«Экология. Шпаргалка»

Экология. Шпаргалка (fb2) - Экология. Шпаргалка 488K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - И. В. Касаткина

И. В. Касаткина Экология. Шпаргалка

1. Экология как наука. Предмет и задачи экологии

Экология – наука о взаимоотношениях и взаимодействии между различными живыми существами и окружающей их средой, об обмене веществ и потоках энергии, которые делают возможной жизнь на Земле, и о приспособлениях организмов к изменяющимся условиям существования (В. Лархер, 1978 г.). Термин «экология» (от гр. слов oicos — «дом, убежище», logos — «наука») был впервые предложен биологом-дарвинистом Э. Геккелем в 1866 г.

Предмет экологии – изучение совокупности или структуры связей между организмами и природной средой. Главным объектом изучения экологии являются экологические системы (природные комплексы живых организмов и среда их обитания). Кроме них, данная наука занимается изучением организменного, популяционно-видового и биосферного уровней.

Основная часть экологии как биологической науки – общая экология (или биоэкология), изучающая общие закономерности взаимоотношений живых организмов и среды.

Выделяют следующие основные разделы экологии:

1)  аутэкология, или экология особей, занимающаяся исследованием индивидуальных связей отдельного организма (вида, особи) с его природной средой;

2)  демэкология, или популяционная экология, изучающая динамику и структуру популяций отдельных видов;

3)  синэкология, или экология сообществ, которая изучает взаимодействие популяций, сообществ и экосистем с окружающей средой.

В зависимости от временного фактора в экологии выделяют историческую и эволюционную экологию. Кроме этого, различают экологию микроорганизмов, экологию растений и экологию животных. Экологическими проблемами планеты занимается глобальная экология; объект ее изучения – биосфера.

Задачи теоретической экологии (В. И. Коровкин, 2003 г.):

1) разработка общей теории устойчивости экологических систем;

2) изучение экологических механизмов адаптации к среде;

3) исследование регуляции численности популяций;

4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

5) исследование продукционных процессов;

6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

7) моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Задачи прикладной экологии:

1) прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

2) улучшение качества окружающей природной среды;

3) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

4) оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения наиболее экологически неблагополучных районах.

2. История развития экологии

Историю развития экологии разделяют натри этапа.

Первый этап (XVII–XVIII вв.) является этапом зарождения экологии как науки, характеризующийся накоплением данных о взаимосвязи организмов с природной средой.

В этот период Т. Мальтус и Ж. Б. Ламарк первыми обосновали негативные последствия влияния деятельности человека на природу.

Второй этап (вторая половина XIX в.) экология становится самостоятельной отраслью знаний. Данный этап начинается с работ русских ученых Н. А. Северцова, В. В. Докучаева и других, которые предложили основные принципы и понятия экологии, актуальные до настоящего времени. В 1877 г. немецкий гидробиолог К. Мебиус ввел понятие о биоценозе.

Огромный вклад в развитие основ экологии внес Ч. Дарвин, открывший основные факторы эволюции живых организмов. Именно в этот период (1866 г.) немецкий биолог Э. Геккель предложил термин «экология».

Экология как самостоятельная наука окончательно сформировалась в начале XX в. Начинают публиковаться обобщения и сводки различных иностранных ученых (Ч. Адамс, В. Шелфорд и др.). В. И. Вернадским создается фундаментальное учение о биосфере. В 1935 г .А. Тенсли выдвинул понятие «экологическая система», а в 1940 г. русский ученый В. Н. Сукачев предложил понятие «биогеоценоз». Во второй половине XX в. экология приобретает особое значения, что связано с загрязнением окружающей среды в результате антропогенного воздействия. Закладываются научные основы охраны природы Г. А. Кожевниковым, В. В. Докучаевым, С. В. Завадским и др.

В третьем этапе (середина XX в. идо настоящего времени) развития экологии происходит переход экологии в комплексную науку, которая включает в себя науки об охране природной и окружающей среды. Данный период связан с именами таких ученых, как Д. Харпер, Ю. Одум, Р. Уиттекер, Т. Миллер, Ю. Н. Куражковского, Н. Ф. Реймерса и др.

При исследовании и изучении проблемы истощения природных ресурсов на основе экологии появляется наука Основы природопользования. В 1959 г. экологом Ю. Н. Куражковским был предложен термин «природопользование» и его определение «комплексная научная дисциплина, исследующая общие принципы рационального (для данного исторического момента) использования природных ресурсов человеческим обществом. Ее задачи сводятся к разработке принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непосредственным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее воздействиями».

В последнее десятилетие возникла новая научная дисциплина – геоэкология, изучающая антропогенные изменения территориальных и аквасистем, их компонентов и последствия этих изменений.

3. место экологии в системе естественных наук

В последнее время роль и значение биосферы как объекта экологического анализа непрерывно возрастает. Большое значение в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Выдвижение на первый план этих разделов в экологической науке связано с усилением отрицательного взаимовлияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов в связи с негативными последствиями научно-технического прогресса.

Современная экология не ограничивается только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения растительных и животных организмов, она превращается в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность и многогранность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации» многих естественных, технических и гуманитарных наук.

На стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие новых направлений, таких как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, сельскохозяйственная экология, космическая экология и т. д.

Соответственно, более широкое толкование получил и сам термин «экология», а экологический подход при изучении взаимодействия человеческого общества и природы был признан основополагающим.

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом, психологией, педагогикой, так как только совместно с другими науками можно преодолеть технократическое направление мышления и выработать новый тип экологического сознания, меняющий поведение людей по отношению к окружающей природной среде.

В настоящее время экология перестала быть чисто естественной, биологической, наукой, она по сути является комплексной социальной естественной наукой. В ее предмет практически вовлечены все стороны жизнедеятельности человека. Накапливая экологическое знание, постепенно меняя свои представления о существующем порядке в природе, человек начинает понимать, что порядок этот неслучаен, он необходим для существования и развития самой человеческой цивилизации.

Признавая важную роль экологии, которую она играет в современном мире, и отводя ей подобающее место в естествознании, необходимо научиться грамотно пользоваться ее законами, понятиями и терминами.

Это особенно важно, если вспомнить, что нерациональное, а подчас хищническое использование человеком природных ресурсов при незнании (или нежелании постичь) законов природы часто приводит к тяжелым, необратимым последствиям.

4. Экологическое образование, воспитание и культура

Экологическое образование – целенаправленно организованный, планомерно и систематически осуществляемый процесс овладения экологическими знаниями, умениями и навыками (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский, 2003 г.).

В результате изучения и анализа современной экологической ситуации возникла необходимость введения экологического образования в России.

Согласно Указу Президента Российской Федерации «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» одним из основных направлений государственной политики в области экологии является развитие экологического воспитания и образования. Также постановлением Государственной Думы от 22.11,1995 г № 1363-1 ГД «О Федеральном законе «О государственной политике в области экологического образования».

Наряду с социально-гуманитарным образованием, экологическое образование должно формировать новое экологическое сознание, развивать профессиональные знания и навыки, способствующие выходу России из экологического кризиса. В настоящее время в нашей стране система экологического образования носит комплексный и междисциплинарный характер. Во многих городах создаются центры экологического образования населения.

Специальность эколога можно получить более чем в 40 университетах и академиях и 30 педагогических вузах России.

Экологическое воспитание должно способствовать формированию активной природоохранной позиции. Экологическое воспитание достигается с помощью комплекса природоохранного и экологического обучения, включающего воспитание в узком смысле слова, школьное и вузовское экологическое просвещение и пропаганду экологического мировоззрения (по Н. Ф. Реймерсу, 1992 г.).

Основные постулаты экологического воспитания:

1) человек ответственен за все живое;

2) природа была и всегда будет сильнее человека; природа вечна и бесконечна; взаимоотношения человека с природой должны основываться на взаимопомощи, а не на противоборстве;

3) чем разнообразнее биосфера, тем она устойчивее;

4) возникновение экологического кризиса реально, так как человек оказывает на окружающую природную среду недопустимое дестабилизирующее воздействие;

5) антропоцентрический тип сознания необходимо вытеснить новым типом – эксцентрическим;

6) человечество должно отказаться от излишнего потребления природных ресурсов и экологической безответственности.

Высшая стадия экологизации сознания – экологическая культура – комплекс навыков бытия в контакте с окружающей природной средой. Большинство специалистов и ученых утверждают, что экологический кризис можно преодолеть только с помощью экологической культуры, основная идея которой – совместное гармоническое развитие природы и человека.

5. Экологическое мировоззрение

Общественно-экологическое сознание существовало на всех этапах исторического развития человека, отражая представления о взаимоотношениях человека и природы, существующие на данный момент.

Самый распространенный тип экологического сознания, основанный на представлениях о «человеческой исключительности», – антропоцентрический.

Антропоцентризм характеризуется следующими особенностями:

1) высшую ценность представляет человек; природа – собственность человека;

2) иерархическая картина мира – на вершине пирамиды находится человек;

3) целью взаимодействия с природой является удовлетворение тех или иных прагматических потребностей;

4) характер взаимодействия с природой определяется своего рода «прагматическим императивом», т. е. правильно и разрешено только то, что полезно человеку;

5) этнические нормы и правила действуют только в мире людей и не распространяются на взаимодействие с миром природы;

6) дальнейшее развитие природы мыслится как процесс, который должен быть подчинен процессу развития человека.

К счастью данный тип экологического сознания широко распространялся лишь в начальную эпоху интенсивного роста промышленности, а затем, во второй половине XIX в., русскими учеными ( Н. Ф. Федоровым, В. С. Соловьевым, А. Л. Чижовым и др.) была обоснована необходимость новых моральных принципов взаимодействия человека и природы.

Частые изменения мировоззренческих представлений о взаимодействии общества и природы (консервационизм, русский космизм, учение В. И. Вернадского о ноосфере, универсальная этика, биоцентризм) привели к формированию нового типа экологического сознания – эксцентрического.

Основные особенности экоцентризма:

1) высшую ценность представляет гармоничное развитие человека и природы; человек – один из компонентов природного сообщества;

2) отказ от иерархической картины мира;

3) целью взаимодействия с природой является максимальное удовлетворение как потребностей человека, таки потребностей всего природного сообщества;

4) характер взаимодействия с природой определяется своего рода «экологическим императивом» – правильно и разрешено только то, что не нарушает существующее в природе экологическое равновесие;

5) этнические нормы и правила равным образом распространяются как на взаимодействие между людьми, таки на взаимодействие с миром природы;

6) развитие природы и человека мыслится как процесс коэволюции, взаимовыгодного единства. В настоящее время во всех странах мира

разрабатываются основные экологические положения и принципы, которые должны соблюдаться на всех уровнях жизни человека.

6. Основные виды антропогенных воздействий на биосферу

Антропогенное воздействие – деятельность, связанная с реализацией экономических, культурных и других интересов человека, изменяющая окружающую природную среду.

Эколог Б. Коммонер в 1974 г. предложил следующие основные виды вмешательства человека:

1) упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

2) концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

3) накопление ядовитых веществ от химических производств;

4) введение в экосистему новых видов;

5) появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Большая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер (т. е. сознательно производится чело веком для достижения определенных целей), но существуют также стихийные и непроизвольные антропогенные воздействия, проявляющиеся как последствия (например, вторичное засоление почв при чрезмерном их орошении в засушливых районах). Нарушение основных систем существования биосферы связано с целенаправленными воздействиями человека.

Все антропогенные воздействия на биосферу можно разделить на положительные и отрицательные. К положительным относят воспроизводство природных ресурсов, полезащитное лесонасаждение, восстановление запасов грунтовых вод и некоторые другие.

К отрицательным – вырубка лесов на обширных территориях, истощение запасов пресных грунтовых вод, засоление и опустынивание почв, сокращение численности и полное истребление некоторых видов животных и растений и др. Однако самым масштабным и распространенным отрицательным антропогенным воздействием на биосферу является загрязнение (например, кислотные дожди, радиоактивные отходы ит.п.).

Под загрязнением понимают неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, воду или другие биологические продукты (по Ф. Рамаду, 1981 г.). Различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и др.

Наиболее опасными источниками антропогенного загрязнения являются теплоэнергетика, транспорт, многочисленные промышленные предприятия, сельскохозяйственное производство.

По видам загрязнений выделяют физические (тепловые, шумовые, радиоактивные, электромагнитные), химические (тяжелыми металлами, пестицидами, отдельными химическими веществами и элементами, пластмассами) и биологические (биогенные, микробиологические, генная инженерия) загрязнения.

7. Экологический кризис

Воздействие человека на биосферу изменялось в процессе его эволюции и прошло основные этапы (Н. Реймерс):

1) воздействие человека на биосферу только как любого биологического вида;

2) интенсивная охота без резкого изменения естественных экосистем;

3) изменение природных экосистем в результате выжигания трав, выпаса скота и др.;

4) увеличение влияния на природу путем изменения части экосистем (вырубки лесов, распашки земель и др.);

5) глобальное изменение всех экологических компонентов в целом в связи с неограниченной интенсификацией хозяйства.

Несмотря на то, что современной экологической наукой доказано, что биота способна регулировать и стабилизировать окружающую среду, в настоящее время влияние человека достигло такого уровня, что она утрачивает данную способность.

Стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией, а возможности сохранения потенциального гомеостаза, т. е. способности саморегуляции экосистем в условиях антропогенного воздействия, серьезно подорваны, получила название экологического кризиса (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский, 2003 г.).

Для решения проблемы экологического кризиса необходимо учитывать различные экологические проблемы:

1 ) в литосфере (увеличение площади антропогенных пустынь, опустынивание земель, водную и ветровую эрозию почв, загрязнение почвы токсическими веществами, низкое плодородие земель, заболачивание и засоление, подтопление, оползни, изменения экосистем при освоении недр и др.);

2)  в гидросфере (загрязнение пресноводных и морских природных экосистем, эвтрофикация водоемов под влиянием хозяйственной деятельности человека, истощение запасов пресных грунтовых вод, обмеление и исчезновение малых рек, увеличение объемов сточных вод, негативные последствия при создании водохранилищ и плотин и др.);

3)  в атмосфере (интенсивное загрязнение атмосферного воздуха, отрицательное влияние поллютантов атмосферы на организм человека, животных, растений и экосистем в целом; потепление климата планеты в будущем, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смоги);

4)  в биотических сообществах (деградацию лесов, обеднение генофонда биосферы, уменьшение биологического разнообразия планеты, пожары и выжигание растительности, широкую вырубку лесов, сокращение численности и вымирание многих видов растений и животных и др.);

5)  в среде обитания (увеличение объемов бытовых и производственных отходов, негативное влияние на живые организмы химических, физических и биологических воздействий, экоцид, рост технологических аварий и катастроф и др.).

8. Участие России в международном экологическом сотрудничестве

Россия взяла на себя договорные обязательства бывшего СССР по предотвращению экологической катастрофы и сохранению биосферы.

Основными направлениями международного сотрудничества России по охране окружающей среды являются:

1) государственные инициативы;

2) международные организации;

3) международные соглашения и конвенции;

4) двустороннее сотрудничество.

Рассмотрим вышеперечисленные направления более подробно.

Россия часто проявляла государственные инициативы по охране окружающей среды, так, только за последние годы она выдвинула ряд конструктивных предложений по международному сотрудничеству в целях экологической безопасности, (например, по защите морской среды Балтики и др.).

Во многих странах мира действуют международные организации по охране природы. Основные органы руководства находятся в ООН. В решении глобальных природоохранных проблем активно участвует Международный союз охраны природы, который в 1990 г. был переименован во Всемирный союз охраны природы. В настоящее время данный союз занимается разработкой проблем биоразнообразия, именно по его инициативе выпущена международная Красная книга редких и исчезающих видов животных и растений. Россия сотрудничает и с другими организациями ООН, такими как ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам науки, образования и культуры), ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), ФАО (организация продовольствия и сельского хозяйства) и др.

Наша страна продолжает развивать экологическое сотрудничество с помощью международных договоров и соглашений.

Более 50 международных документов, подписанных и принятых к исполнению Россией и бывшим СССР, осуществляют регуляцию современного российского экологического сотрудничества с другими государствами.

Россия продолжает сотрудничество в рамках Конвенции ООН по морскому праву и по другим договорам об охране Мирового океана. Летом 1992 г. Российская Федерация стала членом Конвенции о биоразнообразии. Наша страна также заключила в феврале 1992 г. межправительственное соглашение о взаимодействии в области экологии и охраны окружающей природной среды с десятью странами СНГ.

Межправительственные соглашения являются основой для развития двустороннего сотрудничества со всеми пограничными странами (странами СНГ, США, Францией, Китаем и др.).

Для выхода из экологического кризиса необходимо дальнейшее развитие международного сотрудничества как на двусторонней, так и на многосторонней основе, включая организации системы ООН.

9. Антропогенные нагрузки и их измерение

Для изучения антропогенного воздействия на окружающую природную среду необходимы количественная оценка этого воздействия и выявление закономерностей пространственного распределения.

Антропогенная нагрузка – количественная мера антропогенного воздействия на природные экосистемы в виде привнесения, изъятия или перемещения вещества и энергии. Выделяют целенаправленную нагрузку (для поддержания функционирования ландшафта в определенном режиме, например, распашка, внесение удобрений и др.) и побочную нагрузку (в виде различных загрязнений природной среды, разрушения структуры природных комплексов и др.).

Для определения величины нагрузки используют следующие показатели: ресурсоемкость, землеемкость, отходность производства.

По А. Г. Емельянову (2004 г.), ресурсоемкость – показатель, отражающий размеры изымаемого из природы вещества (минерального, органического, воды, воздуха) и энергии.

Землеемкость рассматривают как показатель, определяющий размеры территории, нарушаемой или используемой человеком при том или ином виде деятельности; как пространственную основу развития производства и расселения людей, что условно можно определить как «местоемкость»; как источник возобновимых биологических ресурсов (единственный компонент природы, обладающий плодородием), что связано с превращением естественных территорий в угодья сельского, лесного и промыслового хозяйства.

Отходность – показатель, отражающий размеры поступающих в природу отходов производства и потребления в виде веществ (твердых, жидких и газообразных) и энергии.

Количественным выражением данных показателей могут служить коэффициенты использования ресурсов территории ( К ир) и ее земель (Киз), а также коэффициент привнесения вещества и энергии (Кпв). Они определяются следующими соотношениями:

Большое значение имеет определение нормы нагрузки на ландшафты и экосистемы. Предельно допустимой нагрузкой (критической)считается такая нагрузка, выше которой разрушаются структура и функции природных экосистем.

Характер антропогенных воздействий и величины нагрузок на экосистемы и ландшафты зависят от видов природопользования: сельскохозяйственного, лесохозяйственного, промышленного и др.

Мощным фактором воздействия на природную среду являются горнодобывающая промышленность, различные отрасли перерабатывающей промышленности и энергетика. Так, в России промышленность потребляет около 30 % забираемой из водоисточников воды, сбрасывает 50 % объема сточных вод и выбрасывает в атмосферу 60 % всех загрязняющих веществ.

10. Системы природопользования и их классификация

Системы природопользования – исторически сложившиеся формы взаимодействия человека с природной средой, обусловленные особенностями этой среды и социально-экономической структурой общества. Они формируются под влиянием комплекса факторов: природно-ресурсного потенциала территории, географических, социально-экономических, культурных и исторических условий регионов. Сочетания этих факторов обусловливают большое разнообразие систем природопользования по направлению их специализации, организации производства, величине антропогенной нагрузки на природные комплексы, размерам и экологическому состоянию территорий. В связи с этим предложен ряд классификаций систем природопользования, которые созданы с учетом:

1) господствующей отрасли хозяйственной деятельности;

2) особенностей территориальной структуры систем природопользования;

3) иерархического уровня территориальной структуры;

4) степени адаптивности или деструктивности систем природопользования по отношению к естественной среде (Г. Г. Рунова и др., 1993 г.).

По особенностям территориальной структуры, обусловленной характером связи хозяйственной деятельности с природой, можно выделить следующие основные группы систем природопользования (по А. Г. Емельянову,  2004 г.):

1)  фоновые системы, территориально широко использующие природу как продуктивные угодья (сельскохозяйственные, мелиоративные, рекреационные и др.), тесно связанные с зональными свойствами природной среды и нуждающиеся в сохранении и развитии необходимых им воспроизводящих свойств естественных ландшафтов;

2)  крупноочаговые системы, образующие ареальные, узловые или групповые типы отраслей природопользования, добывающих, использующих и перерабатывающих природный материал (горная добыча, металлургия, энергетика и др.). В тех ландшафтах, где они размещаются, кроме запасов добываемого сырья, важное значение имеют рельеф и грунты, т. е. ландшафт для них – это место функционирования крупных инженерных сооружений и размещения массовых отходов производства;

3)  очаговые системы природопользования. Связаны с размещением населенных пунктов и используют переработанный материал природы для производства так называемой конечной продукции. При этом, как правило, предъявляются менее жесткие требования к природе как к месту размещения производства, но возникают проблемы с переработкой отходов;

4)  дисперсные системы – системы, для которых определенное сочетание природных свойств ландшафта – главное условие их размещения в данном месте, включают некоторые виды рекреации, заповедное дело, научные исследования природных объектов, особо тонкие и точные производства в ряде промышленных областей.

11. Водные ресурсы планеты

Гидросфера – одна из оболочек Земли, включающая огромный Мировой океан, проточные и стоячие водоемы, грунтовые воды. Круговорот воды находится в постоянном движении и объединяет все составляющие гидросферы, образуя замкнутую систему «океан – атмосфера – суша». Из общей поверхности планеты вода занимает около 71 %.

Объем воды Мирового океана составляет 1338 млн км3, что составляет 96,5 % всей воды на Земле. Среди остальных источников воды первое место занимают льды Арктики и Антарктики, составляющие 24 млн км3.

Количество воды в реках постоянно меняется и колеблется в зависимости от времени года. По гидрологическим подсчетам русла рек Земли при среднем уровне воды содержат примерно 2120 км3. За год реки выносят в океан более 45 тыс. км3 воды. По континентам водные ресурсы рек распределены неравномерно: в Европе и Азии находится только 39 % мировых речных запасов. Значение рек в истории человеческого общества велико: они служат путями сообщения, являются источником механической энергии, водоснабжения, используются для создания оросительных систем и др.

В озерных водоемах сосредоточено 176,4 тыс. км3 воды.

Атмосфера содержит 12 900 км3 воды в виде водяного пара.

Пресные воды планеты занимают 28 млн км3, из которых только 4,2 млн км3 доступны для хозяйственного использования, что составляет 0,3 % объема гидросферы.

Грунтовые воды составляют 14 % запасов пресных вод и их объем равен примерно 23,4 млн км3. Подземная вода образует водоносные горизонты, пласты и гидрогеологические бассейны. Такая вода чище речной и озерной, так как естественно защищена от проникновения загрязняющих веществ.

Объем ежегодно возобновляемых водных ресурсов может быть приравнен к суммарному годовому стоку рек в океан и составляет 45 тыс. км3 воды в год. Данным количеством воды человечество располагает для удовлетворения своих разнообразных нужд в воде. Речные воды наиболее пригодны для использования человеком, так как они легко доступны и могут ежегодно возобновляться.

Как известно, вода также входит в состав клеток и тканей любого животного и растительного организма, и ее приблизительный объем составляет 1120 км3.

Однако более 98 % всех водных ресурсов составляют воды с повышенной минерализацией, малопригодные для хозяйственной деятельности.

Мировой океан мог бы стать практически неистощимым источником пресной воды, но для этого необходимо разрабатывать эффективные и надежные методы опреснения. Поэтому проблема рационального, комплексного использования пресных водных ресурсов и их охрана являются одной из важнейших научно-технических задач.

12. Природные и антропогенные ландшафты

Ландшафт – природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (верхние горизонты литосферы, рельеф, климат, воды, почвы, биота) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему (В. И. Коровкин, 2003 г.).

По происхождению выделяют два основных типа ландшафтов: природные и антропогенные.

Природные ландшафты образуются только под действием природных факторов. Выделяют следующие природные ландшафты:

1)  геохимические – участки, выделенные на основе единства состава и количества химических элементов, соединений. Временной промежуток их накопления в ландшафте или скорость его самоочищения служат показателями устойчивости ландшафта к антропогенному воздействию;

2)  элементарные – участки, сложенные определенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в одинаковых условиях залегания подземных вод, с одинаковыми растительными сообществами и одними типами почв;

3)  охраняемые – участки, на которых запрещены все или отдельные виды хозяйственной деятельности человека.

По мнению многих современных ученых, сейчас преобладают в основном антропогенные ландшафты.

Антропогенные ландшафты – бывшие природные ландшафты, измененные хозяйственной деятельностью человека. В антропогенных ландшафтах выделяют:

1)  агрокультурные, или сельскохозяйственные – большая часть растительности этих ландшафтов заменена посевами и посадками садовых и сельскохозяйственных культур;

2)  техногенные – структура их изменена техногенной деятельностью человека, в результате использования технических средств (например, вырубка лесов, загрязнение почв промышленными отходами и выбросами и др.); к техногенным ландшафтам относится также индустриальный, который образуется под влиянием крупных промышленных комплексов;

3)  городские – ландшафты современных городов, в которых элементы, внесенные в результате антропогенной деятельности преобладают над естественными (природными). Городские ландшафты часто называют урбанизированными ландшафтами, подчеркивая крайние формы их преобразований и признаки искусственности.

В городах преобладают камень, асфальт, бетон, уменьшается число природных элементов (деревьев, кустарников и пр.), и вследствие этого происходит ухудшение состава воздуха и здоровья людей. Поэтому при проектировании городов необходимо связать в единое целое рельеф местности, водные поверхности, скалистые территории, важно сохранить как можно больше природных участков, положительно влияющих на здоровье человека. Следует отметить, что архитектурно-ландшафтная оценка территории не должна ограничиваться лишь озеленением и обводнением, необходимо формировать ландшафт города в целом.

13. Биосфера. Структура и границы биосферы

Биосфера (от гр. bios — «жизнь», spharia – «шар») – оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы и гидросферу. Понятие «биосфера» в науке появилось во второй половине XIX в. и в буквальном смысле означало учение о существовании живых организмов на Земле. Становление учения о биосфере связано с именами таких выдающихся естествоиспытателей, как Ж. Ламарк, А. Гумбольдт, В. В. Докучаев, К. А. Тимирязев, Н. И. Вавилов, В. Н. Сукачев, А. П. Виноградов и др.

Термин «биосфера» для обозначения области земной поверхности, населенной жизнью был впервые введен австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г.

Основоположником современных представлений о биосфере является советский академик В. И. Вернадский (1863–1945).

Биосфера – самая крупная (глобальная) экосистема Земли.

Границы биосферы охватывают полностью гидросферу (водную оболочку Земли) до глубины 12 км и нижний слой атмосферы высотой до 15 км. Нижняя граница биосферы в литосфере проходит, как считают, на глубине до 5 км. Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. По новейшим данным «поле существования жизни», ограничено в вертикальном пределе высотой около 6 км над уровнем моря, где сохраняются положительные температуры в атмосфере и могут жить хлорофиллоносные растения-продуценты (6,2 км в Гималаях).

Выше (в эоловой зоне), обитают лишь пауки и некоторые клещи, питающиеся зернами растительной пыльцы, спорами растений, микроорганизмами и другими органическими частицами, заносимыми ветром.

Выше эоловой зоны живые организмы могут попасть только случайно (микроорганизмы могут сохранять жизнь в виде спор). Нижний предел существования активной жизни традиционно ограничивают дном океана и изотермой 100 °C в литосфере, расположенными соответственно на отметках около 11 км и, по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове – около 6 км (фактически жизнь распространена в литосфере до глубины 3–4 км).

Максимальная толщина биосферы составляет 33–35 км, так как ее границы на материках не опускаются ниже 11 км и не поднимаются выше наибольших плотностей озонового экрана (22–24 км).

Теоретически пределы биосферы намного шире и определяются критическими температурами, при которых вода переходит в пар (при любом давлении) и происходит денатурация белков, а при данных условиях жизнь невозможна. Для биосферы важно:

1) присутствие живого вещества;

2) наличие значительного количества жидкой воды;

3) восприятие мощного потока энергии солнечных лучей;

4) присутствие поверхностей раздела между веществами, находящимися в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной.

14. Роль В. И. Вернадского в формировании современного понятия о биосфере

Современные представления о биосфере базируются на учении В. И. Вернадского (1863–1945). Однако его учение стало активно применяться только во второй половине прошлого века, так как именно в это время начала развиваться глобальная экология, в основе которой лежит понятие «биосфера».

По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает следующие вещества:

1)  живое (все живые организмы);

2)  биогенное (нефть, известняки и др.);

3)  косное (магматические горные породы);

4)  биокосное (образованное живыми организмами);

5)  радиоактивное;

6)  космическое (метеориты и др.);

7)  рассеянные атомы.

Все перечисленные типы веществ, несмотря на различия в происхождении, геологически связаны друг с другом.

Основные аспекты учения В. И. Вернадского:

1) «живое вещество» участвует в изменении облика планеты (так как именно живые организмы способны улавливать и преобразовывать солнечную энергию);

2) организованность биосферы проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды;

3) биосфера возникла и развивалась в результате длительной эволюции под действием биотических и абиотических факторов.

Кратко идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы можно представить так:

1) первой сформировалась литосфера, а после появления жизни на суше образовалась биосфера;

2) на протяжении всей геологической истории Земли отсутствуют геологические эпохи, лишенные жизни. Поэтому современное живое вещество генетически связано с живым веществом предыдущих геологических эпох;

3) живые организмы осуществляют миграцию химических элементов из литосферы в гидросферу и почву, обмен элементами между гидросферой, почвой и атмосферой, между сушей и морем, круговорот воды, углерода и других веществ, входящих в состав живого вещества;

4) геологический эффект деятельности живых организмов обусловлен огромным их количеством и длительностью их действия;

5) основным фактором развития биосферы является биохимическая энергия живого вещества.

В. И. Вернадский ввел представление о ноосфере (сфере разумной жизни) как о новой оболочке Земли, так как именно с появлением человека биосфера приобрела новое качество. Деятельность человека является мощным экологическим фактором. Распашка огромных территорий, вырубка лесов, добыча полезных ископаемых, строительство водохранилищ и т. п. все это существенно сказывается на климате, рельефе местности, составе атмосферы и др.

На учении о биосфере В. И. Вернадского основываются современные представления о взаимосвязи и взаимодействии живой и неживой природы, а также способы рационального природопользования и охраны окружающей среды.

15. Функциональная целостность биосферы

Целостность любой сложной системы – общая характеристика данной системы или объекта.

Закон целостности биосферы можно сформулировать так: биогенный ток атомов между компонентами биосферы связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечет за собой сопряженное изменение всех остальных. Следовательно, целостность биосферы обусловлена непрерывным обменом вещества и энергии между ее составными частями.

Представление о целостности обусловлено глубиной предшествующих познаний об объекте. Так, с экологических позиций представления о целостности организма как индивидуума с большей полнотой можно говорить, рассматривая его на популяционном уровне, а наиболее целостные представления об экологических особенностях популяций можно выявить только на основе их взаимоотношений в биоценозе. Если рассматривать данную цепочку дальше, то окажется, что нельзя получить достаточно целостную картину взаимоотношений сообществ, если не изучать биоценоз в одной системе с биотопом, т. е. мы получим систему с еще большей экологической информацией – биогеоценозу. (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский , 2003 г.).

Так как природные экологические системы и ландшафты в целом представляют собой единое энергетическое поле, то целостность биосферы является и целостностью ландшафтной оболочки Земли, и наоборот. Изменения в общей энергетике экосистемы или ландшафта приводят к сопряженным изменениям всех составляющих биосферы в виде цепной реакции (например, изменение температуры или количества осадков).

В качестве примера действия закона целостности биосферы могут служить процессы экологических систем пустыни Атакама. Эта пустыня находится на западном побережье Южной Америки и ее пустынность вызвана холодным Перуанским течением. Известно, что холодные океанские воды богаты зоопланктоном, фитопланктоном и содержат огромное количество рыбы. Но когда от экватора начинает распространяться теплое течение, а это происходит каждые 8—12 лет, экосистема резко меняется: рыбы становится очень мало, что влечет массовую гибель морских видов птиц, питающихся рыбой, а также гибель морских животных (например, морских котиков). Период распространения теплого экваториального течения является еще и периодом тропических ливней, вызывающих наводнения и способствующих размножению и распространению эфемерных растений и многочисленных насекомых. Такое состояние экосистемы продолжается обычно 3–5 месяцев, затем теплое течение уходит к экватору и на его смену приходит холодное Перуанское течение, которое возвращает данную экологическую систему в исходное состояние.

16. Почва. Ее состав, свойства и факторы образования

Одной из составляющих биосферы является литосфера, которая, в свою очередь, подразделяется на почву, горные породы, их массивы и недра.

Почва представляет собой особое природное образование, которое обладает свойствами, присущими живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного изменения поверхностных слоев литосферы при совместном взаимодействии гидросферы, атмосферы и организмов.

Представления о почве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились только в конце XIX в.

Основоположником современного научного почвоведения является В. В. Докучаев. Он разработал новые методы исследования и картографии почв, предложил первую научную генетическую классификацию почв.

Выделяют следующие почвенные горизонты:

1) горизонтА– верхний (темный слой, содержит гумус);

2) горизонт А2 – элювиальный (пепельный или светло-серый);

3) горизонт В – иллювиальный (бурый);

4) горизонт С – материнская порода, измененная процессами почвообразования;

5) горизонт Д – исходная порода.

Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой (почвенный раствор) и газообразной (почвенный воздух) фаз.

Основным свойством почвы является плодородие. Плодородие естественных почв определяется факторами почвообразования и оценивается продуктивностью растительности.

Образование почв зависит от следующих факторов:

1)  субстрата, или почвообразующих пород; от характеристики субстрата зависят физические свойства почвы (химический и минералогический состав, водный и тепловой режим, тип почвы и др.);

2)  растений, основных производителей первичных органических веществ; поглощая углекислый газ из атмосферы, воду и минеральные вещества из почвы и используя световую энергию, они образуют органические соединения, доступные для питания животных;

3)  животных организмов, преобразующих органические вещества в почву (например, земляные черви питаются мертвыми органическими веществами, оказывают влияние на состав и мощность гумуса, структуру почв);

4)  микроорганизмов (бактерии и вирусы, одноклеточные водоросли и низшие грибы, которые способны разлагать сложные минеральные и органические вещества на простые и доступные для микроорганизмов и высших растений; почвенные микроорганизмы участвуют в разложении токсических продуктов обмена высших растений, животных и собственно микроорганизмов);

5)  климата (влияет на водный и тепловой режим почв, а следовательно, и на биологические, физические и химические процессы почвы);

6)  рельефа (участвует в процессах распределения тепла и воды на поверхности Земли).

17. Человек как биологический вид. Его экологическая ниша

Человек – один из видов животного царства со сложной социальной организацией и трудовой деятельностью, в значительной мере «снимающими» (делающими малозаметными) биологические, в том числе этологические (первично поведенческие) свойства организма (Н. Ф. Реймерс, 1990 г.).

Человек является составной частью живого и не может существовать в естественных условиях вне биосферы.

В процессе эволюции на Земле существовали несколько видов гоминид, из которых сохранился только один вид – человек разумный (Homo sapiens). Отсюда можно сделать вывод, что человек, как и любой биологический вид, преходящ и не является конечным результатом эволюции.

Как любой вид, человек зависит от окружающей среды и воздействует на нее. Однако в отличие от животных человек обладает интеллектом, который помог решить проблему нехватки пищевых ресурсов (один из основных лимитирующих факторов) путем развития сельского хозяйства (скотоводства и земледелия). Человек создал собственную экосистему – урбо-систему.

Способность человека мыслить и создание им орудий труда позволили временно преодолеть действие абиотических и биотических факторов. Однако, несмотря на это, человек так и остается зависимым от климатических явлений, таких как холод, жара, дождь, засуха, землетрясения и многие другие.

Генетическая программа, созданная в процессе становления вида человека, определяет его как биологический вид. На наследственность человека влияют такие же генетические процессы, как и на наследственность всех животных: мутации, миграция и дрейф генов, естественный отбор.

Известно, что движущей силой эволюции является естественный отбор, влияние которого человеку удалось снизить благодаря созданию урбосистем, социальным преобразованиям и развитию медицины. Но человек даже в городской среде не изолирован от природы. Например, отмечено формирование зональных адаптационных типов человека: арктического, умеренного, континентального, высокогорного, пустынного, тропического. Таким образом, человек занял широчайшую экологическую нишу в отличие от животных.

В городской среде к основным экологическим факторам добавляются десинхроноз, электромагнитные поля, транспортная усталость, симбиотическая бактериально-вирусная флора и др.

Популяция человека обладает такими же свойствами, что и популяции животных, однако форма и характер их проявлений отличаются в результате действия искусственной среды, социально-экономических условий и прочего, т. е. социума. Рост популяции человека ограничен природными ресурсами, условиями жизни, социально-экономическими и генетическими процессами.

18. Антропогенное загрязнение атмосферы и его экологические последствия

Можно выделить следующие основные источники загрязнения атмосферы человеком.

1.  Тепловые и атомные электростанции.

В результате сжигания жидкого и твердого топлива в атмосферу выделяется дым, в котором содержатся оксиды углерода, серы, азота и прочее (например, ТЭС мощностью 2,4 млн кВт расходует в сутки около 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу 680 т диоксида и триоксида серы, 140 т золы и пыли, 200 т оксидов азота. АЭС загрязняют воздух радиоактивным йодом, радиоактивными инертными газами и аэрозолями).

2.  Черная и цветная металлургия. Например, при выплавке 1 т стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых веществ, 0,03 т оксидов серы и примерно 0,05 т оксида углерода, а также свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др.

3.  Химическое производство. Выбросы данной отрасли по объему не очень велики, однако вследствие высокой токсичности и концентрированности опасны для человека, животных и растительных организмов. Химические производства выделяют в атмосферу соединения фтора и хлора, оксиды серы, аммиак, нитрозные газы, сероводород и пр.

4.  Выбросы автотранспорта. В настоящее время насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают большое количество нефтепродуктов и выделяют такие токсичные соединения как бензапирен, альдегиды, оксиды азота, углерода и свинца.

Физиологическое воздействие на организм человека загрязнителей, или поллютантов,

грозит серьезными последствиями (например, при соединении диоксида серы с водяными парами воздуха образуется серная кислота, разрушающая легочную ткань человека и животных). Содержащая диоксид кремния пыль вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз, а оксиды азота, помимо разъедания слизистых оболочек глаз и легких, образуют ядовитые туманы. Оксид углерода, находящийся в атмосферном воздухе представляет опасность для людей, страдающих различными сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Антропогенные выбросы загрязняющих веществ наносят вред не только самому человеку, но и животным, растениям и экосистемам в целом. При выбросах токсичных веществ высокой концентрации наблюдались массовые отравления диких животных, птиц и насекомых. Поражение животных происходит через органы дыхания и при поедании растений, содержащих вредные соединения. В растительные организмы ядовитые вещества попадают через устьица в ткани или из почвы в корневую систему.

Газообразные загрязняющие вещества могут по-разному влиять на растительность (например, окись углерода и этилен слабо повреждают листья и побеги, хлор, пары ртути, аммиак полностью уничтожают растения). Но особенно опасным для растений является диоксид серы, от которого погибают многие деревья.

19. Понятие «экосистема». Структура экосистемы

«Любая единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляет собой экологическую систему, или экосистему» (Ю. Одум, 1986 г.).

В связи с тем что к экосистемам можно отнести биотические сообщества любого масштаба, выделяют:

1)  микроэкосистемы (например, ствол гниющего дерева);

2)  мезоэкосистемы (лес, озеро и др.);

3)  макроэкосистемы (океан).

Глобальной экологической системой является биосфера Земли.

Общая структура экосистем. Экосистемы состоят из биотического (живого) и абиотического (неживого) факторов. Совокупность живых организмов биотического фактора называется сообществом. Исследование экологических систем включает изучение и описание взаимосвязей между сообществом и абиотическими факторами. Биотический фактор представлен автотрофами (самостоятельно синтезируют необходимые им органические вещества) и гетеротрофами (нуждаются в источнике готового органического вещества) организмами, абиотический – включает в себя эдафические или почвенные, климатические, топографические и другие физические факторы, включая воздействие волн, морских течений, огня. Несмотря на то, что почву относят к абиотическим факторам, она все же является промежуточным звеном между биотическими и абиотическими факторами. В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (50–60 % от общего состава почвы), органическое вещество (до 10 %), воздух (от 15 до 25 %) и вода (25–35 %).

Главные климатические переменные экосистем – свет, температура, влажность, соленость и атмосфера (ветер, давление). Следует отметить, что климатические условия в каком-либо местообитании могут быть отличными от условий окружающей области, тогда их называют микроклиматом.

Основные топографические характеристики – высота, экспозиция и крутизна склона.

Трофическая структура экосистемы делится на следующие ярусы:

1) верхний или автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус, или «зеленый пояс», включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладают такие процессы, как фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений;

2) нижний или гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс» почвы и осадков, разлагающихся веществ, корней и т. п., в котором преобладают процессы использования, трансформации и разложения сложных соединений.

20. Экосистемы как хорологические единицы биосферы

В основе классификации природных систем биосферы лежит ландшафт, так как экосистемы являются частью географических ландшафтов, образующих географическую оболочку планеты. Экосистемы также образуют биогеосферу, или «биогеоценотический покров» (по В. Н. Сукачеву).

Биогеоценотический покров – ряд природных экосистем, представляющих собой хорологические ил и пространственные единицы биосферы, совпадающие своими границами с ландшафтными элементами географической оболочки Земли.

Ю. Одум при характеристике экологических систем как хорологических единиц биосферы использовал классификацию, базирующуюся на биомном подходе.

«Биом – крупная региональная и субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта» (Ю. Одум, 1986 г.). Биом имеет такой же состав, как и ландшафт, но главным его компонентом является биота – исторически сложившаяся совокупность флоры и фауны определенной территории. Однако термины «флора» и «фауна» применяются и в более широком смысле (например, флора микроорганизмов или фауна млекопитающих).

Термин «биота» используют при оценке взаимодействия всех живых организмов и окружающей их среды. Каждый наземный биом характеризуется определенной климатической растительностью (деревьями, кустарниками, травами и др.), с которой связаны определенные формы животных, пресноводные экосистемы подразделяются по подвижности воды и также характеризуются свойственными только им животными и водными растениями, морские биомы различаются по глубине, солености и температуре воды.

Классификация природных экосистем биосферы, по Ю. Одуму.

1.  Наземные биомы:

1) тундра: арктическая и альпийская;

2) бореальные хвойные леса;

3) листопадный лес умеренной зоны;

4) степень умеренной зоны;

5) тропические зоны и саванны;

6) чапарраль (районы с дождливой зимой и засушливым летом);

7) пустыня: травянистая и кустарниковая;

8) полувечнозеленый тропический лес (выраженный влажный и сухой сезоны);

9) вечнозеленый тропический дождевой лес.

2.  Пресноводные экосистемы:

1) лентические: озера и пруды (стоячие воды);

2) лотические: реки, ручьи и родники (текучие воды);

3) заболоченные угодья (участки с колеблющимся уровнем по сезонам и годам): болота и болотистые леса.

3. Морские экосистемы:

1) открытый океан;

2) воды континентального шельфа или прибрежные воды;

3) районы апвелл инга (процесс подъема холодных воде глубины океана, обогащенных биогенами и опускания верхних слоев воды в глубину под действием ветра) или плодородные районы с продуктивным рыболовством;

4) эстуарии или прибрежные проливы, бухты и др.

21. Составные компоненты экологических систем

Экологическая система, способная к самостоятельному функционированию, состоит из двух биологических компонентов: продуцентов и сапротрофов, между которыми может включаться цепь консументов.

Первичные продуценты – автотрофные организмы, переводящие неорганические элементы в форму органических соединений и таким образом способствуют их подъему на более высокий уровень. В основном это зеленые растения, некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и малочисленные виды бактерий. Растения преобразуют солнечную энергию (энергию света) путем фотосинтеза в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, участвующих в построении тканей.

Продукцию органического вещества также осуществляют и хемосинтезирующие бактерии, которые извлекают энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах продуцентами являются водоросли, представленные обычно одноклеточными организмами, входящие в состав фитопланктона поверхностных слоев океанов и озер.

В наземных экосистемах значительную часть первичной продукции образуют высокоорганизованные формы – голосеменные и покрытосеменные, формирующие леса и луга.

Консументы, или потребители, – гетеротрофные организмы, питающиеся непосредственно или посредством других организмов органическим веществом, синтезированным первичными продуцентами, т. е. первичные консументы питаются первичными продуцентами, (например, травоядные животные). На суше к травоядным относятся многие насекомые, птицы, рептилии и млекопитающие. Важные группы травоядных млекопитающих – грызуны и копытные или пастбищные животные – лошади, крупный рогатый скот, овцы.

В пресноводных и морских экосистемах травоядными организмами являются мелкие ракообразные и моллюски.

К первичным консументам относятся и паразиты растений (например, грибы, растения, животные).

Вторичные консументы питаются травоядными, и поэтому они являются плотоядными животными. Консументы третьего порядка – тоже плотоядные, так как питаются вторичными консументами. Вторичные и третичные консументы могут быть хищниками, падальщиками или паразитами.

Сапротрофы (редуценты или разрушители) – организмы, которые способны разлагать растительные и животные остатки до уровня исходных неорганических веществ.

К данной группе организмов относятся главным образом бактерии, грибы и почвенные животные. Сапротрофы тоже могут служить пищей другим организмам и играют роль вторичных продуцентов. Таким образом, один и тот же организм в зависимости от своего положения в пищевой цепи может быть вторичным продуцентом, консументом или сапротрофом.

22. Развитие экосистем: сукцессия

Сукцессия – последовательная смена биоценозов, преемственно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных факторов (в том числе и внутренних противоречий самих биоценозов) или воздействия человека (Н. Ф. Реймерс, 1990 г.).

Сукцессия происходит в определенный промежуток времени, в котором изменяются видовая структура сообщества, абиотическая среда существования до возникновения стабилизированной системы, называемой климаксом. В таком состоянии система находится тогда, когда в ней на единицу энергии приходится максимальная биомасса и максимальное количество симбиотических связей между организмами ( Ю.Одум , 1975 г.). Но это конечное состояние системы, до которого проходят несколько стадий развития.

Сукцессия возникает на свободном пространстве. Выделяют первичную и вторичную сукцессию в зависимости от первичного состояния субстрата.

Первичная сукцессия формируется на безжизненном субстрате, а вторичная сукцессия возникает при смене одного сообщества другим, более приспособленным данным абиотическим условиям.

Первичная сукцессия может сформироваться, например, на эоловых песках пустыни или на склоне скалы и т. п. Первыми на свободном пространстве начинают появляться растения, семена которых переносятся ветром, – анемохория. Например, в западную часть Северной

Америки постоянно заносятся ветром семена семейства орхидных из Индии, которые пролетают часть экватора. Классическим примером первичной сукцессии может служить зарастание еловым лесом новых северных территорий России. Ельник является последней стадией развития экосистемы или климаксным сообществом, обладающим устойчивостью. Но сначала здесь прорастают березняки, ольховники и осинники, под пологом которых растут ели. Со временем они перерастают лиственные деревья и полностью вытесняют их.

Длительность протекания первичной сукцессии – время от формирования субстрата до зрелого климаксного сообщества. Самый короткий срок существования климаксного сообщества:

1) рыхлые породы и влажный теплый климат – 150–200 лет;

2) в условиях умеренных широт – не менее 1000 лет.

Вторичная сукцессия возникает на месте ранее существовавших сообществ, которые были разрушены, но почва и некоторые организмы сохранились (пожар, наводнение, распашка земель). Обычно вторичные сукцессии связаны с деятельностью человека. В отличие от первичных вторичные сукцессии развиваются быстрее, так как субстрат уже сформирован и семена растений хранятся в нем длительное время. После уничтожения сообщества происходит его восстановление, зависящее от силы воздействия, а длительность восстановления – от степени воздействия.

23. Энергия экосистем. трофические уровни

Существование живых организмов на Земле возможно благодаря солнечной энергии, так как именно свет является единственным пищевым ресурсом, энергия которого, соединяясь с водой и углекислотой, запускает процесс фотосинтеза. Зеленые растения создают органическое вещество, питающее травоядных животных, которые служат пищей для плотоядных и т. д. Таким образом, световая энергия передается от растений всем живым организмам. При передаче энергии от одного организма к другому образуется трофическая (пищевая) цепь, начинающаяся савтотрофов и продуцентов и переходящая к гетеротрофам и консументам, и так несколько раз с одного места цепи на другое. Место каждого звена в пищевой цепи называется трофическим уровнем.

Первый трофический уровень представлен продуцентами, второй – растительноядными консументами. Третий трофический уровень состоит из плотоядных консументов, которые питаются растительноядными; четвертый – плотоядные консументы, питающиеся другими плотоядными и т. д. Но есть виды, которые могут питаться и растительной пищей, и мясом (например, человек), поэтому они могут занимать в трофической цепи любой уровень.

Значительная часть гетеротрофов (сапрофиты исапрофаги) используют энергию детрита, поэтому различают два вида трофических цепей:

1)  пастбищные (выедание) цепи, начинающиеся с поедания зеленых растений;

2)  детритные (разложение) цепи, которые начинаются с поедания отмерших растительных и животных остатков.

Поглощаемая пища усваивается не полностью. Организм тратит энергию на метаболические процессы (например, дыхание), образование тканей, запас питательных веществ, а остальная часть пищи выделяется в виде экскрементов. Значительная часть энергии в организме рассеивается в виде тепла при химических реакциях.

А. Линдеманн в 1947 г. предложил закон 10 % – на последующий трофический уровень переходит лишь 10 % энергии от содержания ее в предыдущих уровнях. При тщательном изучении этого вопроса было установлено, что переходит не 10 %, а от 5 до 20 % энергии.

Эффективность пищевой цепи, или экологическая эффективность сообщества, относительное количество энергии, передающееся от одного трофического уровня к следующему.

Количественное соотношение организмов, массу, содержание энергии на каждом трофическом уровне можно представить в виде пирамиды чисел, биомассы и энергии.

Пирамиды чисел – соотношение числа особей на каждом трофическом уровне.

В пирамидах биомассы учитывается биомасса особей (а не их количество).

Пирамиды энергии дают динамику скорости прохождения массы пищи через трофическую цепь и всегда имеют правильную форму.

24. Антропогенные воздействия на гидросферу и их последствия

Загрязнение водных ресурсов происходит в результате поступления в них вредных веществ и проявляется в изменении органолептических (запаха, вкуса, прозрачности и др.) и физических свойств воды, содержании хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и прочего, недостаточном количестве кислорода.

Различают следующие основные водные загрязнители:

1)  химические, (нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, пестициды, диоксины, тяжелые металлы и др.);

2)  физические, (тепло, радиоактивные вещества и др.);

3) биологические, (различные вирусы и болезнетворные бактерии, дрожжевые грибки и др.). Основные виды загрязнения водных ресурсов:

1)  химическое – самое распространенное загрязнение; выделяют органическое (пестициды, фенолы и др.), неорганическое (кислоты, соли), нетоксичное и токсичное (соединения ртути, мышьяка и др.) химическое загрязнение;

2)  механическое, (внесение в воду механических примесей, например ила, пескаидр.);

3) радиоактивное, (радиоактивные вещества – уран, радий, цезий и др.);

4)  бактериальное, (попадание в воды вирусов, микроскопических грибков и др.);

5)  тепловое, происходит при повышении температуры воды в результате смешивания с техническими водами; это приводит к изменению химического и газового состава воды. Основными источниками загрязнения

водных ресурсов являются сбросы неочищенных сточных вод (коммунально-бытовых, промышленных и др.), смывы ядохимикатов атмосферными осадками (фосфора, пестицидов и др.), утечки нефти и нефтепродуктов, газопылевые выбросы (пыли, аэрозолей и др.).

Кроме поверхностных вод, в результате антропогенного влияния загрязняются и грунтовые воды.

При загрязнении пресноводных экосистем биогенными веществами наблюдается процесс эвтрофикации – усиленное размножение сине-зеленых водорослей, приводящее к резкому возрастанию фитопланктона и уменьшению разнообразия видов.

Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в нарушении устойчивости экосистем, появлении «красных приливов», снижении биопродуктивности, эвтрофикации, мутагенезе и канцерогенезе морских организмов, биологическом загрязнении и накоплении химических токсикантов.

Неблагоприятные последствия для здоровья человека проявляются при использовании загрязненной воды или при контакте с ней. Например, опасность возникновения тяжелых заболеваний (брюшного тифа, холеры и др.).

Еще одним последствием деятельности человека является истощение водных ресурсов. При длительном и интенсивном водозаборе могут происходить оседание и деформация земной поверхности, что приводит к затоплению пониженных участков.

25. Продуцирование и разложение в природе

Фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы образуют органические вещества (или продукцию) в количестве 100 млрдт в год и такое же количество органических веществ должно превращаться в процессе дыхания растений в воду и углекислоту.

Но этот баланс неточен, так как в прошлые геологические эпохи создавалось избыточное количество органического вещества, что проявилось в накоплении осадочных пород (угля).

Причиной образования избытка органического вещества является сдвиг баланса в соотношении O2/ СO2 в сторону углекислого газа, в результате чего часть продуцированного вещества не разлагалась и не тратилась на дыхание, а окаменевала и сохранялась в виде осадков. Примерно 100 млн лет назад баланс сдвинулся в сторону повышения содержания кислорода, что сделало возможным существование многоклеточных организмов и их эволюцию.

Дыхание – это процесс окисления, который еще в древности справедливо сравнивали с горением. Благодаря дыханию как бы сгорает накопленное при фотосинтезе органическое вещество.

Значит, дыхание – процесс гетеротрофный, приблизительно уравновешивающий автотрофное накопление органического вещества. Различают аэробное, анаэробное дыхание и брожение.

Аэробное дыхание – процесс, обратный фотосинтезу, где окислитель (газообразный кислород) присоединяет водород.

Анаэробное дыхание происходит обычно в бескислородной среде, и в качестве окислителя служат другие неорганические вещества, например сера. И, наконец, брожение – такой анаэробный процесс, где окислителем становится само органическое вещество.

Посредством процесса аэробного дыхания организмы получают энергию для поддержания жизнедеятельности и построения клеток. Бескислородное дыхание – это основа жизнедеятельности сапрофагов (бактерий, дрожжей, плесневых грибов, простейших) (В. И. Коробкин, Л. В. Передельский, 2003 г.).

Если детрит (частицы мертвого органического вещества) поступает в почву в значительных количествах, то грибы, бактерии и простейшие тратят кислород на его разложение, которое замедляется, но не останавливается в результате деятельности организмов с анаэробным дыханием.

Можно утверждать, что на биосферном уровне происходит отставание гетеротрофного разложения от продуцирования во времени.

«Отставание гетеротрофной утилизации продуктов автотрофного метаболизма есть, следовательно, одно из важнейших свойств экосистемы» С. Ю. Одум, 1975 г.).

Процесс разложения детрита путем механического измельчения, биологического воздействия и образование из него гумуса (гумификации) под действием сапрофагов происходит относительно быстро. Но минерализация гумуса– медленный процесс, именно он и обусловливает запаздывание разложения по сравнению с продуцированием.

26. Фотосинтез

При фотосинтезе происходит поглощение световой энергии и ее преобразование в энергию химических соединений. Этот процесс состоит из фотохимических (или световых) реакций, ферментативных (или темновых) реакций и процессов диффузии, в результате которых осуществляется обмен углекислым газом и кислородом между хлоропластами и атмосферным воздухом.

Для протекания фотосинтеза необходима вода и углекислый газ.

Наземные растения поглощают воду корнями из почвы, водные, получают ее из окружающей среды путем диффузии. Углекислый газ попадает в растение через устьица, находящиеся на поверхности листьев.

Как только хлоропласты улавливают фотосинтетически активную радиацию, начинается фотосинтез. В световых реакциях участвуют две пигментные системы – фотосистема I и фотосистема II. Первая фотосистема содержит в основном хлорофилл а; реакционный центр – комплекс хлорофилла а с белком, который имеет максимум поглощения при 700 нм, поэтому данный комплекс называют «пигмент-700». Вторая фотосистема представлена хлорофиллом b, комплексом хлорофилла а и белка с максимумом поглощения 680 нм. В обеих фотосистемах имеются также дополнительные пигменты – каротиноиды, у водорослей – фикобилины.

После поглощения квантов света пигмент-700 отдает электроны, идущие на восстановление НАДФ+. Вторая фотосистема поднимает электроны, полученные при расщеплении воды, на более высокий энергетический уровень, и передает их пигменту-700. При таком нециклическом переносе электронов образуется АТФ. Таким образом, необходимые для темновых реакций АТФ и НАДФ × Н образуются во время световых реакций. Для обратного восстановления хлорофилла используются электроны, образующиеся при фотолизе воды или иного донора. В результате фотолиза воды при фотосинтезе высвобождается кислород, выделяющийся из растения в воздух. Далее при протекании темновых реакций ферменты, находящиеся в строме хлоропластов, конденсируют углекислый газ с рибулозодифосфатом до образования двух молекул фосфоглицериновой кислоты, которая, в свою очередь, становится альдегидом и после прохождения сложных ферментативных реакций в конечном итоге приводит к синтезу глюкозы.

Суммарный процесс фотосинтеза можно представить в виде уравнения:

Фотосинтез имеет огромное значение для существования всего живого на планете, так как именно этот процесс делает энергию и углерод доступными живым организмам, а также обеспечивает выделение в атмосферу кислорода, необходимого для всех аэробных форм жизни.

27. Хемосинтез

Хемосинтез – тип питания, характерный для некоторых микроорганизмов, которые создают органические вещества из неорганических за счет энергии, выделяющейся при окислении ими других неорганических веществ. Такие микроорганизмы называются хемосинтезирующими, или хемоавтотрофами. Энергия может выделяться при окислении водорода, серы, двухвалентного железа, сероводорода, аммиака и других неорганических веществ. Так, у железобактерии Leptothrix :

полное уравнение:

4FeCO3 + O2 + 6Н2O → 4Fe(OH)3 + 4СO2 + Энергия.

Бесцветные серобактерии Thiobacillus :

полное уравнение:

2S + 3O2 + 2Н2O → 2H2SO4 + Энергия.

Нитрифицирующие бактерии рода Nitrobacter окисляют нитриты до нитратов с высвобождением энергии:

полное уравнение:

2HNO2 + O2 → 2HNO3 + Энергия.

Другая бактерия Nitrosomonas окисляет аммиак до нитритов: полное уравнение:

2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2Н2O + Энергия.

Все представленные выше бактерии являются аэробными, так как акцептор электронов и водорода – кислород. 78 % азота содержится в атмосфере в недоступной форме, он становится доступным для живых организмов лишь в связанной форме (азотофиксация). Так как молекула данного элемента состоит из двух атомов, то для азот-фиксации требуется энергия для ее расщепления. У азотофиксаторов для этой цели служит специальный фермент – нитрогеназа, использующий энергию АТФ. Нитрогеназа содержит железо, молибден, сульфидные простетические группы, поэтому данные элементы необходимы биологическим системам для осуществления фиксации азота. Разделение атомов азота неферментативным путем возможно при огромной затрате энергии (например, в результате грозовых разрядов в почву с осадками поступает 7 кг азота на 1 га).

28. Биологическая продуктивность экосистем

Биологическая продуктивность экологической системы – скорость усвоения продуцентами солнечной энергии и образования органического вещества в процессе хемосинтеза и фотосинтеза.

Выделяют разные уровни продуцирования, на которых создается первичная и вторичная продукция.

Первичная продукция – масса органического вещества, созданная продуцентами в единицу времени на единицу площади.

Вторичная продукция – прирост за единицу времени массы консументов.

Первичная продукция подразделяется на валовую (в иностранной литературе брутто-продукция) и чистую (нетто-продукцию) продукцию.

«Валовая первичная продукция – это общая масса валового органического вещества, создаваемая растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание.

Растения расходуют на дыхание 40–70 % валовой продукции. Та часть валовой продукции, которая не израсходована на процесс дыхания и не съедена гетеротрофами, называется чистой первичной продукцией и представляет собой величину прироста растений, и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Вторичная продукция не делится уже на валовую и чистую, так как консументы и редуценты, т. е. все гетеротрофные организмы,

увеличивают свою массу за счет первичной продукции, т. е. используют ранее созданную продукцию» (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский, 2003 г.).

Вторичную продукцию рассчитывают для каждого трофического уровня отдельно, так как она образуется за счет энергии, которая поступает с предыдущего уровня.

Все живые компоненты экологической системы (продуценты, консументы, деструкторы) составляют общую биомассу сообщества в целом, или отдельно его частей, или различных групп организмов.

Биомассу можно выражать в энергетических единицах (в калориях, джоулях и др.), а также через сухой и сырой вес, что дает возможность выявления связи между величиной поступающей энергии и, например, средней биомассой.

Но на образование биомассы тратится не вся энергия, так как часть ее рассеивается. А вот энергия, которая используется для создания первичной продукции, может расходоваться в различных экологических системах по-разному. Если скорость изъятия энергии консументами меньше скорости прироста фитомассы, то это приводит к постепенному приросту биомассы продуцентов и, следовательно, к избытку мертвого органического вещества. Последнее является основной причиной зарастания мелких водоемов, чрезмерного образования торфа в болотах и т. п.

В климаксных сообществах (стабильных) в трофических цепях в основном тратится вся продукция, и биомасса остается постоянной.

29. строение земли

Земля имеет следующее внутреннее строение:

1) литосферу;

2) верхнюю мантию;

3) нижнюю мантию;

4) внешнее (жидкое) ядро;

5) внутреннее (твердое) ядро, состоящее из земной коры, астеносферы и 3–4 переходных слоев.

Астеносфера располагается ближе всего к поверхности под океанами (от 10–20 км до 80—200 км) и глубже (от 80 до 400 км) под континентами, причем залегание астеносферы глубже под более древними геологическими структурами. По современным представлениям астеносфера играет роль своеобразной смазки, по которой могут перемещаться вышележащие слои мантии и коры.

Над астеносферой находится литосфера, состоящая из земной коры и части верхней мантии.

Выше литосферы – гидросфера (прерывистая водная оболочка), состоящая из океанов, морей, озер, рек, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова и расположенная на поверхности Земли. Еще выше – атмосфера (газовая оболочка Земли), в ее нижней части и в гидросфере располагается биосфера. Между атмосферой и гидросферой все время осуществляется сбалансированный обмен теплом.

Состав атмосферы. Воздух вблизи земной поверхности состоит (без водяного пара) из 78 % по объему (76 % по массе) азота, 21 % по объему (23 % по массе) кислорода, и 1 % почти полностью представлен аргоном. Остальные составляющие сухого воздуха (гелий, неон, метан, водород, оксид азота, озон и др.) содержатся в ничтожных количествах.

В зависимости от изменения температуры в атмосфере выделяют несколько слоев. Тропосфера– нижний слой атмосферы (до 10 км высотой с постоянным падением температуры примерно на 0,6 °C на 100 м высоты). На верхней границе тропосферы выделяется слой постоянных температур – тропопаузу (1–2 км). Выше, до высот 50–55 км, располагается стратосфера, в которой наблюдается рост температур до верхней ее границы – стратопаузы, где температура почти такая же, как у поверхности Земли, что связано с поглощением солнечного излучения озоном.

На высоте 17–26 км – озоновый слой, задерживающий ультрафиолетовое излучение. Над стратопаузой до высоты в 80 км находится мезосфера, в которой температура снова понижается до– 100 °C, и заканчивается мезопаузой с давлением воздуха в 100 раз меньшим, чем у поверхности Земли. Выше мезопаузы располагается термосфера, в которой температура снова резко повышается до +1200–1500 °C на высотах в 250 км, а верхняя граница термосферы находится на уровне 800—1000 км, выше которого выделяется экзосфера или сфера ускользания газов.

Климат Земли определяется атмосферной циркуляцией, теплооборотом и влагооборотом, а также и астрономическими факторами.

30. Антропогенные воздействия на литосферу

Основными видами воздействия человека на почву являются водная и ветровая эрозии, вторичное засоление и заболачивание, загрязнение, опустынивание, отчуждение земель для промышленного строительства.

Разрушение верхних плодородных слоев почвы ветром (ветровая) или водой (водная) – эрозия почв. Выделяют также пастбищную, военную, промышленную, ирригационную и другие виды эрозии.

В процессе хозяйственной деятельности при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах развивается вторичное засоление почв.

Основные загрязнители почвы:

1) минеральные удобрения;

2) пестициды;

3) отходы производства;

4) газопылевые выбросы в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

Антропогенные воздействия на почву приводят к деградации земель (нарушению их саморегуляции и плодородия).

Одним из проявлений деградации является опустынивание (процесс необратимого изменения почвы, растительности, биопродуктивности, приводящий к превращению территории в пустыню).

Отчуждение земель – необратимое нарушение почвенного покрова при строительстве поселков, городов и др.

Воздействие человека на горные породы и их массивы проявляется при инженерно-хозяйственной деятельности и обусловлено сжатием, сдвигами, осушением, вибрациями и др.

Основные антропогенные воздействия на породу – динамические (взрывы) и статические (нагрузки от зданий) нагрузки, электрическое (искусственно создаваемое электрическое поле) и тепловое (повышение температуры горных пород, приводящее к их спеканию) воздействие.

В результате инженерно-хозяйственного освоения массивы горных пород также подвергаются воздействию человека, что приводит к следующим процессам:

1)  оползня – скольжению горных пород по склонам под действием своего веса и нагрузки (сейсмической или вибрационной);

2)  карсту – растворению горных пород (например, гипса, известняка) под действием воды и образованию подземных пустот, сопровождающимся провалом земной поверхности;

3)  подтоплению – повышению уровня грунтовых вод до критических величин, связанному с деятельностью человека. Антропогенное воздействие на недра (верхняя часть земной коры, в которой возможна добыча полезных ископаемых) заключается в извлечении и переработке огромного количества горных пород, выкачивании подземных вод, накоплении гор отходов.

Недра являются источником минерально-сырьевых ресурсов и огромных запасов энергии. Однако разработка недр, а также транспортировка минерального сырья и его переработка оказывают вредное воздействие на окружающую природную среду и ее качество.

31. Круговорот веществ в природе. Биогеохимические циклы

В природе существуют большой и малый круговороты веществ. Большой, или геологический, круговорот перераспределяет вещества между биосферой и более глубокими слоями Земли. Малый, или биогеохимический, круговорот веществ происходит только в биосфере; в результате него из неорганических соединений образуется живое вещество посредством фотосинтеза и при разложении осуществляется переход органического вещества в неорганические соединения.

В. И. Вернадский назвал круговорот отдельных веществ биогеохимическими циклами.

Суть цикла заключается в том, что химические элементы сначала попадают в организм, затем из него в абиотическую среду и через какой-то промежуток времени снова возвращаются в организм и т. д. Данные элементы называют биофильными. Биогеохимические циклы и общий круговорот обеспечивают в биосфере основные функции живого вещества (по В. И. Вернадскому):

1)  газовую (атмосферные и подземные газы имеют биогенное происхождение и являются продуктами разложения мертвой органики);

2)  концентрационную (способность организмов накапливать в телах многие химические элементы);

3)  окислительно-восстановительную (водные организмы регулируют кислородный режим и способствуют растворению или осаждению ряда металлов и неметаллов с переменной валентностью);

4)  биохимическую (размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества);

5)  биогеохимическую деятельность человека (использование человеком веществ земной коры для своих нужд).

В биогеохимических круговоротах различают резервный фонд (значительную массу движущихся веществ, которые не связаны с организмами) и обменный фонд (небольшой и активный, основанный на прямом обмене биогенным веществом между организмами и окружающей средой).

В биосфере выделяют газовый цикл с резервным фондом в атмосфере и гидросфере и осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.

Наиболее жизненно важными являются вещества, входящие в состав белковых молекул, – углерод, кислород, азот, фосфор и сера. Биогеохимические циклы углерода, кислорода и азота вследствие большого содержания в атмосфере обладают способностью к быстрой саморегуляции. Так, скорость полной замены диоксида углерода в атмосфере – около 300 лет. Главный резерв биологически связанного углерода– леса, содержащие до 500 млрд т данного элемента.

Скорость круговорота кислорода составляет 2 тыс. лет. Основным источником кислорода на нашей планете являются зеленые растения, производящие на суше 53 х 109 т и в океанах – 414 х 109 т кислорода ежегодно.

Круговорот фосфора и серы – осадочный биогеохимический цикл.

32. Взаимоотношения организма и среды

Совокупность абиотических и биотических условий жизни организма, называется средой его обитания. Свойства окружающей среды постоянно меняются, и любой организм для того, чтобы выжить, вынужден приспосабливаться к этим условиям. Адаптация влияет на строение и функции организмов и их органов и развивается под действием трех основных факторов – изменчивости, наследственности, естественного и искусственного отбора. Основные виды адаптации организмов к факторам внешней среды обусловлены наследственно, так как он и формировались в процессе эволюции и изменялись вместе с экологическими факторами.

Выделяют следующие основные среды обитания, освоенные живыми организмами:

1) водную;

2) наземно-воздушную;

3) почвенную;

4) собственно живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.

Определенные условия среды, оказывающие

специфическое воздействие на организм, – экологические факторы среды. Эти факторы подразделяют на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – совокупность факторов неорганической среды, оказывающие влияние на жизнь и распространение растений и животных. Абиотические факторы включают физические, химические (например, соленость воды) и эдафические факторы.

Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания (Ю. П. Хрусталев, 1996 г.). Организмы, образуя сообщества, вынуждены бороться за пищевые ресурсы и территорию. Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию. Внутривидовая конкуренция характеризуется в основном борьбой за территорию, а межвидовая более разнообразна.

Типы взаимодействий:

1 ) конкуренция – виды оказывают друг на друга негативное воздействие;

2)  мутуализм – облигатный симбиоз (виды не могут существовать друг без друга);

3)  протокооперация – факультативный симбиоз (виды могут существовать отдельно, но совместное существование приносит им обоим пользу, например, актинии и крабы);

4)  комменсализм – один вид извлекает пользу от сожительства, другой вид– нет, например, обитатели нор;

5)  нейтрализм – виды не оказывают друг на друга никакого влияния;

6)  аменсализм – один вид угнетает рост и размножение другого, например, сосуществование крупных и мелких растений;

7)  хищничество – поедание одного вида (жертва) другим видом (хищник);

8)  паразитизм – паразит тормозит рост и развитие хозяина.

Антропогенные факторы – факторы, возникающие в результате деятельности человека, например, уничтожение лесов, загрязнение и т. п.

33. Основные лимитирующие факторы. Экологическая валентность

Температура является важнейшим лимитирующим (ограничивающим) фактором. Для любого вида пределами толерантности служат максимальная и минимальная летальные температуры, за их пределами вид погибает от холода или жары.

Живые организмы могут жить при температуре от 0 до 50 °C за некоторым исключением. При оптимальных значениях температуры (оптимальный интервал) организмы чувствуют себя комфортно, размножаются, наблюдается рост численности популяции. В участках температурного предела жизни (пониженной жизнедеятельности) организмы угнетены.

При возрастании жары в пределах верхней границы стойкости и похолодании в пределах нижней границы стойкости организмы попадают в зону смерти и погибают.

Данный пример иллюстрирует общий закон биологической стойкости, который применим к важным лимитирующим факторам. Оптимальный интервал характеризует стойкость организмов (толерантность к этому фактору) или экологическую валентность.

В процессе адаптации по отношению к температуре появились пойкилотермные (температура тела меняется при изменении температуры окружающей среды, например, пресмыкающиеся, насекомые и др.) и гомойотермные (постоянная температура тела, независящая от температуры окружающей среды) животные.

Важными лимитирующими факторами, помимо температуры, являются свет и вода.

Большое значение для организмов имеет интенсивность освещения, в зависимости от нее все растения подразделяются на:

1)  светолюбивые, или гелиофиты;

2)  тенелюбивые, или сциофиты;

3) теневыносливые.

Вода – лимитирующий фактор для организмов, живущих в наземных и водных местообитаниях. Этот фактор в наземно-воздушной среде характеризуется величиной количества осадков, влажности, иссушающим действием воздуха, доступностью запаса воды.

Экологические группы растений в зависимости от влажности подразделяются на:

1)  гигрофиты – наземные растения, живут на очень влажных почвах и условиях повышенной влажности;

2)  мезофиты – могут переносить незначительную засуху;

3) ксерофиты – растения степей и пустынь, накапливающие влагу в мясистых листьях и стеблях – суккуленты (например, кактусы);

4)  склерофиты – растения, обладающие высокой всасывающей силой корней.

Экологические группы животных по отношению к воде:

1)  гигрофилы или влаголюбивые;

2)  мезофилы – промежуточная группа между влаго– и сухолюбивыми;

3) ксерофилы или сухолюбивые.

Водный баланс животные регулируют поведенческими, морфологическими и физиологическими способами.

34. Глобальные экологические проблемы

Неблагоприятная экологическая обстановка складывается не только во всех странах, но и достигает глобальных масштабов, так как, помимо отдельных территорий, наблюдается ухудшение состояния окружающей среды планеты в целом.

Основные глобальные экологические проблемы:

1)  глобальное потепление климата (чаще обозначаемое термином «парниковый эффект») выражающееся в постепенном повышении среднегодовой температуры начиная с конца прошлого века, и обусловленное накоплением в атмосфере «парниковых газов» (диоксида углерода, метана, озона и др.). Данные газы препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности планеты. Так, в результате сжигания большого количества ископаемого топлива (нефти, угля и др.) концентрация диоксида углерода в атмосфере постоянно возрастает. Согласно расчетам ученых к 2100 г. температура на Земле повысится на 2–4 °C, что приведет к катастрофе, так как в результате таяния полярных льдов произойдет затопление морских равнин более чем в 30 странах, заболачивание огромных территорий и др.;

2)  разрушение озонового слоя Земли – явление впервые было замечено в 1975 г., затем в 1985 г. над Антарктидой обнаружили пространство с пониженным содержанием озона, которое назвали озоновой дырой.

Ежегодные результаты измерений показывают уменьшение озонового слоя практически на всей планете (например, в России за последнее десятилетие концентрация озонового слоя снизилась приблизительно на 6 % зимой и на 3 % летом), а это значит, что происходит ослабление защитной функции атмосферы, ведь именно она предохраняет все живые организмы планеты от губительного ультрафиолетового излучения. В настоящее время в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги и наблюдается рост числа людей, заболевших раком кожи, а также возможно развитие заболеваний глаз, подавление иммунитета и другие тяжелые последствия.

По мнению многих экологов, если сохранятся сегодняшние темпы истощения озонового слоя в России, то к 2030 г. могут заболеть раком кожи 6 млн россиян. Следует обратить внимание и на то, что растения под влиянием интенсивного ультрафиолетового излучения постепенно теряют способность к фотосинтезу;

3) сокращение площади лесного покрова планеты, выполняющего атмосфероохранные, водозащитные и климаторегулирующие функции;

4)  опустынивание обширных территорий  в результате массовых лесных вырубок и потепления климата (общая площадь пустынь составляет 120 млн га);

5)  сокращение и обеднение генофонда

Земли, а также уменьшение биоразнообразия, обусловленные в основном сельскохозяйственной деятельностью человека.

35. Экология и здоровье человека

На здоровье человека оказывают влияние природно-экологические и социально-экологические факторы. К природно-экологическим факторам относят прежде всего патогенные воздействия природного характера. Особое место среди них занимают инфекционные болезни, отличающиеся природной очаговостью.

Природная очаговость – существование возбудителей заболеваний, их переносчиков и животных-хранителей в определенных природных условиях независимо от проживания человека. Человек может заразиться от диких животных (грызунов, насекомых, птиц и др.), проживая в данной местности постоянно или попав случайно.

Природные очаговые болезни связаны с конкретной территорией, типом ландшафта, климата. Поэтому, для борьбы с заболеваниями необходимо учитывать особенности местности. Так, при высокой заболеваемости малярией осушают близкорасположенные заболоченные территории, являющиеся оптимальным местообитанием малярийных комаров и т. п.

Впервые понятие природного очага в 1938 г. предложил Е. П. Павловский, который к природно-очаговым заболеваниям относил туляремию, клещевой энцефалит и др. Для борьбы с естественными факторами регуляции экосистем человек использовал природные ресурсы и создал искусственную среду для выживания, в которой также возникают различные заболевания, но связанные с другими факторами (гиподинамией).

Социальная среда сложно интегрируется с любой окружающей человека средой, и все факторы каждой из сред тесно взаимосвязаны между собой и испытывают объективные и субъективные стороны «качества среды жизни» (Н. Ф. Реймерс, 1994 г.).

Городская среда влияет на состояние здоровья современного человека. С медико-биологической точки зрения следствием влияния экологических факторов городской среды являются: акселерация (причина – достаточное, полноценное питание), нарушение биоритмов (продление светового дня за счет электроосвещения; профессии, связанные с бодрствованием в ночное время и т. п.), аллергизация (нарушение иммунной системы, связанное с появлением новых веществ – загрязнителей, с которыми она никогда ранее не сталкивалась в процессе эволюции), рост онкологических заболеваний (радиоактивное заражение, содержание канцерогенов в атмосферном воздухе), ожирение (переедание, гиподинамия), абиологические тенденции образа жизни (наркомания) и др.

Экология рассматривает здоровье как состояние биосистемы и его тесную связь с окружающей средой, где патологии являются приспособительными реакциями к условиям среды.

Таким образом, здоровый или больной организм – результат взаимодействий внутренних биосистем организма и внешних факторов окружающей среды. Изучением данных взаимодействий занимается профилактическая медицина.

36. Особые виды антропогенного воздействия на биосферу

Особые виды антропогенного воздействия на биосферу – загрязнение окружающей среды вредными отходами, шум, биологическое загрязнение, электромагнитные поля и излучения и некоторые другие.

Отходы подразделяют на бытовые (пластмасса, стекло, бумага, сточные воды) и промышленные (остатки сырья и материалов, производственные сточные воды, отработанные органические растворители и др.).

Опасные отходы – отходы, содержащие вещества, обладающие опасными свойствами (токсичностью, инфекционностью, взрывчатостью ит. д.) в опасных для здоровья людей и окружающей среды дозах. Большую угрозу для всех животных и растительных организмов представляют опасные отходы, содержащие химические вещества I и II класса токсичности – радиоактивные изотопы, пестициды и некоторые другие.

Радиоактивные отходы представляют собой жидкие, твердые и газообразные продукты ядерной энергетики, военной и других отраслей промышленности, содержащие радиоактивные изотопы в концентрациях, превышающих нормы.

Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании городского и промышленного мусора, в химической и электротехнической промышленности, при производстве хлора и пестицидов.

Шумовое загрязнение окружающей среды образуется в результате превышения естественного уровня звуковых колебаний. Во всех городах мира от действия шума страдает огромное количество людей. Основными источниками антропогенного шума являются транспорт (автомобильный, рельсовый, воздушный) и промышленные предприятия. Отрицательно шумовое воздействие и для животных. Так, шум приводит к снижению удоев у коров, потере ориентации у пчел и гибели их личинок, преждевременным родам у диких животных и т. п.

Биологическое загрязнение – внесение в природные экосистемы, не характерных для них видов организмов (бактерий и др.), негативно влияющих на существование естественных биотических сообществ или здоровье человека.

Источники биологического воздействия– сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые свалки, канализация, кладбища и др. Из них патогенные микробы попадают в почву и грунтовые воды.

Человек вносит значительные изменения в естественное магнитное поле Земли.

Основные источники электромагнитных полей – линии электропередач, радиотелевизионные и радиолокационные станции. Электромагнитные поля негативно воздействует на человека и на компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения.

В результате данного воздействия у человека отмечаются нарушения со стороны эндокринной системы, обмена веществ, центральной нервной системы и др.

37. Природные ресурсы и их классификация по происхождению и по видам хозяйственного использования

Природные ресурсы могут использоваться как непосредственные предметы потребления (вода для питья и др.), средства труда для общественного производства (земельные ресурсы и др.). предметы труда для производства изделий (минералы и др.), источники энергии (энергия ветра и др.), природные условия для восстановления здоровья человека и др.

Существуют две категории природно-ресурсных запасов по экономической и технической доступности:

1)  доступные (или реальные) – объем природного сырья, обнаруженного современными методами определения, экономически выгодные и доступные технически;

2)  потенциальные (или общие) – природные элементы, полезные для человека, высчитанные теоретическим путем, а также запасы, освоение которых невозможно в настоящее время по экономическим и техническим причинам (например, ледники Антарктиды являются потенциальным источником пресной воды в будущем и т. п.). Природные ресурсы по происхождению делятся на ресурсы природных компонентов и ресурсы природно-территориальных комплексов.

По принадлежности к компонентам природной среды выделяют следующие ресурсы:

1) климатические;

2) земельные;

3) минеральные;

4) водные;

5) почвенные;

6) животного мира.

Природно-территориальные комплексы по виду хозяйственного освоения делятся на сельскохозяйственные, горнопромышленные, водохозяйственные, лесохозяйственные, рекреационные и др.

Природные ресурсы по видам хозяйственной деятельности разделяются на ресурсы промышленного и сельскохозяйственного производства. Первые, в свою очередь, делятся на неэнергетические и энергетические ресурсы. Неэнергетические ресурсы – воды для промышленного водоснабжения, полезные ископаемые, леса – сырье для лесохимии и строительства, земли для размещения промышленных объектов и др. Энергетические ресурсы – гидроэнергоресурсы (энергия морских приливов и др.), горючие полезные ископаемые (нефть, уран, газ и др.), энергия ветра, источники биоконверсионной энергии (например, использование древесины в качестве топлива и др.), ядерное сырье и др.

Ресурсы сельскохозяйственного производства представлены элементами природы, участвующими в создании сельхозпродукции. К ним относят:

1) почвенно-земельные (почва – природный ресурс и средство производства в растениеводстве);

2) водные (для содержания скота и орошения в растениеводстве);

3) растительно-кормовые (биоценозы, являющиеся кормом для скота);

4) агроклиматические (ресурсы влаги и тепла для роста и развития сельскохозяйственных растительных культур и выпаса скота).

38. Классификация природных ресурсов по признаку исчерпаемости

Все природные ресурсы по исчерпаемости делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые. Для образования исчерпаемых ресурсов

в земной коре необходим длительный временной промежуток, поэтому объемы данных ресурсов значительно превышают объемы и скорость их естественного восполнения.

По интенсивности и скорости естественного образования исчерпаемые ресурсы подразделяют на невозобновляемые, относительно возобновляемые и полностью возобновляемые.

К невозобновляемым ресурсам относят практически все виды минеральных ресурсов и частично земельные ресурсы. Несмотря на то что процессы образования полезных ископаемых в недрах земной коры протекают постоянно, этот период формирования длится, как правило, десятки и даже сотни миллионов лет, поэтому минеральные ресурсы принято считать невозобновляемыми. В природе земельные ресурсы являются материальной основой жизнедеятельности человеческого общества.

Относительно возобновляемые ресурсы – такие ресурсы, которые могут восстанавливаться за определенные промежутки времени, но их возобновляемые объемы намного меньше объемов хозяйственного потребления. Поэтому данные виды ресурсов требуют особенно тщательного контроля со стороны человека. К относительно возобновляемым природным ресурсам относят продуктивные пахотно-пригодные почвы, леса с деревьями зрелого возраста и водные ресурсы на региональном и локальном уровнях. Продуктивные почвы занимают небольшие площади (не превышают 2,5 млрд га) и образуются очень медленно. Так, формирование 1 мм гумуса черноземных почв длится около 100 лет.

Леса с древостоями зрелого возраста пользуются спросом и быстро вырубаются, а для полного восстановления вырубленных лесов также требуется время (например, для хвойных деревьев почти 90 лет, для лиственных – 120 лет). Так как приросты в данных лесах невелики, нормы допустимых рубок должны быть ограничены, иначе при нарушении естественного восстановления запасов древесины не произойдет.

Ресурсы пресной воды на поверхности суши находятся неравномерно, и на довольно больших территориях наблюдается дефицит воды.

Возобновляемые ресурсы – ресурсы растительного и животного мира, которые способны относительно быстро восстанавливаться, и если рационально использовать запасы древесины, травостоя и промысел диких животных, то исчерпаемости данных ресурсов можно избежать.

Неисчерпаемые ресурсы – природные ресурсы с неистощимыми запасами, это прежде всего водные ресурсы, солнечная энергия, энергия морских приливов и волн, энергия ветра и недр Земли.

39. Экологическое значение пищевых ресурсов и их ограждение

Под пищевыми ресурсами понимаются сами организмы Так, автотрофные (фотосинтезирующие и хемосинтезирующие) организмы являются пищевыми ресурсами для гетеротрофных организмов, принимая участие в пищевых цепях.

Пищевая ценность растительных и животных организмов различна. Главное отличие растительной пищи состоит в том, что растительные клетки имеют стенки, состоящие из целлюлозы, лигнина и некоторых других веществ, являющихся грубыми волокнами, трудными для усвоения животными организмами (консументами).

Однако благодаря именно стенкам растительных клеток так высоко содержание углерода (потенциального источника энергии) в растениях. Энергия, заключенная в растительных организмах доступна для тех животных организмов, которые содержат специальные ферменты – целлюлазы, расщепляющие целлюлозу и лигнин.

Для переваривания растительной пищи травоядные животные тщательно ее пережевывают (например, жвачные животные), птицы перетирают растения в желудке. Плотоядные животные пищу не пережевывают, а в основном заглатывают целиком, так как мясо жертвы содержит все компоненты в готовом для усвоения виде.

Потребитель (хищник) должен найти, поймать, умертвить и съесть добычу, а для этого ему требуется много сил и энергии, так как любой организм в природе пытается оградить себя от потребления.

Средства защиты имеются как у растений, так и у животных, среди них выделяют физические, химические, морфологические и поведенческие.

К физическим (механическим) средствам защиты относят, например, колючки, шипы и другие образования у растений.

Химическая защита заключается в выработке растениями ядовитых веществ, предохраняющих их от поедания. Ядовитые вещества растений по своему действию могут быть токсикантами, нарушать процесс пищеварения или отпугивать насекомых и животных.

Многие насекомые, питающиеся растениями, специализируются на одном или нескольких их видах, к химической защите которых они адаптировались. Это важный шаг в коэволюции фитофагов и растений, основанный на возникновении устойчивости к химическим средствам защиты растений.

Для животных характерны морфологические виды защиты, например мимикрия, криптицизм и др. Они также используют механическую защиту – раковины моллюсков, иглы дикобраза и ежа и др.

Довольно разнообразна их поведенческая защита: прячутся в раковины, панцири, норы и прочее, притворяются мертвыми и др. Но самой распространенной поведенческой реакцией животных является бегство от хищника. Известны у животных и химические средства защиты (например, чернила головоногих моллюсков).

40. Биотические сообщества. видовая и пространственная структура биоценоза

Под биотическим сообществом понимается биоценоз – над организменная система, состоящая из трех компонентов: растительности, животных и микроорганизмов. В такой системе отдельные виды, популяции и группы видов могут заменяться соответственно другими без особого ущерба для содружества, а сама система существует за счет уравновешивания сил антагонизма между видами. Стабильность сообщества определяется количественной регуляцией численности одних видов другими, а его размеры зависят от внешних причин – от величины территории с однородными абиотическими свойствами, т. е. биотопа. Функционируя в непрерывном единстве, биоценоз и биотоп образуют биогеоценоз, или экосистему.

Границы биоценоза совпадают с границами биотопа и, следовательно, с границами экосистемы. Биотическое сообщество (биоценоз) – это более высокий уровень организации, чем популяция, которая является его составной частью (В. И. Коробкин, Л. В. Передельский, 2003 г.).

Различают видовую и пространственную структуры биоценозов.

Видовая структура биоценозов определяется количественным соотношением и видовым разнообразием, которые зависят от многочисленных факторов. Но основными лимитирующими факторами являются влажность, температура, недостаток пищевых ресурсов.

По этой причине биоценозы экосистем пустынь и высокогорий характеризуются низким видовым разнообразием, а тропические леса – биоценозы, заселенные многочисленными разнообразными видами растений и животных.

Видовое разнообразие – число видов в данном сообществе или регионе, т. е. имеет более конкретное содержание и является одной из важнейших как качественных, таки количественных характеристик устойчивости экосистемы (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский , 2003 г.).

В биоценозе виды формируют пространственную структуру, особенно в фитоценозе. Прежде всего прослеживается ярусное строение в лесах умеренной и тропической зон.

В широколиственных лесах выделяют следующие ярусы:

1) высокие деревья;

2) невысокие деревья;

3) подлесок кустарниковый;

4) высокие травы;

5) низкие травы;

6) очень низкие травы.

Благодаря ярусности растения максимально используют световой поток (например, светолюбивые растения произрастают в верхних ярусах, теневыносливые и тенелюбивые растения – в нижних).

Кроме ярусного строения, в пространственной структуре биоценоза отмечается мозаичность – изменение флоры и фауны по горизонтали. Площадная мозаичность зависит от изменений почвенных и ландшафтных условий, количественного соотношения видов, видового разнообразия.

41. Экологическая ниша. Принцип Гаузе

Экологическая ниша – местообитание вида в природе, которое включает его функциональную роль в биотическом сообществе, положение в пространстве и отношение к абиотическим условиям существования.

Экологическая ниша представляет собой не только физическое пространство, но и место вида в сообществе, определяемое его экологическими функциями.

Термин «экологическая ниша» был предложен в 1910 г . Дж. Джонсоном. Понятие «ниша вида» ввел О. Гриннелл в 1917 г.: «ниша вида, характеризуется комплексом условий (абиотическими факторами, пищей, укрытием и др.), которые имеются в месте обитания, где только и возможно обитание данного вида».

В природе два вида не могут сосуществовать, если они занимают одну и ту же экологическую нишу.

В 1957 г. Г. Е. Хатчинсон предложил модель экологической ниши в виде части многомерного пространства.

В природных экосистемах вид не всегда использует все пространство ниши, поэтому выделяются следующие типы экологических ниш (по Г. Е. Хатчинсону ):

1)  фундаментальная (или потенциальная) – гиперобъем, определяемый физиологическими и аутэкологическими особенностями вида и соответствующий условиям, в которых вид может нормально жить и размножаться;

2)  реализованная – экологическая ниша, соответствующая условиям, в которых вид существует в природе.

В реальных условиях реализованная экологическая ниша не равна фундаментальной экологической нише.

Большинство организмов не обитает в потенциальной нише, а в результате взаимодействия с другими видами занимает меньшую нишу (основные взаимодействия между видами конкуренция и хищничество). По Ю. Одуму ( 1986 г.), «конкуренция – отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же. Межвидовая конкуренция – любое взаимодействие между популяциями, которое вредно сказывается на их росте и выживании». Таким образом, конкуренция – борьба видов за экологические ниши.

Не существует двух различных видов, занимающих одинаковые экологические ниши, но есть близкородственные виды, часто настолько сходные, что им требуется по существу одна и та же ниша (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский, 2003 г.). В данном случае при частичном перекрывании ниш появляется жесткая конкуренция, в результате которой один вид, более приспособленный к существующим условиям, вытесняет другой. Экологическое разобщение близкородственных или сходных видов – принцип конкурентного исключения, доказанный экспериментально Г. Ф. Гаузе в 1934 г. (принцип Гаузе).

Уменьшение ресурсов (пространства, пищи и др.) приводит либо к взаимному приспособлению двух видов, либо к замещению популяции одного вида популяцией другого.

42. Агроэкосистемы и их основные особенности

Основной задачей создаваемых агроэкосистем является рациональное использование биологических ресурсов, вовлекающихся в сферу человеческой деятельности. Это прежде всего источники пищевых продуктов, лекарственных препаратов и технологического сырья, а также культивируемые человеком виды – объекты сельскохозяйственного производства (звероводство, рыбоводство, выращивание лесных культур и виды, используемые в промышленности).

Основные отличия сельскохозяйственных систем от природных экосистем (В. И. Коровкин, 2003 г.):

1) в них резко снижено разнообразие видов: снижение видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие животного населения биоценоза; видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным; культурные пастбища (с подсевом трав) по видовому разнообразию похожи на сельскохозяйственные поля;

2) виды растений и животных, культивируемых человеком, эволюционируют за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека;

3) агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной;

4) чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза, а частичное ее использование вредителями, потери при уборке, которые тоже могут попасть в естественные трофические цепи, всячески пресекаются человеком;

5) экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов – это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерские сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека. Таким образом, под влиянием человека происходит изменение состава, структуры и состояния естественных процессов и функций природных систем.

Влияние сельскохозяйственной деятельности человека на местный влагооборот проявляется изменением величин испарения и поверхностного стока.

К нарушению биологического круговорота привели антропогенные изменения биоценозов, замена естественных сообществ искусственными. Так, в результате изъятия фитомассы с сельскохозяйственных территорий из биогеохимического оборота удаляется значительное количество азота, фосфора, кальция и других химических элементов. Это приводит к истощению почвы, которое нельзя восполнить только внесением удобрений, так как 50 % их смывается с полей. Геохимический круговорот изменяется еще и тем, что в него вовлекаются новые соединения, не образующиеся в природе (например, пестициды).

43. Пестициды и их классификация

Пестициды (от лат. pestis — «разрушение, зараза», cido — «убивать») – общее название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для защиты растений и животных. Данная группа представлена различными химическими соединениями, которые способны уничтожать, прекращать развитие живых организмов – бактерий, вирусов, грибов, насекомых, грызунов и др. Однако пестициды губительно влияют не только на вредные, но и на полезные организмы, поэтому разрабатываются и создаются новые вещества избирательного действия. Пестициды подразделяются на группы в зависимости от объекта воздействия:

1)  инсектициды используются для уничтожения насекомых;

2)  гербициды – для уничтожения сорных растений;

3)  фунгициды – для борьбы с грибковыми заболеваниями растений;

4)  зооциды – для уничтожения различных грызунов;

5)  лимациды – для борьбы с моллюсками.

К пестицидам также относятся средства для удаления листьев – дефолианты, для высушивания листьев на корню – десиканты, для удаления лишних цветков и завязей – дефлоранты, средства для привлечения и уничтожения насекомых – аттрактинты, для отпугивания насекомых и грызунов – репелленты.

Наиболее широко применяются хлорорганические, фосфорорганические и ртутьорганические пестициды.

Хлорорганические пестициды – ДДТ, ГХЦГ, полихлорпинен, кельтан и другие. В 1970–1980 гг. применение ДДТ было запрещено, так как это химическое соединение очень трудно разрушается (выдерживает нагревание до 120 °C в течение 15 и почти не разрушается при кулинарной обработке) и обладает высокими кумулятивными свойствами, постепенно накапливается в почве, воде и пищевых продуктах.

Данные вещества способны накапливаться в тканях и жире животных, вызывать острые и хронические отравления с поражением печени, центральной нервной системы и других органов и систем.

Фосфорорганические (карбофос, фталофос, фасфамид и др.) наиболее широко применяются в сельском хозяйстве, так как, в отличие от хлорорганических пестицидов, практически не накапливаются в окружающей среде (разрушаются в течение месяца под действием солнечных лучей и воды). Данные соединения используются против вредителей зерновых и плодовых культур. В основе механизма их токсического действия лежит угнетение жизненно важных ферментов.

Ртутьорганические соединения (например, меркуран, фализан и др.) применяются для обработки посевного материала, а также для защиты сельскохозяйственных культур от грибковых заболеваний и вредителей. Эти препараты обладают кумуляцией и стойкостью.

При острых отравлениях данными соединениями наблюдаются расстройства сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и др.

44. Экологические последствия применения пестицидов

Возрастающее применение и производство пестицидов сопровождается их накоплением в первую очередь в почве. Степень накопления соединений в почве зависит от многих факторов (особенностей почвы, свойств яда и др.).

В детоксикации пестицидов участвуют окислительные, гидролитические и фотохимические процессы. В разложении пестицидов главная роль принадлежит почвенным микроорганизмам (например, актиномицеты и некоторые почвенные грибы и бактерии в качестве источника углерода используют гербицид – далапон). Но некоторые хлорорганические соединения достаточно стойки и сохраняются в почве без изменений в течение нескольких лет, в результате этого пестициды попадают сначала в растительные, а затем в животные организмы, включая человека.

Из почвы пестициды попадают в водоемы и реки путем смывания дождевыми и талыми водами с обработанных лесов и полей. Также водоемы загрязняются сточными водами предприятий, производящих пестициды, при внесении препаратов для уничтожения водорослей, моллюсков и др.

Распределение пестицидов в толще воды зависит от формы применения и физико-химических свойств препаратов. На скорость детоксикации пестицидов в воде влияет pH и температура воды, уровень общего загрязнения. В настоящее время пестициды находят практически во всех водоемах и реках Земли.

Воды загрязненных рек несут пестициды в моря и океаны.

Стойкие пестициды нарушают водные экосистемы. Некоторые водные животные могут накапливать пестициды в организме (например, креветки, моллюски, лососи, дельфины и др.). По результатам исследований содержание ДДТ в организмах морских рыб, например тунца и хека больше, чем в организмах речных.

Из мест интенсивной химизации сельского хозяйства пестициды поступают в атмосферу. В атмосферном воздухе населенных пунктов находили ДДТ, линдрин, карбофос и др.

Данные соединения адсорбируются твердыми частицами и разносятся на значительные расстояния воздушными потоками (в 1966 г. ДДТ был обнаружен в Антарктиде), в результате происходит вторичное загрязнение почвы, продовольственных посевов, водоемов и пастбищ.

Научные исследования свидетельствуют, что, помимо почвы, воды и атмосферы, пестицидами загрязнены продукты питания. Хлорорганические пестициды находят в продуктах растительного и животного происхождения, фосфорорганические – в основном в растительных организмах. Так, обнаружена зависимость концентрации ДДТ в молоке коров от содержания его в кормах. Пестициды обладают высокой биологической активностью и способны отрицательно влиять на организм человека. Поступая различными путями в организм человека, они могут вызывать отравления (острые и хронические).

45. Минеральные удобрения. применение и их влияние на экологию

Минеральные удобрения – неорганические соединения, в основном соли, содержащие необходимые для растений элементы питания. Выделяют азотные (аммиачные, аммонийные, нитратные, аммонийно-нитратные и амидные), фосфорные (водорастворимые – суперфосфаты, нерастворимые – шлаки, труднорастворимые – фосфоритная мука), калийные (сильвинит и др.), комплексные (нитрофоска и др.), известковые (жженая и гашеная известь и др.) и бактерийные (азотбактерин, фосфоробактерин и др.) удобрения.

По влиянию на реакцию почвенного раствора минеральные удобрения делятся на физиологически кислые, щелочные и нейтральные.

В результате роста объема производства и применения минеральных удобрений окружающая среда загрязняется фосфором, азотом и калием. Длительное использование физиологически кислых соединений (азотных) приводит к повышению кислотности почвы и нежелательному накоплению анионных (фтора, хлора) и катионных остатков. Только 50 % вносимых минеральных удобрений усваиваются растениями, а остальная часть со стоком попадает в реки и озера, создавая неблагоприятные условия для водных организмов. Вода с повышенным содержанием нитратов представляет опасность для здоровья животных и человека. Внесение минеральных удобрений в больших количествах может привести к накоплению нитратов в растениях, а содержание нитратов в растениях более 0,5 % вызывает отравления у животных. Для организма человека нитраты безопасны, но под действием некоторых видов кишечных бактерий они могут переходить в нитриты, обладающие токсичностью. Нитриты способны соединяться с гемоглобином крови и переводить его в метгемоглобин, препятствующий переносу кислорода по кровеносной системе.

Загрязнение окружающей среды фосфорными удобрениями невелико. Повышенное поступление фосфора в водоемы может вызвать обеднение его флоры и фауны.

При длительном применении фосфорных удобрений в большом количестве в почве накапливаются содержащиеся в них в небольших дозах тяжелые металлы (уран и др.). Помимо урана, в состав фосфорных удобрений входят фтор, торий, стронций и редкоземельные металлы. Поэтому применение фосфорных удобрений должно контролироваться.

Внесение повышенных доз калийных удобрений в почву приводит к нарушению массового соотношения калия и натрия к массе кальция и магния в пастбищных кормах и заболеванию скота.

Для профилактики негативного воздействия минеральных удобрений на организм человека и животных и предохранения природной среды от загрязнения необходимо строго соблюдать определенные правила (производства, транспортировки, хранения и применения).

46. Проблемы рационального использования сельскохозяйственных земель России

Россия – одно из самых больших по площади государств мира, общая площадь которого составляет 1710 млн га. Сельскохозяйственные угодья занимают 221,1 млн га, из которых только 125,3 млн га являются пашнями. Это обусловлено тем, что более половины территории страны находится в районах с ограниченными запасами тепла.

На каждого россиянина приходится около 0,8 га пашни, но данная величина с каждым годом уменьшается в результате отвода сельскохозяйственных земель для нужд транспорта, промышленности, строительства и др.

В настоящее время в нашей стране распаханы почти все земли, удобные для земледелия, однако возможности для расширения пахотных угодий пока еще есть. Освоение новых земель потребует значительных капиталовложений, поэтому необходимо рационально использовать и сохранять уже имеющиеся сельскохозяйственные угодья.

В России на больших площадях пашни интенсивны процессы дефляции и водной эрозии почв. Под действием водной эрозии смывается наиболее плодородный гумусовый горизонт почв, что вызывает снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Институт географии Российской академии наук провел детальное эрозионное районирование страны и разработал методы противоэрозионных мероприятий.

Многие поля России нуждаются во внесении минеральных удобрений (химической мелиорации почв). При использовании азотных, калийных и фосфорных удобрений на полях с подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами урожайность возрастает в 2,5 раза. В результате внесения азотных и фосфорных удобрений на серых лесных почвах, а также оподзоленных и выщелоченных черноземах урожайность увеличивается почти в 3 раза.

В целях повышения эффективности сельскохозяйственного производства во многих областях страны применяют орошение и осушение. На площадь орошаемых земель приходится около 6 млн га, а площадь осушенных составляет более 5 млн га. Основные орошаемые земли находятся в Ростовской области, Нижнем Поволжье, в Ставропольском и Краснодарском краях.

В осушении нуждаются земли нечерноземной зоны России.

Нечерноземной зоной является крупный сельскохозяйственный район, состоящий из 52 млн га сельскохозяйственных земель. Данная территория всегда отличалась низким уровнем сельскохозяйственного производства, для его подъема необходимы разнообразные виды мелиорации земель (внесение удобрений, известкование, снегозадержание и др.).

Природные условия России имеют зональный характер, поэтому мелиоративные мероприятия зависят от этой географической закономерности. Например, орошение, борьба с эрозией требуются в лесостепной и степной зоне, а осушение – в лесной зоне.

47. Значение лесов в природе и жизни человека. Антропогенные воздействия на растительные сообщества и их последствия

Лес является важной составляющей частью окружающей среды. Как экосистема лес выполняет различные функции и является незаменимым природным ресурсом.

Влияние лесов на окружающую природную среду проявляется в том, что леса:

1) основной поставщик кислорода на Земле;

2) снижают воздействие засухи, сдерживая подвижные пески;

3) влияют на водный режим и регулируют баланс воды;

4) смягчают климат;

5) поглощают часть атмосферных загрязнений;

6) защищают почвы от ветровой и водной эрозии, оползней и др.;

7) положительно влияют на психическое и физическое здоровье человека.

Одно из проявлений глобальных изменений на планете в результате деятельности человека (возникновение и развитие скотоводства и земледелия) – деградация лесов. Выделяют прямые и косвенные антропогенные воздействия . К первой группе относят сплошную вырубку лесов, уничтожение лесов и других растительных сообществ для создания хозяйственной инфраструктуры, лесные пожары и выжигание растительности, туризм. Загрязнение промышленными выбросами, содержащими различные токсиканты (оксиды углерода и азота, тяжелые металлы и др.), негативно влияет на важные

ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных и приводит к различным заболеваниям. Высокое содержание в воздухе диоксида серы ингибируют процессы фотосинтеза и дыхания растений, что вызывает их гибель.

К косвенному воздействию относят изменение условий обитания в результате загрязнения человеком атмосферного воздуха, водных ресурсов, почвы пестицидами и минеральными удобрениями, а также внесение человеком в растительные сообщества чуждых видов растений – интродуцентов.

Помимо лесов, человек оказывает отрицательные воздействия и на другие растительные сообщества путем выкашивания, выпаса скота, сбора ягод и лекарственных растений и др.

Антропогенное воздействие на биотические сообщества вызывает серьезные экологические последствия на биосферном и на популяционном уровнях. Так, на обезлесенных территориях возникают сели и оползни, глубокие овраги, ухудшается состав атмосферы, изменяется водный режим, исчезают многие виды растений и животных и др. В засушливых районах уничтожение древесно-кустарниковой растительности приводит к опустыниванию территорий.

На жизнедеятельность растений отрицательно влияют выхлопные газы автомобилей, которые содержат 60 % всех вредных веществ в воздухе. Так, под их воздействием у вяза и дуба уменьшаются хлоропласты, уменьшается число и размер листьев, продолжительность жизни.

В результате разрушения человеком природных сообществ многие виды растений или исчезли, или находятся под угрозой исчезновения.

48. Воздействие промышленности и транспорта на окружающую среду

Промышленность оказывает отрицательное воздействие на всю биосферу в целом, однако наиболее часто страдают от промышленной деятельности атмосфера и гидросфера. Большая часть загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу, участвует в химических реакциях. Так, при взаимодействии с водой, многие вещества образуют растворы кислот в атмосфере и выпадают в виде осадков, повышая кислотность почв и водоемов. Это приводит к снижению плодородия почв и деградации растительного покрова. В водоемах гибнут водная растительность, рыба, микроорганизмы. От кислотных осадков разрушаются здания, металлические конструкции и др.

В результате действия солнечных лучей на содержащиеся в воздухе газовые примеси (оксиды азота, сернокислого газа и др.) образуются твердые частицы, увеличивающие газовое загрязнение атмосферы. Промышленные газы вызывают у человека различные заболевания дыхательной системы, разрушают хлорофилл в растениях.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются пыль, оксиды серы и углерода. Большую часть соединений серы выбрасывают в атмосферу предприятия черной и цветной металлургии и тепловые станции.

Промышленные сбросы отходов в водоемы и реки вызывают качественное истощение гидроресурсов. Также растет загрязнение морских вод нефтепродуктами, химическими веществами, сточными водами городов, расположенных на берегах морей и океанов, что влечет гибель морских организмов.

Кроме промышленности, на окружающую среду негативно влияет и транспорт. Морской транспорт загрязняет моря отходами топлива, хозяйственными и бытовыми стоками. Часто происходят морские аварии, особенно аварии нефтеналивных судов, при которых большое количество нефтепродуктов попадает в море. Основные виды загрязнения океана – нефтяные пятна и комочки, дисперсная нефть. Результатом нефтяных аварий является гибель птиц, моллюсков, рыб.

Автомобильный транспорт способствует попаданию в атмосферу продуктов неполного сгорания топлива – смолы, оксиды углерода, соединения серы и азота. Автомобили планеты потребляют в 4 раза больше кислорода, чем требуется человечеству для дыхания.

Авиатранспорт. Воздушные лайнеры создают большие шумовые зоны.

Авиация способствует распространению инфекций и эпидемий. Участились случаи столкновений самолетов с птицами, в результате таких аварий гибнут и птицы, и люди. Лайнеры загрязняют верхние слои атмосферы выхлопными газами.

Железнодорожный транспорт. Локомотивы, работающие на дизельном топливе, выделяют в воздух отработанные газы. Посредством железнодорожного транспорта также перевозятся экологически опасные грузы (взрывчатые, химические, радиоактивные вещества).

49. Источники загрязнения биосферы радиоактивными веществами

В результате создания и испытания ядерного оружия происходит радиоактивное загрязнение обширныхтерриторий. В настоящее время производство атомных бомб и их испытание осуществляются в Азии, Северной Америке и Европе. В водах морей и океанов плавают подводные лодки с атомными реакторами, в воздух постоянно поднимаются самолеты с атомными бомбами, при аварии которых подвергаются радиоактивному загрязнению все компоненты биосферы.

Ядерный конфликт между странами чреват возникновением экологической катастрофы, так как общая мощность ядерного оружия мира превышает миллион бомб, равных по мощности сброшенной на Хиросиму.

С 1945 г. ведется интенсивное радиоактивное загрязнение биосферы (до 2000 г. в мире произведено около 2 тыс. испытательных взрывов), что привело к увеличению уровня естественного радиоактивного фона географической оболочки планеты. При ядерных взрывах образуются изотопы с коротким периодом полураспада и изотопы с длительным периодом полураспада (от нескольких десятилетий до нескольких тысяч лет). Первые (например, барий– 140) представляют наибольшую опасность, так как находятся вблизи места ядерного взрыва и дальше не распространяются. К изотопам с длительным периодом полураспада относится, например, углерод-14, период полураспада которого составляет более 5 тыс. лет. При накоплении его в растительных и животных организмах возникают генетические мутации, проявляющиеся через несколько поколений.

Основными источниками, поддерживающими естественный радиоактивный фон, являются космические лучи, радиоактивные элементы, содержащиеся в горных породах, радиоактивные газы почв.

Живые организмы защищены толщей воздуха от избыточного излучения космоса. Интенсивность космического излучения зависит от высоты над уровнем моря, напряженности электромагнитного поля Земли, поэтому она возрастает при увеличении высоты над уровнем моря и от экватора к полюсам.

В состав земной коры входят радиоактивные элементы (радий, уран, торий и др.), содержание которых максимально в кислых магматических породах. Их интенсивность меняется в зависимости от типа ландшафта – чем толще осадочные слои, лежащие над гранитами и базальтами, тем ниже естественный радиоактивный фон; водная толща океана защищает от ионизирующего излучения базальтов дна. На уровень радиоактивного фона также оказывает влияние снеговой покров.

В почвах содержание радиоактивных веществ определяется материнскими породами. При радиоактивном распаде тория и радия в почвах образуются радиоактивные газы.

Кроме внешнего облучения все организмы испытывают внутреннее облучение, обусловленное радиоактивными веществами, содержащимися в пище (например, калий-40).

50. Экстремальные виды воздействий на биосферу

Экстремальные воздействия на биосферу можно разделить на природные (стихийные бедствия) и антропогенные (аварии, войны и др.).

По происхождению стихийные бедствия подразделяются на эндогенные (связанные с внутренней энергией Земли) и экзогенные (обусловленные силой тяжести и энергией Солнца).

К ним относят:

1)  землетрясения, которые могут привести к катастрофическим экологическим последствиям;

2)  цунами, сейсмические явления, возникающие на дне океанов;

3) вулканические извержения.

Экзогенные стихийные бедствия:

1)  наводнения – временное затопление водой обширной части суши при подъеме уровня в реках, озерах и др.;

2)  тропические штормы – движение воздушных масс с огромной скоростью;

3) нетропические штормы – циклоны и ураганы, возникающие над океаном со скоростью ветра более 30 м/с;

4)  засуха – длительный период сухой погоды с незначительным количеством или полным отсутствием осадков.

К экзогенным также относят оползни, селевые потоки и обвалы.

Самое мощное разрушительное антропогенное воздействие на биосферу – войны, наносящие огромный урон популяции человека и экологическим системам. Так, вовремя Второй мировой войны погибло 55 млн человек, военным действиям подвержена территория площадью 3,3 млн км2. В 1991 г. в Персидском заливе было взорвано 1250 нефтяных скважин, в результате чего ежедневно сгорал 1 млн нефти, загрязняя атмосферу на сотни километров.

Преднамеренные антропогенные воздействия на окружающую природную среду в военных целях – называются экоцидом.

Наиболее опасным является оружие массового поражения – химическое, бактериологическое и ядерное.

Химическое оружие применяется для отравления человека и биоты различными отравляющими веществами (например, нервно-паралитического действия – зарин, зоман и др.). Эти вещества вызывают не только гибель людей, но и оказывают отрицательное воздействие на природные экосистемы, гибнут растения и позвоночные животные.

Бактериологическое – бактериальные средства (вирусы, бактерии и др.), а также токсины, вызывающие массовое поражение людей (например, такие заболевания как холера, чума и др.).

Ядерное оружие обладает большой мощностью и поражающим действием, определяющимся воздействиями на природную среду светового излучения, проникающей радиации, ударной волны, радиоактивного заражения.

Техногенная экологическая катастрофа– авария технического устройства (АЭС и др.), приводящая к негативным изменениям окружающей среды, гибели живых организмов, экономическому ущербу.

51. Город как новая среда обитания человека

Урбанистическая система – неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экологических систем (Н. Ф. Реймерс, 1990 г.).

Город состоит из следующих функциональных зон:

1)  промышленных зон – территорий с большим количеством промышленных объектов химической, металлургической, машиностроительной и других отраслей, являющихся основными источниками загрязнения окружающей среды;

2)  селитебных зон – территории сосредоточения административных зданий, домов, микрорайонов и т. п.;

3)  лесопарковых зон – территории зеленых насаждений вокруг города, рассчитанные для отдыха людей, развлечений и спорта.

Внутри города находятся городские парки – насаждения деревьев, кустарников и цветов, занимающие большие территории города и служащие для отдыха людей. Но в отличие от естественных лесных сообществ и лесопарков городские парки, а также скверы не являются саморегулируемыми системами.

Лесопарковую зону, городские парки и территории для отдыха людей называют рекреационными зонами.

Развитие процессов урбанизации приводит к усложнению городской инфраструктуры. Значительные участки занимают транспорт и транспортные сооружения (автодороги, гаражи, АЗС, СТО, железные дороги, аэродромы и др.). Транспортные системы проходят через все функциональные зоны города и влияют на городскую среду.

Городская среда, окружающая человека, – совокупность абиотической и социальной сред, взаимовлияющих на человека и его хозяйство. Урбосреду можно разделить на природную среду и измененную человеком природную среду (антропогенные ландшафты, переходящие в искусственную среду). В целом городская среда является частью техносферы, или биосферы, измененной деятельностью человека.

На территориях городов, в урбоэкологических системах выделяют группу систем, обусловливающих сложность взаимодействия зданий с окружающей средой и называемых природно-техническими системами (А. А. Трофимов, 1985 г.). Данные системы тесно связаны с антропогенными ландшафтами, их рельефом и геологическим строением.

Итак, урбосистемы представляют собой скопление людей, жилых и промышленных комплексов. Урбосистемы искусственно регулируются и поддерживаются человеком, и их существование зависит от энергии горючих ископаемых и атомно-энергетического сырья.

В среде урбосистем возникают проблемы утилизации и реутилизации добываемых природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, изоляции хозяйственной деятельности от природного обмена веществ и потока энергии в естественных экологических системах.

52. Экологические принципы рационального природопользования. Мониторинг

Основные принципы рационального природопользования:

1)  принцип системного подхода, всесторонне оценивающий влияние производства на среду и ее ответных реакций. Согласно этому принципу ни один природный ресурс не может сохраняться и использоваться независимо от других ресурсов. Так, например, внесение удобрений в почву влечет за собой загрязнение водных ресурсов;

2)  принцип оптимизации, заключающийся в принятии наиболее правильных решений в использовании природных ресурсов;

3)  принцип опережения, который заключается не в увеличении количества вовлекаемых и используемых природных ресурсов, а в более полном использовании этого же количества путем ресурсосбережения и разработки новых, более совершенных технологических процессов;

4)  принцип гармонизации, основанный на гармоничных отношениях природы и производства путем создания и использования природно-технических, эколого-экономических или геотехнических систем – комплекс какого-либо производства и взаимодействующих с ним компонентов окружающей среды. Такие системы обеспечивают высокие показатели производства и одновременно поддерживают благоприятную экологическую обстановку на своей территории. Здесь обязательно предусмотрено прогнозирование и предотвращение нежелательных и опасных ситуаций. Такая система имеет службу управления, которая должна своевременно выявлять возможные вредные воздействия и корректировать их. Обнаружение опасных ситуаций достигается постоянным сбором информации о состоянии природной среды посредством наблюдений за ее изменениями, вызываемыми деятельностью человека. Данные системы называются мониторингом, и именно они осуществляют контроль над загрязнением воздуха, воды, почвы, состоянием живых организмов, а на предприятиях – контроль над сбросами и пылегазовыми выбросами.

Выделяют следующие виды мониторинга:

1)  локальный мониторинг – наблюдение, проводимое в особо опасных зонах за изменением различных показателей состава природных ресурсов;

2)  региональный мониторинг – наблюдение за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов, изучение трофических связей и их нарушения, анализ показатели антропогенных воздействий на природную среду в данных регионах;

3)  глобальный мониторинг – слежение за общемировыми процессами в атмосфере, гидросфере, литосфере, флоре и фауне, т. е. в биосфере планеты, включая все экологические компоненты. Глобальный мониторинг окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организацией.

53. Способы защиты окружающей среды от отходов производства и потребления

В настоящее время экологической проблемой становится накопление опасных отходов. Рассмотрим способы защиты окружающей природной среды от твердых бытовых и промышленных отходов, а также от диоксинсодержащих и радиоактивных.

Основные методы переработки твердых бытовых отходов:

1) сжигание отходов на специальных мусоросжигательных заводах;

2) компостирование для получения азотных удобрений или биологического топлива (перспективный метод);

3) строительство полигонов для частичной переработки и захоронения отходов – наиболее приемлемый метод;

4) сортировка, утилизация и реутилизация полезных компонентов;

5) пиролиз (нагревание при температуре 1700 °C без доступа воздуха).

Утилизация практически всех компонентов, способствующая снижению загрязнения окружающей среды, но является очень трудоемким технологическим процессом. Основные методы ликвидации и переработки твердых промышленных отходов– захоронение на полигонах, сжигание, складирование в поверхностных хранилищах.

Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на полигонах, а для защиты почвы и грунтовых вод в отходы вносят вещества-отвердители (жидкое стекло, цемент и др.). Земельные участки для захоронения выбирают соответственно «Санитарным правилам о порядке накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов». Запрещается размещать полигоны в заболоченных местах, в зонах санитарной охраны курортов, в зонах оползней и снежных лавин, в зеленых зонах городов.

Сложной и нерешенной проблемой остается обезвреживание и захоронение диоксинсодержащих и радиоактивных отходов.

В России правовые основы обеспечения радиационной безопасности определены Федеральным законом от 03.01.1996 г. № 3-Ф3«О радиационной безопасности населения».

Разработанными методами утилизации радиоактивных отходов являются сжигание в керамических печах и перемещение продуктов переработки в хранилища-могильники, цементирование и др. Для утилизации жидких радиоактивных отходов используют отвердители (цемент, жидкое стекло, битум). В России действуют примерно 20 специальных комбинатов и пунктов захоронения радиоактивных отходов.

Для утилизации диоксиносодержащих отходов в России большую роль сыграло принятие в 1993 г. проекта первого этапа Федеральной программы «Защита окружающей природной среды и населения от диоксинов и диоксинподобных токсикантов». Сейчас в нашей стране утверждены нормы предельно допустимых концентраций для диоксинов, разработаны и запущены в производство технологии очистки воды от диоксинов с помощью сорбции на гранулированных активных углях.

54. Способы защиты окружающей природной среды от особых видов воздействия

К особым видам воздействия относят шумовое, биологическое и воздействие электромагнитных полей и излучений.

Защита от воздействия шума в России регламентируется Законом Российской Федерации от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» и постановлениями Правительства «О мерах по снижению шума на предприятиях, в городах» и др. Госстандарт установил единые санитарно-гигиенические нормы и правила по ограничению шума на промышленных предприятиях, в городах и др.

Защиту от шумового воздействия в городах можно осуществить следующими мероприятиями ( Швецов , 1994 г.):

1) зонированием с выносом источников шумов за пределы застройки;

2) организацией транспортной сети, исключающей прохождение шумных магистралей через районы жилой застройки;

3) удалением источников шума и устройством защитных зон вокруг и вдоль источников шумового воздействия и зеленых насаждений;

4) прокладкой магистралей в туннелях, устройством шумозащитных насыпей и других шумопоглощающих препятствий на пути распространения шума (выемок, экранов). Архитектурно-планировочные меры заключаются в создании шумозащитных зданий, обеспечивающих нормальный акустический режиме помощью инженерных конструкций и других мероприятий (например, облицовка стен звукопоглощающими материалами, герметизация окон и др.).

Защита от биологического воздействия заключается в предупреждении, своевременном выявлении, локализации и устранении биологического загрязнения комплексными мерами противоэпидемической защиты населения.

Согласно Закону Российской Федерации от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» необходимо строгое соблюдение нормативов предельно допустимой концентрации в природной среде грибков, вирусов, микроорганизмов и биологических веществ.

Для предотвращения террористических актов согласно «Экологической доктрине Российской Федерации» (2002 г.) необходимы:

1) создание систем оповещения и ликвидации последствий экологического терроризма;

2) предотвращение ввоза и распространения видов живых организмов, вызывающих нарушения в экосистемах, вредителей, переносчиков, возбудителей заболеваний;

3) предотвращение преднамеренных пожаров, вызывающих уничтожение природных экосистем и агроэкосистем;

4) предотвращение применения химических веществ, вызывающих деградацию природной среды;

5) предотвращение организации диверсий и техногенных аварий с экологическими последствиями на потенциально опасных объектах.

Основным способом защиты населения от возможного вредного воздействия электромагнитных полей от линии электропередач является создание охранных зон шириной 15–30 м. Напряженность электромагнитных полей можно снизить различными экранами, например, из зеленых насаждений, заземления тросов и др.

55. Принципы охраны природы

Принципы охраны окружающей среды связаны с принципами рационального использования природных ресурсов.

Основными принципами охраны природы являются:

1)  принцип охраны природы в процессе использования – природу необходимо сохранять не только посредством ее консервации, т. е. исключения из хозяйственного использования, но и при различных видах антропогенной деятельности любыми средствами;

2)  принцип комплексности природоохранных мероприятий – противодействие отрицательным природно-антропогенным процессам, консервация природных компонентов и ландшафтов, повышение их устойчивости к антропогенным воздействиям, природоохранное планирование;

3) принцип повсеместности охраны природы – Важна охрана не только заповедных территорий, но и всего окружающего человека пространства на локальном, региональном и глобальном уровнях;

4)  принцип превентивности (профилактики) – Сохранение свойств саморегулирования природной составляющей геосистемы путем бережного отношения к воде, воздуху, определяющим круговорот веществ и биоте;

5)  принцип учета природной дифференциации окружающей среды, заключающейся в неоднородности географического пространства;

6)  принцип возмещения окружающей среде вреда сельскохозяйственной деятельностью человека – комплексные мероприятия, включающие разумное проектирование хозяйственных объектов, введение ограничений на выбросы и сбросы загрязняющих веществ и др.

Реализация данных принципов невозможна без нормирования качества природной среды (установки пределов изменения ее естественных свойств и функций).

Согласно Федеральному закону «Об охране окружающей среды» установлены следующие нормативы допустимого воздействия на природу:

1) нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду, определяющиеся для субъектов хозяйственной деятельности в целях регулирования различных источников воздействия на определенной территории и оценки с учетом видов природопользования;

2) нормативы допустимых сбросов, выбросов веществ и микроорганизмов, устанавливающиеся на основе нормативов допустимой антропогенной нагрузки и качества окружающей среды, а также технологических нормативов;

3) нормативы допустимых физических воздействий (уровня шума, количества тепла и др.);

4) нормативы допустимого изъятия компонентов природной среды, определяющиеся в соответствии с лесным, земельным и другими законодательствами;

5) нормативы образования отходов производства и потребления.

56. Защита растительного мира биотических сообществ

Основными мерами защиты растений  являются защита растений от болезней и вредителей, полезащитное разведение, повышение эффективности использования лесных ресурсов, охрана отдельных видов растений или растительных сообществ, защита от лесных пожаров.

Выделяют профилактические и истребительные меры защиты растений от болезней и вредителей. К профилактическим относят карантинную службу, надзор и др.

Истребительные (лечебно-истребительные) меры:

1)  химические (применение химических веществ, токсичных для вредителей);

2)  биологические (уничтожение вредителей паразитами насекомых и насекомоядными хищниками и др.);

3)  агротехнические (апробация семян, селекция сортов растительных культур, устойчивых к болезням, вредителям и климатическим условиям).

Полезащитное разведение заключается в искусственной посадке лесополос по границам полей, на пастбищах и прочее для поддержки биологического равновесия. Лесонасаждения оказывают положительное влияние на природную среду и защищают сельскохозяйственные поля, виноградники, пастбища от сильного ветра, пыльных бурь, вымерзания и др.

В комплекс мероприятий по повышению эффективности использования лесных ресурсов входят ликвидация перерубов в малолесных районах, перенесение лесозаготавливающих и лесоперерабатывающих предприятий в многолесные районы, сокращение потерь древесины при перевозках и прочее, необходимо также проводить лесовосстановительные работы (например, дальнейшее развитие лесных питомников).

Охрана растительного мира включает в себя охрану редких и исчезающих видов растений и охрану основных растительных сообществ. К редким видам растений относят виды, имеющие низкую численность и ограниченный ареал. Строго запрещаются их сбор, сенокошение, выпас скота и другие формы уничтожения в местах их произрастания.

Важной задачей является сохранение генофонда видового разнообразия растений с помощью создания генетических банков, в которых генофонд видов сохраняется в виде семян.

Защита растений от лесных пожаров осуществляется специальной службой государственной лесной охраны, в распоряжении которой имеется современная техника обнаружения и тушения пожаров. В основном используются вертолеты, самолеты, вездеходы, опрыскиватели и бульдозеры. Для предотвращения распространения огня на большие территории создают противопожарные барьеры-разрывы, просеки, специальные полосы и др.

В большинстве случаев причиной возникновения пожаров становятся брошенные горящие окурки, костры, поэтому важное значение имеют профилактические меры (например, разъяснительные работы среди населения).

57. Роль животных организмов в биосфере. Изменения состава фауны, вызванные деятельностью человека

Животный мир – совокупность всех видов и особей диких животных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, а также насекомых, моллюсков и других беспозвоночных), населяющих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии естественной свободы (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский, 2003 г.).

Животный мир является важным регулирующим и стабилизирующим компонентом биосферы, обязательным элементом окружающей природной среды и биологического разнообразия планеты.

Основная экологическая функция животных организмов – их участие в биотическом круговороте энергии и веществ. Устойчивость любой естественной экосистемы обеспечивается прежде всего животными как наиболее подвижным элементом.

Главные причины обеднения видового разнообразия, сокращения численности и вымирания животных состоят в следующем:

1) нарушение среды обитания;

2) прямое уничтожение для защиты продукции;

3) непреднамеренное уничтожение;

4) чрезмерное добывание;

5) интродукция чуждых видов;

6) загрязнение окружающей природной среды.

Нарушение среды обитания происходит

в результате распашки степей, вырубки лесов, осушения болот и других воздействий человека, которые изменяют условия размножения диких животных и пути миграции, что часто приводит к сокращению их численности и гибели (например, при прокладке газопровода в районе Норильска не учли миграцию оленей в тундре, что явилось причиной гибели нескольких тысяч животных).

Прямое уничтожение животных для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов, например, истребление хищников, грызунов и др.

Непреднамеренное или случайное уничтожение – во время военных действий, на автомобильных дорогах и др. Так, в результате строительства плотин на реках полностью были ликвидированы нерестилища многих видов рыб.

Чрезмерное добывание (охота, браконьерство) – основная причина сокращения численности как крупных млекопитающих (носорогов и других в странах Азии и Африки), так и мелких животных (в России уловы восточно-балтийской трески снизились в 16 раз по сравнению с уловами 1980-х гг.).

Интродукция чуждых видов (внесение их человеком) приводит к вытеснению или вымиранию коренных видов под влиянием на них завезенных видов растений и животных.

По мнению многих ученых, введение новых видов животных возможно только в обедненные антропогенные системы для поддержки баланса экосистем.

Еще одной причиной сокращения численности и исчезновения животных является загрязнение природной среды различными токсическими веществами (нефтью и нефтепродуктами, пестицидами и др.).

58. Красные книги

Многие виды флоры и фауны уже исчезли и продолжают исчезать в результате прямого и косвенного влияния человека. Антропогенное воздействие привело к потере способности к самовосстановлению сообществ живых организмов. Поэтому появилась практическая задача – сохранение видового разнообразия растительных и животных организмов.

Так как охрана редких и исчезающих видов растений и животных основана на строгом учете их состояния, то была создана Красная книга.

Красная книга – список редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных, аннотированный перечень видов с указанием прошлого и современного распространения, численности и причин ее сокращения, особенностей воспроизводства, необходимых мер охраны, например снижение антропогенных нагрузок на ландшафт, запрещение сбора растений и охоты на животных и т. п. ( А. Г. Емельянов, 2004 г.). Существует несколько видов Красных книг: международная, федеральная и областная.

Международная Красная книга составлена и издана Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (МСОП). В состав данной книги входят следующие тома: «Млекопитающие» (310 видов), «Птицы» (320 видов), «Земноводные и пресмыкающиеся» (162 вида), «Рыбы» (40 видов). Также была издана международная Красная книга растений, включающая 250 таксономических групп (в охране нуждаются примерно 20 000 видов высших растений, что составляет около 10 % мировой фауны).

В соответствии с классификацией МСОП в книге выделены следующие пять категорий растений и животных:

1)  Ех— вид исчез;

2)  Е— вид находится под угрозой исчезновения;

3)  V — уязвимый вид, сокращающийся в численности;

4)  R — редкий вид;

5) восстановленные виды, которые ранее относились к Е, V, R и в результате мер охраны восстановлены.

Красная книга России содержит аналогичные разделы. По данным на 1 ноября 1997 г. в Красную книгу Российской Федерации занесены 415 видов животных (65 видов млекопитающих, 123 вида птиц, 21 вид рептилий, 8 видов амфибий, 39 видов рыб, 4 вида круглоротых и 155 видов беспозвоночных) и 562 вида растений. Вопросы о включении конкретного вида растения или животного в Красную книгу или исключения из нее решает Межведомственная комиссия, в состав которой входят различные специалисты и ученые.

Красные книги субъектов Федерации необходимы для усиления охраны редких и исчезающих видов растений и животных, находящихся в регионах. Согласно Закону 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», включение растения или животного в Красную книгу – повсеместное изъятие данных видов из хозяйственного оборота и торговли.

59. «Зеленая революция» и ее значение

«Зеленая революция» была предложена в 1960-х гг. Норманном Борлоугом, получившим за нее Нобелевскую премию мира в 1970 г.

«Зеленая революция» – преобразование сельского хозяйства на основе современной агротехники.

Она включает в себя три основных компонента:

1) выведение новых скороспелых сортов зерновых;

2) расширение ирригации;

3) более широкое применение современных технологий и техники, удобрений и других химикатов.

С помощью «зеленой революции» последние 30 лет обеспечивается превышение предложения продовольствия над растущим спросом на него.

Между 1950 и 1990 гг. урожайность трех основных зерновых культур – пшеницы, кукурузы и риса выросла в 2,5 раза.

В настоящее время может возникнуть вторая «зеленая революция», которая, по мнению многих ученых, должна привести к повышению урожайности других важных продовольственных сельскохозяйственных культур – проса, сорго, которые производятся и потребляются в основном в бедных странах мира.

В 1997 г. более 30 млн акров коммерческих сельскохозяйственных земель во всем мире были засеяны генетически измененными семенами, что в 10 раз больше, чем за год до этого. Не применялись такие семена только в 15 странах, входящих в Европейский союз, который продолжает практику экологической маркировки продуктов. Причиной того, что Союз потребителей выступает за данную маркировку, является необходимость решения проблемы аллергии, так как перенесение генов одного вида в другой способствует возникновению различных видов аллергии. Это очень серьезная проблема, потому что потенциально опасные для жизни аллергии наблюдаются у 2 % взрослых и у 8 % детей. Союз потребителей утверждает, что согласно статье, опубликованной в журнале New England Journal of Medicine в марте 1996 г., опасные для жизни аллергены были непреднамеренно перенесены из американского ореха в один из видов соевых бобов при пересадке генов в целях повышения содержания в нем белка. Этот продукт был запрещен.

1 января 1998 г. Правительством США были официально утверждены генетически измененные соевые бобы, картофель, хлопок, кукуруза, тыква, рапсовое масло, салатный цикорий, папайя, томаты.

Сегодня удельная доля таких соевых бобов, хлопка и кукурузы значительна Так, в США на долю генетически измененной кукурузы приходится 32 % от общего урожая, соевых бобов – 38 % (Мировой экологический журнал, 1999 г.)

В результате роста населения в настоящее время с 1 га «кормятся» 4 человека, при дальнейшем росте населения через 20 лет будет необходимо, чтобы с данной площади «кормились» уже 6 человек, причем без нарушений экологических систем.

Поэтому, несмотря на проблемы, связанные с применением генетически модифицированных продуктов питания, нельзя не признать и положительного влияния использования различных методов безопасной биотехнологии.

60. Основные положения экономического механизма охраны окружающей среды

В настоящее время в России создан экономический механизм охраны окружающей среды, ориентированный на рыночную экономику (точнее на переход к ней). Главная его особенность заключается в ориентации не на плановое, централизованное финансирование из государственного бюджета, а на экономические методы регулирования.

Опыт многих стран мира показывает, что рыночные механизмы благоприятно влияют на сбережение природных ресурсов в отличие от жесткого административного принуждения. «Они несовместимы с дешевизной природных ресурсов, культивируемой административно-командной системой. Законы рынка диктуют более высокий, отражающий степень их естественной ограниченности уровень цен на природные ресурсы относительно цен конечной продукции. Рыночный механизм расширяет границы прибыльных вложений в сбережение природных ресурсов с ростом их дефицитности, чем и объясняются достижения стран с развитой рыночной экономикой в области снижения природоемкости общественного производства» (И. М. Авраменко, 2004 г.).

Основными задачами экономического механизма согласно Закону Российской Федерации от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», являются:

1) планирование и финансирование мероприятий по охране окружающей среды;

2) установление лимитов на размещение отходов, объемов выбросов и сбросов загрязняющих веществ;

3) установление нормативов платы и размеров платежей за различные виды вредного воздействия;

4) предоставление кредитных, налоговых и других льгот при внедрении малоотходных и ресурсосберегающих технологий, осуществление более эффективных мер по охране окружающей среды;

5) возмещение вреда, причиненного здоровью человека и окружающей природной среде.

«В основу экологической экономики входят как постоянно действующие институты, так и новая совокупность признаков, возникшая на базе перехода к рыночным отношениям.

Постоянно действующие институты: природные кадастры, меры по материально-техническому и финансовому обеспечению, платность за использование природных ресурсов; платежи за загрязнение окружающей природной среды; льготы по кредитованию, налогообложению; освобождение от обложения налогами.

К новым экономическим стимулам относятся: экологическое страхование, установление повышенных норм амортизации основных природоохранных производственных фондов, введение поощрительных цен на экологически чистую продукцию и снижение – на экологически неблагоприятную, формирование банка экологических услуг, совершенствование договорных отношений, где видное место занимает экономический механизм регулирования – договоры на комплексное природопользование, аренду, передачу и постоянное пользование объектов, охрану памятников природы и т. д.» (И. М. Авраменко, 2004 г.)

61. Эколого-экономический учет природных ресурсов. Лицензия, договор и лимиты на природопользование

Экологические, экономические и другие показатели природных ресурсов обобщают в виде кадастров.

Кадастр (отфр. cadastre)  – систематизированный свод сведений, количественно и качественно характеризующих определенный вид природных ресурсов или явлений, в ряде случаев с их социально-экономической оценкой.

Кадастры составляют специально уполномоченные органы Госкомэкологии России для комплексного учета природных ресурсов на территориях республик, краев и областей, рационального их использования, для дифференциации платы за ресурсы и т. д. (В. И. Коробкин, Л. В. Передельский, 2003 г.)

Выделяют водный, земельный, лесной, медикобиологический, промысловый, кадастр недр, животного мира и другие виды кадастров. Рассмотрим подробнее основные виды кадастров.

Водный кадастр – свод данных о водных объектах, водных ресурсах, качестве и режиме вод, о водопользователях; состоит из трех разделов: поверхностные воды, подземные воды и использование вод.

Кадастр месторождений полезных ископаемых включает в себя сведения о ценности каждого месторождения полезных ископаемых, горнотехнические, экономические, экологические условия их разработки.

Земельный кадастр – данные регистрации землепользователей (собственников, арендаторов), учета качества и количества земель.

Лесной кадастр – данные о лесах, степени их эксплуатации, качестве и запасах древесины и т. п.

Эффективными средствами охраны окружающей природной среды и рационального использования природных ресурсов являются лицензия, договор и лимиты.

Лицензия – разрешение (обычно оплачиваемое), выдаваемое специально уполномоченными органами государства на право единичной, повторяемой оговоренное число разили в течение указанного в лицензии времени акции (например, отстрел дичи или отлов рыбы и др.).

Существуют следующие лицензии: лицензия на использование атмосферного воздуха, на использование земель, на использование вод, леса, недр и др.

После получения лицензии и пройдя соответствующие экспертизы на предполагаемый вид деятельности, природопользователь должен заключить договор о комплексном природопользовании.

Данный договор предусматривает условия и порядок пользования природных ресурсов, права и обязанности природопользователя, размеры платежей за пользование природными ресурсами, ответственность сторон и возмещение вреда.

Лимитирование природопользования также является составной частью экономического механизма.

По В. И. Коробкину, лимиты на природопользование – предельные объемы природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ, размещения отходов производства, которые устанавливаются для предприятий-природопользователей на определенный срок.

62. Новые механизмы финансирования охраны окружающей среды

Важнейшим элементом нового механизма финансирования, ориентированного на рыночные реформы является платность природных ресурсов. К основным экономическим стимулам относят экологические фонды и экологическое страхование.

Ранее предусматривалась плата за загрязнение окружающей природной среды и за использование природных ресурсов. Согласно закону плата за природные ресурсы должна взиматься в пределах установленных лимитов; за сверхлимитное и нерациональное использование природных ресурсов; на воспроизводство и охрану природных ресурсов. В настоящее время данные положения пересматриваются, но с сохранением принципа платности за использование природных ресурсов.

Поступающие платежи перечисляются в городской или районный бюджет, а также в фонды воспроизводства и охраны природных ресурсов.

Законом РФ предусмотрена плата за выбросы и сбросы загрязняющих веществ и размещение отходов в пределах и сверх установленных лимитов. Так как платежи взимаются за счет себестоимости продукции или прибыли, они стимулируют предприятия к сокращению выбросов и сбросов загрязняющих веществ и отходов. Необходимо отметить, что применяемые в настоящее время коэффициенты индексации нормативов платы за загрязнение окружающей среды не соответствует инфляции в стране, а это намного снижает роль платы за загрязнение в качестве экономического стимула природоохранной деятельности.

Для реализации задач по охране окружающей среды в России создана единая система внебюджетных государственных экологических фондов. Фонды существуют за счет отчислений предприятиями платы за сбросы и выбросы загрязняющих веществ и других источников. Основная часть средств экологических фондов тратится на реализацию природоохранных мероприятий.

Экологические фонды способствуют развитию следующих механизмов финансирования охраны природной среды (В. И. Коровкин, 2003 г.) как:

1) вложение средств в формирование начального капитала предприятий, создаваемых для производства продукции природоохранного назначения;

2) выдача гарантий коммерческим банкам по ссудам и кредитам предприятиям на реализацию природоохранных проектов. Предприятия и граждане имеют право на получение страхового возмещения в случае аварий, стихийных бедствий и техногенных катастроф. Но предприятие может лишиться права на страховое возмещение, если оно уже предупреждалось о возможности возникновения аварии и не предприняло никаких попыток к ее предотвращению.

63. Современные технологии охраны окружающей среды

Эффективная форма защиты окружающей среды от вредных воздействий промышленности – переход к малоотходным и безотходным технологиям и использование биологических методов в сельскохозяйственном производстве.

Комиссия ООН в 1984 г. приняла следующее определение понятия безотходной технологии: «Безотходная технология – это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле «сырьевые ресурсы – производство – потребитель – вторичные ресурсы» таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».

Однако более точным считается термин «малоотходная технология», так как в любом производстве полная «безотходная технология» невозможна. Поэтому в настоящее время реальной является малоотходная технология – такая технология, при которой образуется минимум твердых, жидких и газообразных отходов.

Также большое значение в снижении загрязнения окружающей среды, экономии энергии и сырья имеет вторичное использование ресурсов или рециркуляция.

В комплекс мероприятий по сокращению до минимума количества вредных отходов и уменьшению их воздействия на окружающую природную среду входят (В. И. Коровкин, Л. В. Передельский).

1) разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод;

2) разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;

3) создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;

4) создание принципиально новых производственных процессов, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых происходит образование отходов. Внедрение оборотного водоснабжения – техносистема, предусматривающая многократное использование отработанных вод в производстве при ограниченном сбросе в водоемы. Другой системой промышленного водоотведения и водоснабжения является замкнутый цикл водопользования – многократное использование воды в производстве без сброса отработанных вод в водоемы.

Важное современное направление в создании малоотходных производств – экологическая технология, основанная на замене водоемких процессов производства маловодными и безводными.

Большое внимание в последние годы уделяется биотехнологическим процессам. По отношению к охране окружающей природной среды биотехнологию рассматривают как разработку и создание технологических процессов, базирующихся на продуктах жизнедеятельности микроорганизмов, биологических объектов и других, с помощью включения их в естественные круговороты веществ, энергии и информации.

64. Рекреационное природопользование и его значение для здоровья и отдыха людей

В настоящее время большая часть населения проживает в городах и урбанизированных районах, где экологические условия являются неблагоприятными для здоровья, поэтому возрастает потребность в применении рекреационных ресурсов. К рекреационным ресурсам относят такие природные ресурсы, которые поддерживают и восстанавливают трудоспособность и здоровье людей, обеспечивают полноценный отдых.

Природные ресурсы, оказывающие благотворное влияние на здоровье человека, разнообразны, например, к их числу относят чистый воздух, водоемы с чистой водой, лесные массивы, источники минеральных вод, природные и антропогенные ландшафты.

В зависимости от вида и цели рекреационной деятельности можно выделить основные типы использования ландшафтов:

1)  рекреационно-лечебный – территории курортов;

2)  рекреационно-оздоровительный – пляжи морей, озер, рек, парки и леса и т. п.;

3)  рекреационно-спортивный – горные вершины и ледники (альпинизм), моря и озера (парусный спорт) и др.;

4)  культурно-познавательный – живописные ландшафты, уникальные природные объекты и др.

Известно положительное влияние живописных природных и преобразованных культурных ландшафтов на физическое и психическое здоровье человека, поэтому в медицине существует специальная методика – ландшафтотерапия – лечение с помощью красоты различных ландшафтов.

Лечебные естественные ресурсы также разнообразны и многочисленны, выделим только некоторые из них: минеральная вода, лечебные грязи, озокерит, климат и др. Данные ресурсы используются для лечения ряда заболеваний.

Ландшафты, в которых количество лечебных природных ресурсов достаточно для лечения, называют курортами (Н. Н. Родзевич, 2003 г.). Выделяют следующие типы курортов:

1)  бальнеологические – лечение минеральными водами (например, Пятигорск, Ессентуки и др.);

2)  грязевые – лечение иловой (сапропелевой) или торфяной грязью (курорты Одессы и др.);

3)  климатические (побережья Крыма и Кавказа и др.).

Основные виды климатотерапии:

1)  аэротерапия (лечение воздухом);

2)  гелиотерапия (лечение солнцем);

3)  талассотерапия (лечение солнцем и купанием).

В зависимости от сочетания климатических и ландшафтных условий климатические курорты подразделяют на:

1)  приморские – лечение морским воздухом, морской водой и пляжем (курорты Черноморского побережья и др.);

2)  горные (альпийские курорты Швейцарии);

3) лесные;

4) степные;

5)  пустынные (курорт Байрам-Али в Туркменистане).

65. Особоохраняемые территории: основные принципы выделения, организации и использования

Особоохраняемые природные территории– участки водной поверхности или суши, частично или полностью изъятые из хозяйственного пользования, а также с установленным режимом их особой охраны. Различают следующие территории:

1.  Государственные природные заповедники. Данные территории, полностью изъяты из хозяйственного использования для сохранения в естественном состоянии. На территории России находятся более 95 заповедников с общей площадью 310,27 тыс. км2, что составляет 1,53 % от всей территории России (из них самые крупные – Таймырский и Усть-Ленский, площадь каждого из них более 1,5 млн га). Сюда же относятся биосферные заповедники, используемые при изучении биосферных процессов.

Необходимо выделить основные принципы природно-заповедного дела:

1) создание условий, необходимых для сохранения и развития видов животных и растений;

2) поддержание экологического равновесия ландшафтов;

3) изучение эволюции природных экосистем.

2.  Национальные парки – относительно большие природные территории и акватории, в которых поддерживается экологический баланс и сохраняются природные экосистемы, при этом допускается туризм и отдых людей, а также хозяйственное использование некоторых зон. Самые известные национальные парки России – «Лосиный остров», «Сочинский», «Русский Север» и др. В 1997 г. в России насчитывалось 33 национальных парка общей площадью 66451,4 км2.

3.  Природные парки характеризуются экологической и эстетической ценностью и используются в основном для организованного отдыха населения (например, самый крупный природный парк России – «Русский лес» в Подмосковье).

4.  Государственные природные заказники – территории, созданные временно или постоянно для сохранения или восстановления природного комплекса или его компонентов, но туризм и охота в них не запрещены (по данным 1997 г. в России существует более 1600 заказников). Выделяют ландшафтные, ихтиологические, орнитологические, лесные и другие типы заказников.

5.  Памятники природы – уникальные природные объекты, имеющие экологическую, культурную и научную ценность (например, вековые деревья, водопады и др.). В России насчитываются около 8 тыс. памятников природы.

6.  Дендрологические парки и ботанические сады – природоохранительные учреждения, в которых создают коллекции деревьев, кустарников и других растений.

Особоохраняемые природные территории охраняются государственным законодательством, и в случае нарушения их режима в России установлена административная и уголовная ответственность.

66. Органы управления, контроля и надзора по охране природы России и их задачи

К государственным органам общей компетенции относятся: в первую очередь Президент, Федеральное Собрание, Государственная Дума, Правительство Российской Федерации, а затем исполнительные органы власти субъектов Федерации и муниципальные органы.

Государственными органами специальной компетентности являются органы, предназначенные для выполнения только природоохранных функций.

Основные стратегические цели экологической политики России:

1) решение проблем развития хозяйственного государственного комплекса с учетом экологических и природно-географических особенностей определенных территорий для обеспечения благосостояния населения, проживающего на данных территориях;

2) достижение на любой территории надлежащего качества среды обитания, которое соответствовало бы не только современным санитарно-гигиеническим нормам, но и такой системе его оценок, которая бы учитывала генетическое здоровье населения;

3) рациональное использование всех природных ресурсов России;

4) восстановление и сохранение биосферы на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Федеральные, республиканские, областные и краевые органы законодательства России определяют основные направления государственной природоохранной политики, утверждают экологические программы и устанавливают правовые нормы в пределах своей компетентности. Представительные и исполнительные органы Федерации действуют на всей территории России, а органы субъектов Федерации реализуют полномочия в пределах представляемых ими административно-территориальных образований (например, областей и др.).

В структуре современного экологического движения можно выделить следующие элементы:

1) формирование экологического сознания;

2) развитие организационных форм экологического движения;

3) различные методы и пути решения экологических проблем.

В нашей стране в период интенсивного использования природных ресурсов сложилось неверное, потребительское отношение к природе, но нарастание экологического кризиса, крупные аварии и катастрофы техногенного характера способствовали формированию нового отношения к природе и экологического движения в России.

В России экологическое движение имеет несколько форм организаций, например добровольные общества (Всероссийское общество охраны природы и др.), союзы (Экологический союз, ассоциация «Экология и мир» и др.), фонды (Фонд Чернобыля и др.) и самостоятельные организации (клубы, патрули).

По роду деятельности организации экологического движения в России могут быть комплексными (помимо других функций занимаются охраной природы) и специальными (только экологическая функция).

67. Развитие заповедного дела в России

Появились охраняемые территории в России очень давно. Сначала вместо заповедников существовали охотничьи заказники. Например, леса Сокольников в Москве охранялись, начиная c XVI в. Кроме того, в этом же веке становятся заповедными засеки (леса военно-оборонного значения). Затем в XVII в. создается заказник охраны соколов на островах Баренцевого моря. Однако четкой организации охраны природы в нашей стране не было практически до 1919 г. Первым выдвинул научную концепцию заповедования В. В. Докучаев и предложил заповедовать целинные участки степей, однако проекты заповедования не находили широкой поддержки. Лишь в 1917 г. появились благоприятные условия для организации заповедников в России. В 1919 г. учреждается первый государственный заповедник – Астраханский, а в 1920 г. открывается Ильменский минералогический заповедник. Заповедники наконец-то объявляются национальным достоянием, предназначенным только для выполнения научных исследований.

В развитии охраняемых территорий важную роль сыграл Декрет Совнаркома 1921 г., который назывался «Об охране памятников природы, садов и парков». Эти принципы приняты за основу современных законов России об охране природы. Согласно им государственные заповедники являются научно-исследовательскими учреждениями, деятельность которых направлена на разработку научных основ охраны природы, сохранениям восстановления редких и исчезающих видов флоры и фауны.

Благодаря существованию заповедников сохранились такие редкие растения, как лотос, тис и другие; такие животные, как уссурийский тигр, бобр, выхухоль и многие другие.

На территории Российской Федерации заповедники размещены неравномерно, большая их часть находится около горных районов Кавказа, Урала, Алтая и т. д.

Кроме государственных национальных парков, в России созданы охраняемые природные парки регионального масштаба. По данным за 2000 г. в нашей стране насчитывалось 30 природных парков.

У нас в стране также многочисленны государственные заказники, чаще охотничьи (в 2000 г. – 56 государственных природных заказников, 4000 заказников регионального значения).

В областях и республиках нашего государства производятся строгий учет и охрана памятников природы (в России около 30 природных памятников федерального и 7,5 тыс. регионального значения).

Ценные природные объекты планеты, вошедшие в Список мирового наследия, на территории России – «Золотые горы Алтая», «Западный Кавказ», «Вулканы Камчатки», «Девственные леса Коми», общая площадь которых составляет 14 млн га по данным за 2000 г.

68. Природоохранное законодательство России

Правовая охрана природы – совокупность установленных государством правовых норм и правоотношений при их реализации, направленных на рациональное использование природных ресурсов, на сохранение естественной среды, оздоровление жизненной среды, окружающей человека, в интересах настоящего и будущего поколений.

В систему правовой охраны природы России входят четыре группы юридических мероприятий (И. М. Авраменко, 2004 г.):

1) правовое регулирование отношений по использованию, сохранению и возобновлению природных ресурсов;

2) организация воспитания и обучения кадров, финансирование и материально-техническое обеспечение природоохранных действий;

3) государственный и общественный контроль над выполнением требований охраны природы;

4) юридическая ответственность правонарушителей.

Можно выделить следующие периоды развития экологического законодательства в России:

1) с 1918 по 1922 гг. начинают появляться законодательные акты об охране и использовании природы;

2) с 1922 по 1957 гг. происходит активное развитие союзного и природоресурсного законодательства;

3) с 1953 по 1963 гг. принятие законов об охране природы во всех республиках СССР;

4) с 1968 по 1980 гг. проведение систематизация союзного и республиканских законодательства с пересмотром и отменой уже существующих законов о недрах, водах, лесах, земле, животном мире и др.;

5) с 1985 по 1990 гг. перестройка общественных отношений в охране природы и рациональном использовании природных ресурсов;

6) с 1991 г. и до настоящего времени в результате распада СССР и выделения России возникла необходимость пересмотра и принятия нового законодательства.

Система экологического законодательства включает в себя природоресурсное и природоохранное законодательство.

В природоресурсное законодательство входят Земельный кодекс РФ, Водный кодекс РФ и другие нормативные и законодательные акты.

В природоохранное законодательство входит Закон от 22.11.1995 г. № 1363-1 ГД «Об охране окружающей природной среды» и другие законодательные акты правового регулирования.

Следует выделить основные нормы Конституции Российской Федерации:

1) от. 9 ч. 1 – земля и другие природные ресурсы используются и охраняются как основа жизнедеятельности народов, проживающих на дан ной территории;

2) ст. 9 ч. 2 – граждане и юридические лица имеют право на частную собственность на землю и другие природные ресурсы;

3) ст. 28 – каждый человек имеет право на охрану здоровья в экологически неблагоприятных районах – норма, обеспечивающая экологические права людей;

4) ст. 42 – каждый человек имеет право на благоприятную окружающую среду и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью и имуществу.

69. Способы защиты атмосферы от антропогенного воздействия

С целью защиты атмосферного воздуха от негативного воздействия человека используют экологизацию технологических процессов, очистку и рассеивание газообразных выбросов, устройство санитарно-защитных зон и др. Рассмотрим данные меры более подробно.

Экологизация технологических процессов, заключающаяся в создании непрерывных технологических процессов производства, предварительном очищении сырья и топлива от примесей, замене и создании замкнутых технологических циклов, замене местных котельных установок на централизованное тепло, замене угля и мазута на природный газ и прочее, т. е. в применении малоотходных технологий, при которых попадание загрязнителей в атмосферу минимально или полностью отсутствует.

Так как транспорт является самым большим источником загрязнения атмосферы выхлопными газами и продуктами неполного сгорания, на сегодняшний день главная задача в решении этой проблемы заключается в создании экологически чистых видов транспорта, разработке и поиске экологически чистого топлива и карбюраторных двигателей.

К сожалению, экологизация технологических процессов находится на таком низком уровне, что на предприятиях используются лишь некоторые малоэффективные методы очистки образующихся газов от золы, сажи и пыли, а также парообразных примесей. Например, для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли применяют сухие пылеуловители (циклоны и др.); мокрые пылеуловители (скрубберы и др.), требующие подачи воды и работающие по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель воды под действием броуновского движения, сил инерции. Используются фильтры (тканевые и др.), задерживающие мелкодисперсные частицы пыли и электрофильтры, являющиеся наиболее совершенным способом очистки газов от взвешенных частиц до 0,01 мкм.

Для повышения эффективности очистки различные методы комбинируют.

Основные способы очистки выбросов от токсичных газообразных и парообразных примесей:

1) каталитический метод;

2) абсорбционный метод;

3) адсорбционный метод.

Каталитический метод основан на превращении токсичных компонентов промышленных выбросов в менее вредные или безвредные вещества с помощью катализаторов. Для этой цели широко применяют ванадиевые и палладийсодержащие катализаторы.

Абсорбционный метод – поглощение вредных газообразных примесей жидкими абсорбентами (поглотителем), например, вода, аммиак и др.

Адсорбционный метод – извлечение вредных компонентов из промышленных выбросов посредством адсорбентов – твердых тел, имеющих ультрамикропористую структуру (например, активированный уголь и др.).

Рассеивание газовых примесей в атмосфере используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня соответствующего ПДК.

70. Методы контроля над качеством окружающей среды

Качество окружающей природной среды – степень соответствия ее характеристик потребностям человека и технологическим требованиям. В основе природоохранных мероприятий лежит принцип нормирования качества окружающей природной среды.

Соблюдение экологических нормативов качества природной среды обеспечивает экологическую безопасность населения, сохранность генофонда человека, растений и животных, а также рациональность использования природных ресурсов.

Основные экологические нормативы качества и влияния на окружающую среду:

1)  санитарно-гигиенические (предельно допустимая концентрация вредных веществ – ПДК, допустимый уровень физических воздействий – шума, излучений и др.);

2)  производственно-хозяйственные (допустимый выброс и сброс вредных веществ, допустимое изъятие элементов природной среды, нормы образования отходов производства);

3)  комплексные показатели (нормы антропогенной нагрузки на окружающую среду).

Предельно допустимая концентрация – количество загрязнителя в почве, атмосферном воздухе и водных ресурсах, которое при постоянном или временном воздействии на организм человека не оказывает вредного влияния на здоровье человека и его потомство. В настоящее время определение предельно допустимой концентрации учитывает не только влияние загрязнений на организм человека, но и на организмы животных, растений, грибов и на природные сообщества в целом.

В России установлено более 1900 ПД К химических веществ, оказывающих вредное воздействие на водоемы, более 500 – для атмосферного воздуха, более 130 – для почв. Предельно допустимую концентрацию определяют в результате комплексных исследований и контролируют органы гидрометеорологической службы Госкомсанэпиднадзора.

Допустимый уровень радиационного воздействия на природную среду – такой уровень, который не опасен для жизни и здоровья человека, животных, растений и их генофонда.

Установлены предельно допустимые уровни шумовых, вибрационных, магнитных и других вредных физических воздействий.

Под допустимым выбросом и сбросом понимается максимальное количество загрязняющих веществ, которое разрешено выбрасывать определенному предприятию в атмосферу или сбрасывать в водоемы в единицу времени. Сегодня в России согласно нормативам допустимых выбросов работают только 20 % загрязняющих производств.

Допустимые нормы антропогенной нагрузки на природную среду – максимально возможное воздействие человека на природные ресурсы, которое не вызывает нарушения устойчивости экосистем.

При оценке устойчивости экосистем к деятельности человека руководствуются следующими показателями:

1) запасами живого и мертвого органического вещества;

2) эффективностью образования органического вещества;

3) видовым и структурным разнообразием.

71. Экологический аудит. Виды и методы экологического аудита

Экологический аудит представляет собой методику, с помощью которой в стратегию бизнеса и в основные параметры производственного процесса поэтапно внедряются все более жесткие экологические требования. Экологический аудит является инструментом систематической проверки внутрифирменного экологического потенциала и потенциально экологического риска.

Основные функции экологического аудита следующие:

1) определить соответствие или несоответствие деятельности фирмы, а также декларируемой ею политики в области охраны окружающей среды экологическому законодательству, установить соответствие этой деятельности чисто экономическим, ориентированным на получение прибыли целям;

2) определить, насколько хорошо отработана в компании система экологического менеджмента;

3) предоставить информационное обеспечение менеджмента для принятия руководством компании оптимальных решений в области охраны окружающей среды;

4) обеспечить защиту персонала от возможных вредных воздействий;

5) проанализировать возможность возникновения рисков, с которыми фирма может столкнуться в случае той или иной опасной для окружающей среды аварии;

6) определить реальное воздействие фирмы на окружающую среду;

7) повышать стремление фирмы к улучшению своей экологической политики (по И. М. Авраменко, 2004 г.).

Выделяют несколько видов экологического аудита:

1)  аудит процессов– проверка определенных процессов производства различными методами, осуществляющими безопасность окружающей среды;

2)  контрольный аудит – проверка выполнения предписаний законодательства;

3)  системный аудит включает исследования организации конструкций и процессов предприятий в отношении их структурной и функциональной дееспособности;

4)  аудит продукции – проверка отдельных производственных линий (например, количество необходимых на них ресурсов, процесса размещения отходов и др.);

5)  аудит влияния производства на здоровье человека – проверке подвергаются условия работы персонала предприятия для выявления степени вредности производства и др.;

6)  аудит качества продукции – проверка продукции предприятия на соответствие действующей системы контроля качества, причем основанием для такой проверки может служить информация, полученная от потребителей (например, жалобы и др.);

7)  аудит выбросов – проверка реальных выбросов предприятием в атмосферу и соответствия или несоответствия предельно допустимым нормам.

Система экологической аудиторской проверки должна включать такие виды деятельности, как организационная структура предприятий, технологические процессы, документация и отчеты, экологическое направление предприятия, а также административные мероприятия.

72. Экологические мероприятия по защите гидросферы

Защита гидросферы от антропологического загрязнения включает в себя защиту поверхностных и подземных вод.

Защита поверхностных вод от загрязнения осуществляется путем развития безводных и малоотходных технологий, очистки сточных вод, внедрения систем оборотного водоснабжения, дезинфицирования и очистки поверхностных вод для водоснабжения и других целей.

Так как основным загрязнителем поверхностных вод являются сточные воды, то в первую очередь необходимо разрабатывать и вводить новые эффективные методы очистки сточных вод.

В зависимости от состава сточных вод существуют следующие способы их очистки:

1) механический;

2) физико-химический;

3) химический;

4) биологический.

Механический способ очистки заключается в процеживании, отстаивании и фильтровании сточных вод от нерастворимых механических примесей.

При физико-химической очистке применяют коагуляцию (для осаждения вредных веществ), сорбцию (для поглощения загрязнителей), флотацию (для образования легко удаляемой пены из вредных загрязнителей, например нефти, масла и др.).

При химической очистке используют нейтрализацию (кислот и щелочей), окисление.

Биологический способ применяется для очистки коммунально-бытовых, промышленных стоков пищевых и других предприятий и основан на внесении микроорганизмов, использующих для развития и роста неорганические и органические соединения (например, сероводород, нитриты и др.).

После осветления и вторичного отстаивания сточных вод их дезинфицируют соединениями хлора или другими окислителями.

В настоящее время ведутся разработки новых эффективных методов экологизации очистки сточных вод: электрохимические, мембранные, магнитная обработка, радиационный, озонирование и др.

Для предотвращения загрязнения водоемов стоками с сельскохозяйственных угодий необходимо:

1) соблюдать нормы и сроки внесения ядохимикатов и удобрений;

2) производить только очаговую и ленточную обработку пестицидами;

3) вносить удобрения в виде гранул с поливной водой;

4) заменить ядохимикаты биологическими способами защиты растений.

Меры по защите подземных вод заключаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите от загрязнения. Для защиты пресных подземных вод от истощения применяют регулирование режима водоотбора подземных вод и рациональное размещение водозаборов, рациональное их использование и др.

Для предупреждения истощения подземных вод часто производят их искусственное пополнение переводом поверхностного стока в подземный.

Выделяют профилактические (зоны санитарной охраны) и специальные меры борьбы с загрязнением подземных вод.

Оглавление

1. Экология как наука. Предмет и задачи экологии

2. История развития экологии

3. место экологии в системе естественных наук

4. Экологическое образование, воспитание и культура

5. Экологическое мировоззрение

6. Основные виды антропогенных воздействий на биосферу

7. Экологический кризис

8. Участие России в международном экологическом сотрудничестве

9. Антропогенные нагрузки и их измерение

10. Системы природопользования и их классификация

11. Водные ресурсы планеты

12. Природные и антропогенные ландшафты

13. Биосфера. Структура и границы биосферы

14. Роль В. И. Вернадского в формировании современного понятия о биосфере

15. Функциональная целостность биосферы

16. Почва. Ее состав, свойства и факторы образования

17. Человек как биологический вид. Его экологическая ниша

18. Антропогенное загрязнение атмосферы и его экологические последствия

19. Понятие «экосистема». Структура экосистемы

20. Экосистемы как хорологические единицы биосферы

21. Составные компоненты экологических систем

22. Развитие экосистем: сукцессия

23. Энергия экосистем. трофические уровни

24. Антропогенные воздействия на гидросферу и их последствия

25. Продуцирование и разложение в природе

26. Фотосинтез

27. Хемосинтез

28. Биологическая продуктивность экосистем

29. строение земли

30. Антропогенные воздействия на литосферу

31. Круговорот веществ в природе. Биогеохимические циклы

32. Взаимоотношения организма и среды

33. Основные лимитирующие факторы. Экологическая валентность

34. Глобальные экологические проблемы

35. Экология и здоровье человека

36. Особые виды антропогенного воздействия на биосферу

37. Природные ресурсы и их классификация по происхождению и по видам хозяйственного использования

38. Классификация природных ресурсов по признаку исчерпаемости

39. Экологическое значение пищевых ресурсов и их ограждение

40. Биотические сообщества. видовая и пространственная структура биоценоза

41. Экологическая ниша. Принцип Гаузе

42. Агроэкосистемы и их основные особенности

43. Пестициды и их классификация

44. Экологические последствия применения пестицидов

45. Минеральные удобрения. применение и их влияние на экологию

46. Проблемы рационального использования сельскохозяйственных земель России

47. Значение лесов в природе и жизни человека. Антропогенные воздействия на растительные сообщества и их последствия

48. Воздействие промышленности и транспорта на окружающую среду

49. Источники загрязнения биосферы радиоактивными веществами

50. Экстремальные виды воздействий на биосферу

51. Город как новая среда обитания человека

52. Экологические принципы рационального природопользования. Мониторинг

53. Способы защиты окружающей среды от отходов производства и потребления

54. Способы защиты окружающей природной среды от особых видов воздействия

55. Принципы охраны природы

56. Защита растительного мира биотических сообществ

57. Роль животных организмов в биосфере. Изменения состава фауны, вызванные деятельностью человека

58. Красные книги

59. «Зеленая революция» и ее значение

60. Основные положения экономического механизма охраны окружающей среды

61. Эколого-экономический учет природных ресурсов. Лицензия, договор и лимиты на природопользование

62. Новые механизмы финансирования охраны окружающей среды

63. Современные технологии охраны окружающей среды

64. Рекреационное природопользование и его значение для здоровья и отдыха людей

65. Особоохраняемые территории: основные принципы выделения, организации и использования

66. Органы управления, контроля и надзора по охране природы России и их задачи

67. Развитие заповедного дела в России

68. Природоохранное законодательство России

69. Способы защиты атмосферы от антропогенного воздействия

70. Методы контроля над качеством окружающей среды

71. Экологический аудит. Виды и методы экологического аудита

72. Экологические мероприятия по защите гидросферы Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg