prosdo.ru
добавить свой файл
1 2 ... 13 14
  1. Предмет, методология и задачи курса «Основы экологии и экономика природопользования».


Понятие "природопользование" в современной науке применяется как в широком, так и в узком смысле слова. В широком смысле под природопользованием понимается совокупность всех форм воздействия общества на природную среду и мер по ее сохранению (изучение, выявление запасов, использование, охрана и воспроизводство природных ресурсов), в узком – деятельность конкретных заинтересованных ведомств, субъектов хозяйствования, относящихся к природоэксплуатируюшим и природовоспроизводящим отраслям. Под природопо.льзованием в широком смысле этого слова подразумевают как непосредственное, так и косвенное воздействие человека на окружающую природную среду в результате все его антропогенной деятельности, которое может быть как сознательным, так и стихийным, как целенаправленным, так и случайным. Природопользование в широком смысле понимается сейчас как особая сфера деятельности, направленная на взаимосвязанное решение задач ресурсообеспечения экономики, ресурсосбережения, сохранения среды жизни людей и охраны разнообразия природы. Усиление природоохранного и ресурсовоспроизводящего аспектов природопользования привело к возникновению в научной литературе нового понятия - "экологическая сфера". Возникновение экологической сферы вызвано необходимостью выполнения обязательных производственных линий по охране природы и целенаправленного решения возникающих в обществе экологических проблем. Экологическая сфера все чаще рассматривается не только как окружающая нас природная среда, но и как природоохранный труд, связанный с ее воспроизводством.

Главной задачей курса является формирование системы знаний о рациональном природопользовании, путях достижения устойчивого эколого-экономического развития, функционировании и совершенствовании хозяйственного механизма природопользования, адекватного рыночной экономике. В задачи курса входит изучение эколого-экономическнх проблем РБ и путей их решения. Среди этих проблем - охрана и обеспечение качества воздушного бассейна страны, охрана и рациональное использование водных ресурсов, улучшение использования и сохранение плодородия земельных ресурсов, повышение эффективности использования и охраны лесных и минерально-с­ырьевых ресурсов. Сложность экологической ситуации обусловлена совмещением в ряде регионов производственного и радиационного загрязнения. Отсюда вытекает необходимость анализа и учета специфики природопользования в условиях радиационного загрязнения территории страны.



  1. Основы общей экологии: важнейшие понятия, законы и принципы экологии.

Современное распространение живых организмов определяется в первую очередь условиями среды, в которой они обитают. Все живые и неживые объекты, окружающие растения и животных и непосредственно взаимодействующие с ними, называются средой обитания. Под термином окружающая среда обычно понимается та часть природы, на которую простирается влияние человека. Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами. По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:

  • абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы, определяя условия их существования (температура, свет и другая лучистая энергия, влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, ветер, почвы, рельеф местности т.п.);

  • биотические факторы - это все формы воздействия живых существ друг на друга;

  • антропогенные факторы - все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на условиях их существования. К таким факторам относится воздействие промышленности, сельскохозяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства.

Экологическая система, или экосистема - это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии. Перенос энергии пищи от ее источника (автотрофов) через ряд организмов, происходящий путем поглощения одних организмов другими, называется пищевой (трофической) цепью. Каждая экосистема содержит совокупность живых и растительных организмов, которые по формам питания можно разделить на две группы:
  • автотрофы (кормящие себя сами) - зеленые растения, способные осуществлять фотосинтез и использующие минеральные элементы для роста и воспроизводства. Фотосинтез - это сложный процесс превращения воды и углекислого газа в сахара с помощью солнечной энергии. Простые хи­мические вещества. из которых состоят воздух, вода и минералы горных пород и почвы, превращаются в сложные соединения типа белков, жиров и углеводов, называемы органическими. Автотрофные растения - это продуценты экосистемы, создающие органические вещества из неорганических.


  • гетеротрофы (питающиеся другими) - организмы, которым для питания необходимы органические вещества. Эти организмы имеют значительно более сложный обмен веществ. В свою очередь все гетеротрофы подразделяются на организмы-потребители (консументы) и организмы, разлагающие органические вещества на исходные неорганические компоненты (редуценты). Консументы – это организмы, потребляющие органические вещества. К ним относятся как простейшие, черви, насекомые и другие членистоногие, пресмыкающиеся, птицы, так и млекопитающие, включая человека. Редуценты - организмы, разлагающие мертвое органи­ческое вещество. К ним относятся всевозможные сапрофитные бактерии.

Очевидно, что ни один организм не существует вне связи с другими. Каждый может жить, только взаимодействуя с окружающей средой, в рамках определенной экосистемы. Особая трофическая связь в биоценозе - паразитизм, при котором один вид - хозяин – служит для другого - пара­зита - не только источником пищи, но и местом постоянного или временного обитания (например, фитофтора). Существуют и взаимополезные связи между видами, называемые симбиозом. Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида и его функциональные характеристики представляет собой экологическую нишу. Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, место в пищевой цепи) и его положение относительно абиотических условий существования (температура, влажность и т.п.). Экологическая ниша – это совокупность условий жизни внутри экологической системы, предъявляемых к среде видом или его популяцией. Таким образом, каждый вид в среде, где он обитает, занимает место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такие экологические связи создают определенную структуру биоценоза.

Сукцессия (преемственность) - последовательная смена одного биоценоза другим. Суть этого явления заключается в том, что под влиянием внутреннего развития биоценозов, их взаимодействия с окружающей средой они постепенно "стареют" и сменяются другими типами биоценозов. Важное экологическое положение состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценоз, тем выше его устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям. Устойчивость экосистем характеризует так называемый принцип Ле Шателье. Суть его состоит в том, что при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.


Возникший в процессе производственной деятельности новый обмен веществ носит техногенный характер и называется антропогенным обменом веществ.

Современные ученые-экологи установили общие закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной средой или законами экологии.

Закон больших чисел: совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, то есть имеющему системный характер. Так, мириады бактерий в почве, воде, в телах живых организмов создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Принцип Ле Шателье (Брауна): при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции. Закон оптимальности: любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.

Любые системные изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека - от состояния индивидуума до сложных общественных отношений. Из закона сохранения массы вещества ("все должно куда-то деваться") вытекают два постулата, имеющих практическое значение. Закон развития системы за счет окружающей ее среды гласит: любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материальнo-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно. Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства: образующиеся в процессе производственной деятельности отходы неустранимы бесследно, они могут быть вновь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве, а их действие может быть растянуто во времени.


Закон необратимости эволюции: большие системы эволюционируют только в одном направлении - от простого к сложному; инволюция, регресс могут относиться исключительно к отдельным частям или отдельным периодам развития системы. Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации систем темпы эволюции возрастают. Не существует бесплатных ресурсов - еще одно следствие данного закона: пространство, энергия, солнечный свет, вода, какими бы неисчерпаемыми они ни казались, неукоснительно оплачиваются любой расходующей их системой.

Закон “природа знает лучше" определяет, прежде всего, то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Все в природе - от простых молекул до человека - прошло жесточайший конкурс, в котором приз – право на существование. Сегодня планету населяет лишь одна тысячная часть испытанных эволюцией видов растений и животных. Главный критерий этого эволюционного отбора - вписанность в глобальный биотический круговорот, заполненность всех экологических ниш. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент, и все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот. С каждым биологическим видом, который нарушал этот закон, эволюция рано или поздно расставалась.

Свою обобщенную классификацию экологических законов представил известный российский ученый Н.Ф. Реймерс. Закон социальнo-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду и восстановлением этой среды, как природным, так и искусственным), принцип культурного управления развитием (наложение ограничений на экстенсивное развитие, учет экологических ограничений); правило социально-экологического замещения (необходимость выявления путей замещения человеческих потребностей); закон социально-экологической необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым); закон ноосферы В.И. Вернадского (неизбежность трансформации биосферы под влиянием мысли и человеческого труда в ноосферу - геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы человек - ­природа).



  1. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Характеристика биосферы и се структурных единиц.

Экосистемой высшего ранга на Земле является биосфера - оболочка планеты, населенная живым веществом. Целостное учение о биосфере представлено в классической работе "Биосфера" (1926). В.И. Вернадский определил биосферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли. В физико-химическом составе биосферы Он выделяет следующие компоненты: живое вещество - совокупность всех живых организмов; косное вещество - неживые тела или явления (газы атмосферы, горные породы магматического, неорганического происхождения и т.п.); биокосное вещество - разнородные природные тела (почвы, поверхностные воды и т.п.); биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т.п.); радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения (космическая пыль, метеориты).

Весь облик Земли, всего ландшафт, атмосфера, химический состав вод, толща осадочных пород обязаны своим происхождением живому веществу, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть, атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы. Структура биосферы представляет собой совокупность газообразной, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего. Масса биосферы составляет приблизительно 0,05 % массы Земли, а ее объем - 0,4 % объема планеты. Границы биосферы определяет распространение в ней живых организмов. Считается, что горизонтальных границ биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования жизни обусловлена низкими температурами и губительным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения солнеч­ного и галактического происхождения, от которого живое вещество планеты защищено озоновым экраном. Граница биосферы совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы). Однако в тропосфере происходит лишь перемещение живых организмов, а весь цикл своего развития, включая размножение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих сред с атмосферой. В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники, снежинки), мощность которой составляет 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, в эвфотнческой зоне, куда проникает солнечный свет и возможен фотосинтез. Именно здесь сконцентрированы все фотосинтезирующие растения и продуцируется первичная биотическая продукция. Глубже начинается дисфотическая зона, где царит темнота и отсутствуют фотосинтезирующие растения, но активно перемещаются представители животного мира, непрерывным потоком опускаются на дно отмершие растения и останки животных. Нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана. На границе атмо-, гидро- и литосферы сконцентрирована наибольшая масса живого вещества планеты, и эта земная оболочка названа биогеосферой, или пленкой жизни. Только в ее пределах возможны жизнедеятельность и существование человека.


Вместе с тем в процессах самоорганизации биосферы живое вещество выполняет следующие функции:

- энергетическую - перераспределение солнечной энергии между компонентами биосферы;

- средообразующую (газовую) - в процессе жизнедеятельности живого вещества создаются основные газы: азот, кислород углекислый газ и др.;

- концентрационную - извлечение и накопление живыми организмами биогенных элементов (кислорода, углерода, водорода, азота, натрия, магния, калия, алюминия, серы и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде;

- деструктивную (проявляется в минерализации органического вещества);

- окислительнo-восстановительную (заключается в химическом превращении веществ биосферы).

Живые вещества находится в постоянном энергетическом обмене с внешним миром. Оно является основным организующим элементом в поддержании круговорота веществ, обеспечении динамического равновесия экологических систем.

Процесс создания органического вещества в биосфере происходит одновременно с противоположными процессами потребления и разложения его гетеротрофными организмами на исходные минеральные соединения (воду, углекислый газ и др.). Так осуществляется круговорот органического вещества в биосфере при участии всех населяющих ее организмов, получивший название малого, или биологического (биотического), круговорота веществ в отличие от вызываемого солнечной энергией большого, или геологического, круговорота, наиболее ярко проявляющегося в круговороте воды и циркуляции атмосферы. Большой круговорот происходит на протяжении всего геологического развития Земли и выражается в переносе воздушных масс, продуктов выветривания, воды, растворенных минеральных соединений, загрязняющих веществ, в том числе радиоактивных.

Малый (биологический) круговорот начинается с возникновения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых растений, то есть образования живого вещества из углекислого газа, воды и простых минеральных соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Вместе с тем вмешательство человека в природные круговороты приводит к изменениям в состоянии биосферы. Вернадский оценил появление человека на Земле как огромный шаг в эволюции планеты. Ученый считал, что с возникновением человека и развитием его производственной деятельности человечество становится основным геологическим фактором всех происходящих в биосфере планеты изменений, приобретающих глобальный характер. Дальнейшее неконтролируемое развитие деятельности людей таит в себе большую опасность и потому, считал В.И. Вернадский, биосфера должна постепенно превращаться в ноосферу, или сферу разума. Под понятием "ноосфера" ученый подразумевал высшую форму развития биосферы, определяемую гармонично сосуществующими процессами развития общества и природы. Учение В.И. Вернадского о ноосфере утверждает принцип совместной эволюции человечества и природной среды (сейчас этот процесс называют коэволюцией), нацеливает на поиск прак­тических путей обеспечения общественно-природного равновесия.



  1. Понятие экологического фактора. Уровни организации живого вещества, экосистема и биогеоценоз.

Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами. По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:

  • абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы определяя условия их существования (температура, свет и другая лучистая энергия, влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, ветер, почвы, рельеф местности т.п.);

  • биотические факторы - это все формы воздействия живых существ друг на друга;

  • антропогенные факторы - все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на условиях их существования. К таким факторам относится воздействие промышленности, сельскохозяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства.

Антропогенные воздействия на живой мир планеты продолжают возрастать. Любой из экологических факторов может то проявляться как непосредственная причина изменения обмена веществ, то действовать косвенно, влияя на жизнедеятельность организмов, изменяя среду обитания.

Точка, при которой наблюдается максимальный рост растений, называется оптимумом. Обычно это относится к диапазону температур. Благоприятная сила воздействия фактора (дозировка) называется зоной оптимума фактора для организма данного вида. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которой еще возможен рост, называют диапазоном ус­тойчивости. Точки, ограничивающие его, то есть максимальная и минимальная пригодная для жизни температура – это пределы устойчивости. Степень выносливости по отношению к данному экологическому фактору называют экологической валентностью. Экологическая валентность организма представляет собой его способность заселять разнообразные среды.


По мере приближения к точкам предела устойчивости, если действие фактора уменьшается или возрастает, и жизнедеятельность снижается вплоть до полного угнетения или гибели живого существа, то есть речь идет о стрессовых зонах в рамках диапазона устойчивости. Аналогичное влияние могут оказывать и другие факторы. Под воздействием экологических факторов живые организмы объединяются в определенные иерархические системы, которые представляют собой разные уровни организации живого вещества: популяции, сообщества и экосистемы. Популяцией называют группу особей одного вида, занимающую определенное пространство и обладающую необходимыми возможностями для поддержания своей численности в постоянно изменяющихся условиях среды.

В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга - сообщества. Сообщество (биотическое) - это совокупность популяции, населяющая определенную территорию. Сообщества организмов связаны энергетическими связями с неорганической средой. Наименьшей единицей, к которой может быть применен термин "сообщество", является биоценоз (термин введен К. Мёбиусом в 1877 г.). Биоценозами называют группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов. Термин "биоценоз" употребляют чаще всего применительно к населению территорий, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности, например, биоценоз еловых лесов, пшеничного поля и т. п. Биота - совокупность видов растении, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения. В отличие от биоценоза, может характеризоваться отсутствием экологических связей между видами. Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материальнo-энергетическими связями. Пространство, занимаемое биоценозом, называется биотопом. Биоценоз и его биотоп представляют собой два нераздельных элемента, образующих более или менее устойчивую систему, именуемую биогеоценозом. Понятие биогеоценоз введено в науку русским ученым В.Н. Сукачевым в 1940г.



следующая страница >>