- •Краткий курс лекций по дисциплине «экология»
- •Предмет, структура, проблемы, задачи, методы экологии
- •Среда обитания. Экологические факторы
- •Экологические системы
- •Биосфера
- •Законы экологии
- •Антропогенное воздействие человека на окружающую природную среду
- •Антропогенное воздействие на атмосферу
- •Антропогенное воздействие на водные системы
- •Пдк некоторых примесей в питьевой воде, мг/л
- •Загрязнение поверхности земли
- •Экологические проблемы большого города
- •5) Деградация растительности.
- •6) Воздействие электромагнитных полей и излучений – «электронный смог», шумовое загрязнение.
- •Экологическая безопасность, экологическое нормирование, экологический риск
- •Основные понятия экономики природопользования.
- •Экологический кризис, пути выхода из экологического кризиса. Международное сотрудничество по преодолению экологического кризиса
- •1. Сдержать рост населения.
- •2. Снизить природоемкость экономики.
- •1987 Г.Отчет мкоср «Наше общее будущее», в котором был резко обострен вопрос о необходимости поиска новой модели цивилизации.
Министерство образования и науки российской федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Физическая химия»
Краткий курс лекций по дисциплине «экология»
Челябинск
2006
Предмет, структура, проблемы, задачи, методы экологии
Экология – наука о взаимоотношениях организмов и среды их обитания ее предмет:
взаимоотношения живых организмов между собой и окружающей неживой природой (средой);
закономерности размещения и организации сообществ растений и животных;
динамика их численности;
факторы выживания и продуктивности;
потоки энергии и круговороты веществ, в которых участвуют организмы.
Термин «экология» (от греч. oikos – жилище, обитель, дом и logos – слово, учение) ввел в 1866 г Эрнст Геккель (1834–1919) – немецкий зоолог, он означает «знание, учение о доме, обители, месте обитания».
Антропоцентрический, технологический, технократический подход к решению вопроса о взаимоотношениях Человека и Природы. Согласно этому подходу человек не включается как цивилизация в число организмов природы. Считается, что законы, управляющие жизнью сообществ растений и животных в природе не распространяются на человека (или играют подчиненную роль по отношению к законам жизни людей). Живая природа и человеческое общество рассматриваются как 2 разные системы, внутренние связи в каждой из которых сильнее и существеннее, чем связи между ними. При таком подходе взаимоотношения человека и природы строятся по правилам, которые устанавливает сам человек. Возникшие проблемы окружающей среды считаются следствием неправильного ведения хозяйства, высокой отходности и ресурсоемкости, несовершенства технологий. Потому эти проблемы выглядят принципиально устранимыми технологическим путем, а законы природы не могут и не должны мешать экономическому росту, научно-техническому и социальному прогрессу человечества.
Биоцентрический или экоцентрический подход к решению вопроса о взаимоотношениях Человека и Природы. Основан на представлении, что человек как биологический вид в значительной мере остается под контролем главных экологических законов и в своих взаимоотношениях с природой обязан принимать ее условия. Развитие человеческого общества – часть эволюции природы, где действуют законы экологических пределов, необратимости и отбора. Возникновение проблем окружающей среды обусловлено не просто ее загрязнением, но превышением порога выносливости биосферы, нарушением ее регуляторных функций. В рамках экоцентрического подхода прогресс человеческой цивилизации ограничен её безусловной зависимостью от состояния живой природы и ее законов.
Структура науки экологии.
В настоящее время экология превратилась из частного раздела биологии в обширный и еще окончательно не сформировавшийся комплекс фундаментальных и прикладных дисциплин, называемый мегаэкологией, в котором выделяют несколько разделов:
Общая экология объединяет экологические знания на едином научном фундаменте. Ее ядро – теоретическая экология, устанавливает общие закономерности функционирования экологических систем.
Биологическая экология – основа экологии, изучает взаимодействие биологических структур с окружающей средой.. Главные ее части:
Экология естественных биологических систем.
Экология таксономических групп организмов — царств бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т. п.
Эволюционная экология — учение о роли экологических факторов в эволюции и о смене экологических условий в истории Земли.
Геоэкология – изучает взаимоотношения организмов и среды с точки зрения их географической принадлежности и влияния географических факторов.
Экология человека и социальная экология – изучает взаимодействие человека с окружающей средой его жизни и хозяйственной деятельности – природной, техногенной, социально-экономической, культурной.
Глобальная экология – сформировалась на стыке биоэкологии и геохимии Земли, на основе изучения роли живых организмов в планетарной трансформации солнечной энергии и в круговороте химических элементов, включает учение о биосфере — глобальной экосистеме, и ее взаимодействию с техносферой.
Экология промышленности, сельского хозяйства, транспорта, промысловая экология – прикладные экологические дисциплины, изучающие различные аспекты взаимоотношений с окружающей средой отдельных отраслей хозяйства человеческой цивилизации.
Охрана природы – комплексная прикладная межотраслевая дисциплина, которая разрабатывает принципы и методы сохранения и восстановления природных ресурсов, сохранения качества природной среды.
Охрана окружающей среды – комплексная прикладная межотраслевая дисциплина, которая разрабатывает принципы и методы обеспечения оптимального для здоровья и жизни человека состояния окружающей его среды – природной, техногенной, социально-экономической, культурной.
Проблемы экологии.
Объем антропогенного воздействия на биосферу в 20-м веке приблизился к пределу ее устойчивости, а по некоторым параметрам его превзошёл, о чем свидетельствует:
резкое сокращение площади ненарушенных экосистем, их деградация, необратимое количественное и качественное обеднение биосферы;
потребление возобновимых природных ресурсов (вода, почва, биомасса растений и животных) достигло или превысило темпы их естественного прироста;
химическая деформация среды как результат загрязнения отходами человеческого хозяйства, угроза здоровью людей;
разомкнутость антропогенного круговорота веществ (отходы содержат много веществ и материалов, не утилизируемых в естественных круговоротах – ксенобиотиков);
резкое сокращение запасов невозобновимых (минеральных и топливных) ресурсов.
Природа отвечает на антропогенное давление часто непредвиденными изменениями, создающими экологическую опасность:
антропогенное преобразование ландшафтов и их загрязнение имеют неконтролируемое последствие в виде зон экологического риска, экологических бедствий, экономических потерь;
избирательное воздействие на отдельные виды микроорганизмов, растений, животных вызывает неконтролируемые цепные реакции нарушают устойчивость экосистем, ведут к их разрушению;
мутации живых организмов под действием химического и радиационного загрязнения среды (повышенная устойчивость, адаптивность, иногда – опасные для человека свойства мутантов).
Человек оказался в ловушке противоречия между своей консервативной биологической природой и нарастающим его отчуждением от природы. Человек использует изобретенные им технологии и средство жизнеобеспечения, что позволяет ему в большой степени освободиться от давления естественного отбора и межвидовой конкуренции. Все это привело к следующим последствиям:
огромное увеличение и продолжение роста численности людей, не связанное с повышением их биологического качества (для человека характерны совершенно немыслимые в природе наследственные заболевания, наследственная предрасположенность к болезням, низкий иммунобиологический статус, возрастная хронизация болезней);
человечество приобрело черты цивилизации потребления, экономика ее поддерживается преимущественно за счет провокации большого числа вторичных, факультативных потребностей, удовлетворение которых ведет к избыточной технологической нагрузке на природу и окружающую человека среду.
Задачи экологии.
Главная задача – консолидация ее различных разделов и огромного фактического материала на единой теоретической платформе для создания системы реальных взаимоотношений природы и человеческого общества.
Научно-практические задачи:
диагностика состояния природы планеты, определение порога выносливости биосферы и степени обратимости ее изменений;
прогнозирование регионального и глобального состояния окружающей среды при разных сценариях экономического и социального развития стран, регионов и человечества в целом;
отказ от природопокорительской идеологии и создание новой, направленной на экологизацию экономики, производства, техники, политики, образования;
формирование экологического мировоззрения, которое приведет масштабы и характер хозяйственной деятельности в соответствие с экологической выносливостью природы и предотвратят глобальный экологический кризис.
Методы экологии.
Системный подход присутствует во всех экологических исследованиях, так как любой объект экологии представляет собой систему или часть системы в силу всеобщей связи элементов живой природы.
Методы регистрации и оценки состояния среды являются частью любого экологического исследования (метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености, химического состава воды; определение характеристик почвенной среды, измерения освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей, определение химической и бактериальной загрязненности среды и т.п.)
Экологический мониторинг — периодическое или непрерывное слежение за состоянием экологических объектов и за качеством среды.
Методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных лежат в основе изучения природных сообществ (подсчеты особей на контрольных площадках, в объемах воды или почвы, маршрутные учеты, отлов и мечение животных, наблюдения за их перемещениями с помощью телеметрии, аэрокосмической регистрации численности стад, скоплений рыбы, густоты древостоя, состояния посевов и урожайности полей).
Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов.
Методы изучения взаимоотношений между организмами в многовидовых сообществах – натурные наблюдения и лабораторные исследования пищевых отношений, пищевого поведения.
Методы математического моделирования – потребность в них очень велика, но математический расчет параметров и процессов биосферы требует большего времени, чем весь период существования Земли как твердого тела, потенциально-осуществимое разнообразие природы оценивается числами от 101000 до 1050.