РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ.
Лекция 1. Экология как наука и история ее развития.
План лекции.
Предмет экологии, ее структура, задачи экологии.
Основные методы экологии.
История развития экологии как науки.
Значение экологического образования в настоящее время.
Предмет экологии, ее структура, задачи экологии.
Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологии — экосистемы,… Главной целью в экологии является изучение проблемы выживания живых существ в… Экология классифицируется с точки зрения изучения экологических процессов во времени на историческую и эволюционную, а…
Основные методы экологии.
Определенная соподчиненность и функциональная взаимозависимость биологических систем различных уровней определяют главную задачу экологии, которая… В настоящее время основными методами экологии являются:
полевые … Математическое моделирование позволяет с большой долей достоверности, используя накопленные данные, прогнозировать…
История развития экологии как науки
Первый этап — до 60-х гг. XIXв. Зарождение и становление экологии как науки: накопление данных о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания… Второй этап — 60-е гг. XIXв. — 50-е гг. XXв. Оформление экологии в… Неоценимый вклад в развитие основ экологии внес труд Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или…
Значение экологического образования в настоящее время
Остановить стихийное развитие событий могут знания о том, как ими управлять и, в случае с экологией, эти знания должны «овладеть массами», по… Экологические знания нужны каждому человеку, чтобы сбылась мечта многих… Но было бы несправедливо строить всю экологию только «вокруг» человека. Экологически образованный человек не допустит…
Лекция 2. Взаимодействие организма и среды
1. Понятие о среде обитания и экологических факторах
2. Основные представления об адаптациях организма
3. Лимитирующие факторы
Лимитирующие факторы
В середине XIX в. Ю. Либихом был установлен закон минимума: урожай зависит от фактора, находящегося в минимуме. Например, если фосфор содержится в… Всю сложность взаимоотношения экологических факторов отражает закон… Например, организм способен существовать при температуре от минус 5°С до плюс 25°С. Это и будет диапазоном…
Значение физических и химических факторов среды в жизни организма
Все животные подразделяются на пойкилотермных, т. е. температура их собственного тела меняется с изменением температуры окружающей среды, и… Известны морфологические приспособления растений и животных к низким… У животных большее значение имеют физиологические адаптации, простейшая из которых - акклиматизация - физиологическое…
Эдафические факторы и их роль в жизни растений и почвенной биоты
Твердая компонента преобладает в почве и представлена минеральной и органической частями. Преобладают минералы первичные (кварц, полевые шпаты и… Почвенная биота представлена фауной (дождевыми червями, нематодами и др.) и… Важнейшие экологические факторы почв разделяют на физические и химические. К физическим относятся влажность,…
Ресурсы живых существ как экологические факторы
Зеленое растение создается из неорганических молекул и ионов - вода, углекислый газ, кислород, биогенные вещества - и солнечной радиации в… Ресурсы живых существ разделяют на незаменимые и взаимозаменяемые. Незаменимые… Организм не сможет выжить, если не выдержит конкурентной борьбы. Первое испытание - это конкуренция на внутривидовом…
Концепция экосистемы.
Согласно Закону РФ «Об охране окружающей среды», 2002, ст. 1. экологическая система, или экосистема, - это «объективно существующая часть природной… Природные экосистемы - это открытые системы: они должны получать и отдавать… С точки зрения пищевых взаимодействий организмов, трофическая структура экосистемы делится на два яруса: 1) верхний -…
Продуцирование и разложение в природе.
Дыхание - это процесс окисления, «сгорания» накопленного органического вещества. Различают аэробное, анаэробное дыхание и брожение. При обильном…
Гомеостаз и динамика экосистемы
Экологическое равновесие – это состояние экосистемы, при котором состав и продуктивность биотической части (растения, водоросли, бактерии, животные)… Различают 2 типа подвижности равновесия:
1. обратимые изменения;
Энергия экосистемы
Энергетические затраты связаны прежде всего с поддержанием метаболических процессов, которые называют тратой на дыхание, меньшая часть идет на рост,… Однако такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем… В круговорот веществ в экосистеме часто добавляются вещества, попадающие сюда извне, которые концентрируются в…
Биологическая продуктивность экосистемы.
Все живые компоненты экосистемы составляют общую биомассу сообщества в целом или тех или иных групп организмов. Ее выражают в г/см3 в сыром или…
Основные экологические законы, обеспечивающие самосохранение экосистем.
Сохранение экосистемы определяется наилучшей организацией поступления в нее энергии и использования ее максимального количества.
2. Закон минимума. ( Ю. Либих, 1840.)
Устойчивость экосистемы определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть жизненные…
Лекция 4. Биосфера — глобальная экосистема Земли.
План лекции.
1. Биосфера как одна из оболочек Земли.
2. Круговорот веществ в природе.
3. Биогеохимические циклы жизненно важных биогенных веществ.
4. Учение В.И. Вернадского о биосфере
5. Биоразнообразие биосферы как результат ее эволюции
6. Эволюция биосферы
7. Ноосфера как новая стадия развития биосферы
Биосфера как одна из оболочек Земли.
Земля и окружающая ее среда в сегодняшнем ее виде сформировались в результате закономерного развития всей солнечной системы примерно за 4,7 млрд.… По новейшим данным, масса Земли составляет 641021 т, объем - 1,08341012 км3,… Литосфера (от греч. литое - камень) - каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под…
Круговорот веществ в природе
Большой круговорот веществ в природе (геологический) обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и перераспределяет… Но большой круговорот - это и круговорот воды между сушей и океаном через… Малый круговорот веществ в биосфере (биогеохимическнй) совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его - в…
Биогеохимические циклы наиболее жизненно важных биогенных веществ
Биогеохимические циклы углерода, азота и кислорода наиболее совершенны и способны к быстрой саморегуляции благодаря большим запасам этих газов в… В круговороте углерода (СО2) (скорость оборота порядка 300 лет) четко… Скорость круговорота кислорода - две тысячи лет, именно за это время весь кислород атмосферы проходит через живое…
Учение В. И. Вернадского о биосфере
Учение В.И. Вернадского о биосфере - это целостное фундаментальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни… По представлениям В.И. Вернадского, биосфера включает живое вещество (т.е. все… Сущность учения В.И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик…
Биоразнообразие биосферы как результат ее эволюции
Данные космохимии метеоритов и астероидов свидетельствуют о том, что образование органических соединений в Солнечной системе на ранних стадиях ее… Первыми автотрофами стали прокариоты - сине-зеленые водоросли и, возможно,… Но, несмотря на обилие автотрофов, в конце палеозоя, примерно 300 млн. лет назад, произошло падение содержания…
Эволюция биосферы
Отсюда очевидно, что экологические условия - продукт взаимодействия биоты и окружающей среды. В.В. Горшков, ВТ. Горшков, В.И. Данилов-Данильян и др.… Во второй концепции главным свойством жизни считается способность видов к… Жизнь на Земле существует около 4 млрд. лет, причем альтернативность вышеописанных концепций сохраняется на протяжении…
Ноосфера как новая стадия развития биосферы
Понятие «ноосфера» появилось в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы. Непреходящая ценность учения В.И. Вернадского о ноосфере именно в… В.И. Вернадский писал, что становление ноосферы «есть не случайное явление на… Анализируя представления В.И. Вернадского о ноосфере, Э.В. Гирусов (1986) высказал мнение, что это преобразованная…
Лекция 5. Качество окружающей среды и здоровье человека.
План лекции.
1. Экологическое нормирование.
2. Экологический мониторинг.
3. Влияние природно-экологических факторов на здоровье человека.
4. Гигиена и здоровье человека.
Экологическое нормирование
Согласно природоохранному закону Российской Федерации (2002) соблюдение экологических нормативов, т.е. нормативов, которые определяют качество… • экологическую безопасность населения;
• сохранение генетического фонда человека, растений и животных;
Экологический мониторинг.
По территориальному охвату различают три ступени экологического мониторинга: локальный, региональный и глобальный . В программу локального… Пункты экологических наблюдений располагаются в местах концентрации населения… На региональном уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов…
Влияние природно-экологических факторов на здоровье человека.
Суть природной очаговости в том, что возбудители, переносчики и хранители болезней существуют в данных природных условиях вне зависимости от того,… Природно-очаговые болезни являлись основной причиной гибели людей вплоть до… Заболевания, связанные с окружающей человека природной средой, существуют и в настоящее время, хотя с ними ведется…
Гигиена и здоровье человека.
Гигиена – наука о здоровом образе жизни. Интенсивно начала развиваться более 100 лет назад благодаря работам Л. Пастера, И. Мечникова. Гигиенисты… Гигиена изучает влияние разнообразных факторов среды на здоровье человека, его… Главным стратегическим направлением и научно-практической деятельности гигиенистов является научное обоснование того…
Лекция 7. Антропогенные воздействия на атмосферу и гидросферу.
План лекции.
1. Характеристика загрязняющих веществ.
2. Классификация основных видов антропогенных воздействий
3. Загрязнения атмосферного воздуха
4. Главнейшие источники загрязнения атмосферы
5. Экологические последствия загрязнения атмосферы
6. Загрязнение гидросферы.
7.Экологические последствия загрязнения гидросферы.
Характеристика загрязняющих веществ.
В воздухе ЗВ рассеиваются, переносятся ветром, пары конденсируются, а аэрозоли осаждаются на поверхность почвы и водоёмов. В воде ЗВ переносятся… При поступлении ЗВ в окружающую среду они могут разрушаться фотохимически,,… При поступлении ЗВ в растительные или животные организмы, они могут накапливаться – биоаккумулировать и переходить по…
Загрязнение атмосферного воздуха
Под атмосферным воздухом понимают жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы и находящийся… Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его… Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся: вулканическая деятельность, ветровая…
Главнейшие источники загрязнения атмосферы
Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично… Черная и цветная металлургия.При выплавке только одной тонны стали в… Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих вредные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии…
Экологические последствия загрязнения атмосферы
Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид… Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO2), вызывает тяжелое заболевание легких… Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при отравлении возможен летальный…
Загрязнение гидросферы
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении… Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире — на каждого… Различают химическое, бактериальное, реже радиоактивное, механическое и тепловое загрязнения
Экологические последствия загрязнения гидросферы
Пресноводные экосистемы. Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается снижение их устойчивости, микробиологическое… Наиболее распространен процесс эвтрофикации водоемов.
Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота,…
Лекция 7. Особые и экстремальные виды воздействия на биосферу.
План лекции.
1. Загрязнение окружающей среды отходами производства и потребления
2. Шумовое воздействие
3. Биологическое загрязнение
4. Воздействие электромагнитных полей и излучений
5. Экстремальные воздействия на биосферу
Загрязнение окружающей среды отходами производства и потребления
Бытовые отходы, образующиеся в бытовых условиях, обычно твердые (ТБО), состоящие из твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и… Промышленные (производственные) отходы (ТПО) — это остатки сырья, материалов,… Промышленные отходы частью сконцентрированы в отвалах, хранилищах, но в основном, как и бытовые, из-за недостатка…
Шумовое воздействие
В зависимости от слухового восприятия человека упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц — инфразвуком,… Звуковой дискомфорт, как правило, создают не природные звуки, а антропогенные… Основные источники антропогенного шума — транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный), промышленные предприятия и…
Биологическое загрязнение
Основными источниками биологического воздействия являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные… Особую опасность представляет микробиологическое загрязнение среды… Об актуальности и многогранности проблемы биобезопасности свидетельствует новая экологическая опасность в связи с…
Воздействие электромагнитных полей и излучений
Основные источники этого вида неионизирующих излучений — электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП), от радиотелевизионных (РТС) и… Электромагнитные поля и излучения приводят к значительным нарушениям… Еще одним особым видом антропогенного воздействия на биосферу является ракетно-космическая деятельность.Мощными…
Экстремальные воздействя на биосферу
Любые военные действия наносят окружающей природной среде весьма ощутимый ущерб. Наиболее разрушительным потенциалом обладает оружиемассового… Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим… В 70—80-е гг. академиком Н. Н. Моисеевым и другими учеными было введено понятие «ядерной зимы» — модельно…
Лекция 8. Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования
Понятия об охране окружающей среды и природопользовании.
Экологический кризис и пути выхода из него
Основные направления инженерной экологической защиты
Экологическое нормирование
1. Понятия об охране окружающей среды и природопользовании.
Охрана окружающей среды — представляет систему государственных и общественных… Охрана окружающей среды тесно связана с природопользованием — общественно-производственной деятельностью,…
Экологический кризис и пути выхода из него
Группа американских ученых — Д.Х. Медоуз, Д.Л. Медоуз, И. Рэндерс, В. Беренс, а также представители «Римского клуба», используя методы системного… Современной экологической наукой доказано, что биота сама способна… При решении важнейшей задачи современности — выходу из экологического кризиса приоритетное значение имеют следующие…
Основные направления инженерной экологической защиты
Под экологизацией понимают внедрение технологических и других решений, позволяющих наиболее эффективно использовать природные ресурсы и условия без… Под безотходной технологией понимают такой способ производства, который… Огромное значение для снижения уровня загрязнения окружающей среды, экономии сырья и энергии имеет повторное…
Экологическое нормирование
Согласно природоохранному закону Российской Федерации (2002) соблюдение экологических нормативов, т.е. нормативов, которые определяют качество… • экологическую безопасность населения;
• сохранение генетического фонда человека, растений и животных;
Лекция 9. Инженерная экологическая защита.
План лекции.
1. Защита атмосферы
2. Защита гидросферы
3. Защита литосферы
4. Защита биотических сообществ
Защита атмосферы
• экологизацию технологических процессов;
• очистку газовых выбросов от вредных примесей;
• рассеивание газовых выбросов в атмосфере;
Защита гидросферы
Важнейшая и наиболее сложная проблема — зашита поверхностных вод от загрязнения, для чего предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:
• развитие безотходных и безводных технологий и систем оборотного… • очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
Лекция 10.Защита окружающей природной среды от особых видов воздействий.
План лекции.
1. Защита от отходов производства и потребления
2. Защита от шумового воздействия
3. Защита от электромагнитных полей и излучений
4. Защита от биологических воздействий
Защита от отходов производства и потребления.
В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):
• строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;
• сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;
Защита от шумового воздействия
Защита от шумового воздействия — очень сложная проблема и для ее решения необходим комплекс мер: законодательных, технико-технологических,… Для защиты населения от вредного влияния шума нормативно-законодательными… Технико-технологические меры — это шумозащита с помощью комплекса технических мер по снижению шума на производстве…
Защита от электромагнитных полей и излучений
Защита от электромагнитных полей и излучений в нашей стране регламентируется Законом РФ «Об охране окружающей среды» (2002), а также рядом… Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия… Для защиты населения от неионизирующих электромагнитных излучений, создаваемых радиотелевизионными средствами связи…
Защита от биологических воздействий.
С позиции биобезопасности существенно важно также предварительное обоснование и прогнозирование возможных последствий, в частности, интродукции и… Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» (2002)…
РАЗДЕЛ 3. ПРАВОВЫЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ.
Лекция 11. Система управления и контроля в области охраны окружающей среды.
1. Источники экологического права и государственные органы управления
2. Экологическая стандартизация и паспортизация
3. Система экологического контроля в России
Экологическая стандартизация и паспортизация.
Система стандартов в области охраны природы (ССОП) имеет следующие подсистемы (группы): 0 — основные положения; 1 — гидросфера; 2 — атмосфера; 3 —… В полное обозначение стандарта СООП входят индекс (ГОСТ), номер системы (17),… Экологический паспорт предприятия — основной нормативно-технический документ, включающий данные об использовании…
Система экологического контроля в России.
Цель экологического контроля — охрана окружающей природной среды путем предупреждения и устранения экологических правонарушений для обеспечения… Должностные лица органов государственного экологического контроля… • принимать решения об ограничении, приостановлении « запрещении хозяйственной деятельности юридических и физических…
Концепция экологического риска.
Оценка уровня экологического риска является необходимым показателем, используемым при оценке качества окружающей природной среды. Государственная… При оценке допустимого экологического риска антропогенного воздействия… При оценке риска стихийных бедствий учитывают возможное число погибших и пострадавших людей, а также экономические…
Экологические права и обязанности граждан.
• благоприятную окружающую среду;
• достоверную информацию о состоянии окружающей среды;
• использование природной среды (природных ресурсов) для удовлетворения своих личных потребностей (экономических,…
Лекция 12. Экология и экономика.
План лекции.
1. Экономическое регулирование в области охраны окружающей среды
2. Государственный учет природных ресурсов и загрязнителей
3. Лицензии, договоры и лимиты на природопользование
4. Плата за использование природных ресурсов и негативное воздействие на окружающую среду
5. Финансирование природоохранной деятельности
6. Понятие о концепции эколого-экономического устойчивого развития.
Экономическое регулирование в области охраны окружаю-
Щей среды.
Согласно Федеральному природоохранному закону (2002) к основным методам экономического регулирования государственных и рыночных отношений в области… • установление платы за негативное воздействие на окружающую среду;
• установление лимитов на выбросы и сбросы загрязняющих веществ и микроорганизмов, а также лимитов на размещение…
Лицензии, договоры и лимиты на природопользование
Лицензия (разрешение) на комплексное природопользование — документ, удостоверяющий право его владельца на использование в фиксированный период… В лицензию на комплексное природопользование включают:
1) основные характеристики природного объекта, разрешенного к использованию;
Финансирование природоохранной деятельности.
Государственное (бюджетное) финансирование направлено главным образом на выполнение целевых программ, ликвидацию последствий техногенных катастроф… Внебюджетное финансирование, т.е. за счет средств из внебюджетных источников —… Финансирование за счет собственных средств природопользователей является основным. Согласно Закону РФ «Об охране…
Лекция 13. Международное сотрудничество в области экологии.
План лекции.
1. Роль международных экологических отношений
2. Национальные и международные объекты охраны окружающей среды
3. Участие России в международном экологическом сотрудничестве
Роль международных экологических отношений
Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды регулируется международным экологически правом, в основе которого лежат… Высокая приоритетность экологического фактора в международных отношениях… 2. Национальные и международные объекты охраны окружающей среды