основную ответственность за загрязнение природных вод несут: машиностроение, включая судостроение и судоремонт (39% от общего поступления загрязняющих веществ), коммунальное хозяйство (37%, цветная металлургия (7% и сельское хозяйство (8% без учета смывов пестицидов и минеральных удобрений). Водоемы значительно загрязняются при сбросе сточных вод, содержащих большое количество органического вещества. В таких водах быстро размножаются грибы и бактерии, что приводит к изменению структуры животного сообщества и к уменьшению содержания растворенного в воде кислорода. Биологическое потребление кислорода (БПК) является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоема органическими веществами. Он определяет количество кислорода, необходимое для разложения органических загрязняющих веществ. Основные характеристики качества вод. … -РН – электропроводность- количество растворенного О2 – окислительно-восстановительный потенциал – содержание органических веществ – количество растворенных тяжелых металлов – жесткость-. Удельная Электропроводность – ( x = i/p ) является сложной функцией концентрации ионов в водных растворах. В природных водах наблюдается прямолинейная корреляция м/у содержанием солей и электропроводностью. Измеряя удельную электропроводность можно примерно по графику определить концентрацию солей. Окислительно-восстановительный потенциал: Определяя величину этого потенциала можно по диаграмме прогнозировать степень окисления присутствующих ионов с переменной валентностью, по этому значению можно судить о количестве растворенного кислорода. Содержание растворенного О2 – Содержание О2 зависит от процессов, способных обеднять и обогащать воду О2. Обогащение может происходить в результате абсорбции кислорода из атмосферы, выделении растениями при фотосинтезе. Обеднение происходит в результате процессов связанных с его потреблением на окисление: химическое и биохимическое окисление ионов Fe(2+), Mn(2+), O(2-) Относительное содержание О2 выражается в % от нормального. Общее содержание растворенных в воде органических веществ. Зависит от характера сброса и от химических и физических свойств воды в которую производят сброс. 17. Влияние соц эк фактров на чел. Абиологические тенденции, под которыми понимаются такие черты образа жизни человека, как гиподинамия, курение, наркомания и др., тоже являются причиной многих заболеваний — ожирение, рак, кардиологические болезни и др. К этому ряду относится и стериализация среды — фронтальная борьба с вирусно-микробным окружением, когда вместе с вредными уничтожаются и полезные формы живого окружения человека. Это проистекает от того, что в медицине еще есть недопонимание важной роли в патологии надорганизменных форм живого, т.е. человеческой популяции. Поэтому большим шагом вперед является развиваемое экологией представление о здоровье как о состоянии биосистемы и его теснейшей связи со средой, а патологические явления при этом рассматриваются как вызванные ею приспособительные процессы. В приложении к человеку нельзя отрывать биологическое от воспринятого в ходе социальной адаптации. Для личности важна и этническая среда, и форма трудовой деятельности, и социальная, экономическая определенность — дело лишь в степени и времени воздействия. Итак, сохранение здоровья или возникновение болезни — это результат сложных взаимодействий внутренних биосистем организма и внешних факторов окружающей среды. Познание этих сложных взаимодействий явилось основой для возникновения профилактической медицины и ее научной дисциплины — гигиены.
18.Проблема народонаселения Особой проблемой при взаимоотношениях человека, общества и природы в современную эпоху является проблема народонаселения, которая в будущем будет становиться все актуальнее и актуальнее и в конечном итоге станет главной проблемой человечества. Данная проблема имеет несколько аспектов:
Проблема народонаселения имеет и обратную сторону – в ряде стран наблюдается отрицательная динамика (снижение) роста населения. Это Германия, Великобритания, Швейцария, ряд государств европейской части бывшего СССР – Россия, Украина, Беларусь и др. Выделяются две главные причины данного явления:
19. Земельные ресурсы - земная поверхность, пригодная для проживания человека и для любых видов хозяйственной деятельности. Земельные ресурсы характеризуются величиной территории и ее качеством: рельефом, почвенным покровом и комплексом других природных условий. При исследовании проблемы эффективного использования земельных ресурсов необходимо выделять понятие эффективной территории. Эффективная территория - это территория страны, пригодная для хозяйственного освоения. Неправильное и неконтролируемое землепользование является основной причиной деградации и истощения земельных ресурсов. При практикуемом в настоящее время землепользовании часто не принимаются в учет фактические потенциальные возможности, продуктивность и факторы, ограничивающие использование земельных ресурсов, а также их пространственное разнообразие Структура земельного фонда планеты постоянно изменяется под влиянием двух противоположных процессов. Один -- борьба человечества за расширение земель, пригодных для обитания и сельскохозяйственного использования (освоение залежных земель, мелиорация, осушение, орошение, освоение прибрежных участков морей); другой -- ухудшение земель, изъятие их из сельскохозяйственного оборота в результате эрозии, опустынивания, промышленной и транспортной застройки, открытой разработки полезных ископаемых, заболачивания, засоления. Энергетическая проблема. Энергетическая и сырьевая проблема - глобальная проблема обеспечения человечества топливом и сырьем. Проблема вызвана: - истощением разрабатываемых месторождений угля, нефти, железных и других руд; - ограниченностью разведанных запасов нефти и природного газа; - открытием и добычей полезных ископаемых в худших по сравнению с прежними условиях; - увеличением территориального разрыва между районами добычи и потребления полезных ископаемых и др. Решение энергетической и сырьевой проблемы состоит в ресурсосбережении и в поисках новых технологий, позволяющих использовать прежде малодоступные источники сырья и энергии.
|
|
|
|
|
|
|
|
