0002964d[1]

МІНІСТЕРСТВО КУЛЬТУРИ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ КУЛЬТУРИ

Кафедра Фізичної культури і здоров’я

ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ ДО КУРСУ

напрям підготовки

6.010106 6.020101 6.020102 6.020103 6.020105

6.020106 6.020201 6.020202 6.020203 6.030302

факультет Хореографічного мистецтвпа

Харків – 2013 рік

2

УДК 502/504(042.4) ББК 20.1 я 73-2

О-75

Друкується за рішенням ради факультету Хореографічне мистецтво (протокол № 1 від 29.08 2013 р.)

Рекомендовано кафедрою фізичної культури і здоров’я (протокол № 5 від 12.02. 2013р.)

Рецензенти:

Матвєєв Микола Дмитрович, кандидат біологічних наук, доцент Км’янець-Подільского національного університету ім. І. Огієнка.

Церковний Альберт Олександрович, кандидат психологічних наук, зав. кафедри соц. психології, доцент ХДАК.

Розробники :

Кушнарьов Ігор Олегович, кандидат біологічних наук, доцент,зав.кафедри фізичної культури і здлров’я ХДАК Бондалєтов Іван Гнатович, доцент кафедри фізичної культури і здлров’я ХДАК

Основи екології: Конспект лекцій для бакалаврів усіх спеціальностей/ Харк. держ. акад. культури; роробники.: І.О.Кушнарьов., І.Г. Бондалетов — Х., 2013. — 121с.

Зміст курсу розкриває основи екологічних знань, головні закони існування біогеоценозів та вплив антропофакторів на єкосистеми. Для викладачів, магістрів, аспірантів,слухачів системи підвищення кваліфікації та післядипломної освіти.

УДК

ББК

©Харківська державна академія культури, 2013 р.

©Кушнарьов І.О.,Бондалетов І.Г. 2013 р.

3

Зміст

1.Вступ …………………………………………… 4

2.Лекція 1. Екологія як наука…………………… 5

3.Лекція 2. Основні фактори зовнішнього середовища …………………………...10

3.Лекція 3. Глобальна екологія …………………..24

4.Лекція 4. Біогеохімічні цикли елементів ……. 36

5.Лекція 5. Біосфера та ноосфера ………………..47

6.Лекція 6. Атмосфера. Забруднення повітря …...54

7.Лекція 7. Гідросфера. Охорона гідросфери……66

8.Лекція 8. Літосфера та її охорона ……………...78

9.Лекція 9. Охорона флори і фауни………………92 10. Лекція 10. Демографічні проблеми людства… 106

11.Список рекомендованої літератури…………. 116

12. Основні терміни та поняття………………… 118

4

Вступ

Екологія – це відносно молода наука, яка виникла на межі декількох наук і досить стрімко розвивається. Важливість цього напряму пов’язана із цілою низкою проблем, що досить значно загострилися наприкінці ХХ сторіччя. Недбайливе ставлення до природи, нерозуміння основних законів існування біогеоценозів призвело до появи загальнопланетних проблем, які називають глобальними. Однією з важливіших є екологічна проблема.

Курс містить десять лекцій, котрі розкривають більшість питань сучасної екології. Особлива увага приділяється впливу антропогенних факторів на стан оточуючого середовища, розглядаються шляхи зменшення тиску людини на екосистеми. Ціла низка проблем стосується також літосфери, гідросфери, атмосфери, флори та фауни України.

Лекційний курс розрахований на небіологічні спеціальності, тому для бажаючих більш глибше зануритись у проблеми екології наводиться список рекомендованої літератури.

Сподіваюсь, що курс лекцій допоможе студентам розібратися у законах існування життя та основних тенденціях сучасної екології.

5

Лекція 1. Екологія як наука.

В ході розвитку людського суспільства науки виникають, сягають своїх вершин, зливаються з іншими науками, а той геть втрачають свою актуальність, виконавши свою роль

Як відомо з історії, залежно від рівня розвитку суспільства, від його потреб і проблем з часом мали місце періодичні зміни наук-лідерів. Якщо у 16 ст. - 18 ст. лідером була механіка; у 19 ст. - фізика; у 20 ст. - хімія та ядерна фізика, то на сучасному етапі лідером стала екологія, яка перетворилась з суто біологічної дисципліни на науи про стратегію і тактику виживання людства.

На прикінці 18 початку 19 ст. почався досить швидкий процес диференціації наук.

Наприклад: "природознавство" розчленувалась на: біологію, ботаніку, зоологію, анатомію рослин, морфологію рослин і т. п.

До кінця ХХ ст. процес диференціації в основному завершився і розпочався новий етап – синтез наукових знань.

У галузі вивчення природи почала формуватись екологія як одна з перших синтетичных міждисциплінарних наук.

Її мета - на базі спеціальних аналітичних наукових дисциплін дати загальну картину структури і функціонування природи та визначити місце і роль людини в природних процесах. В цьому розумінні екологія - наука майбутнього.

Існування живої природи на нашій планеті та процвітання людського суспільства залежать від того, наскільки об'єктивно та своєчасно будуть розкриті закономірності існування біосфери та розроблена стратегія дій людини щодо природи.

Видатний американський вчений Ю. Одум (1970-1980 рр.) одним з перших почав розглядати екологію як міждисциплінарну науку, що досліджує складні системи у природі та суспільстві, тобто вивчає місце людського суспільства щодо природного середовища.

Як міждисциплінарна наука екологія взяла на озброєння більшість методів біологічних та гуманітарних наук.

Екологія залишилася точною біологічною наукою, бо досліджує живі об'єкти та їх сукупність.

6

Але вона стала і гуманітарною наукою, бо визначає місце людини в природі, формує її світогляд та сприяє оптимізації розвитку соціальних та виробничих процесів.

Вперше термін "екологія" був запропонований нім. вченим Е. Геккелем у 1866 р. У дослівному перекладі з грецької ("oikos" - дім) це наука про "дім", тобто про природу, що оточує нас.

Вона вивчає умови існування живих організмів, їх взаємозв'язок з довкіллям.

Екологія як наука поділяється на три частики:

загальна екологія (вивчає основні закономірності функціонування екологічних систем);

глобальна екологія - вивчає біосферу в цілому; прикладна екологія - вивчає взаємовідносини живих

організмів із середовищем.

За даними академіка К. М. Ситника та М. І. Будико (19901992 р.).

Вважається, що екологія тісно пов’язана із 70 великими науковими дисциплінами.

Становлення екології як синтетичної науки є наслідком науково-технічного прогресу та зміни місця людини в природі.

На перших етапах розвитку людства його вплив на природне середовище був незначним, а виробнича діяльність спиралась на природні сили навколишнього середовища (енергія води, вітру, викопні ресурси).

У ХХ ст. людина отримала можливість активно впливати на довкілля та користуватись раніше недоступними для неї ресурсами. Виникла ідея, що людина - хазяїн природи, а природа - невичерпне джерело потрібних їй ресурсів.

Розвинулась екологічна криза, яку спричинили:

∙а) стрімко зростаюча чисельність населення;

∙б) поява атомної енергетики;

∙в) розробка та створення озброєння нового типу, здатного знищити все живе;

∙г) супутникові та комп'ютерні технології.

∙ д) розкіл людського суспільства на конкуруючі блоки ( захід-схід, соціалізм-капіталізм, розвинуті та країни третього світу).

7

Екологія першої половини минулого століття була наукою, що тільки пояснювала причини природних явищ та їх механізми.

Сучасна екологія - наука, яка прогнозує та контролює результати того чи іншого впливу людини на природу.

Сучасна екологія розчленована на 4 взаємозв'язані розділи:

∙аутекологія - вивчає фактори середовища та їх вплив на живі організми;

∙демекологія - вивчає популяції та їх взаємозв'язок між собою і довкіллям;

∙синекологія - вивчає співіснування організмів, їх угрупувань одне з одним і умовами існування;

∙соціальна екологія - вивчає взаємодію людини та біосфери та місце людського суспільства у природі.

За думкою інших вчених (Г. Білявського та М. Падуна) екологія поділяється на:

∙біоекологію;

∙геоекологію;

∙техноеклогію;

∙соціоекологію;

∙космічну еклогію;

Об'єктом науки є екологічні системи чи елементи екосистем планети.

Предмет дослідження - взаємозв'язки між живими і неживими компонентами екосистеми.

Основними завданнями екології є:

а) вивчення загального стану сучасної біосфери; взаємозв'язку біологічних систем з атмо-, гідро-, літосферами та техносферою;

б) розробка методів збору інформації та аналізу біосфери; в) розробка пропозицій щодо створення заповідних та

охоронних територій; г) розробка пропозицій для законодавства з питань

експлуатації природних ресурсів та охорони природного середовища;

д) прогнозування на основі екологічних знань епідемій і

проведення заходів щодо локалізації	захворювань людини,
тварин та рослин.

8

Екосистема - природний комплекс живих організмів і середовища, які пов'язані обміном речовин, енергії та інформації.

Екосистемою може бути той комплекс, де відбувається внутрішній колообіг речовин.

Живі організми представлені в екосистемах особинами ("генетами").

Найпростіша екосистема – жива клітина.

"Рамет" - продукт розпаду генета на самостійні одиниці. Наприклад: пагони малини, пирію чи будяка.

Виділяють:

∙а) мікроекосистеми (пеньок з грибами; болото);

∙б) мезоекосистеми (ділянка лісу, озеро, водосховище);

∙в) макроекосистеми (континент, океан).

Глобальною екосистемою є біосфера нашої планети (область існування живих організмів).

Методи, які використовує екологія як комплексна наука, поділяються на 3 групи:

∙методи збору інформації про стан екологічних об'єктів (рослин, тварин, мікроорганізмів, екосистем, біосфери);

∙методи обробки отриманої інформації;

∙методи інтерпретації отриманих матеріалів (тлумачення, розкриття змісту).

Методи збору інформації:

∙а) спостереження за допомогою приладів;

∙б) експеримент (вивчення вирубок лісу, створення водосховищ, заростання та заселення вулканічних покладів);

∙в) моделювання (акваріум - модель ставка).

Реальні екосистеми - багатовидові.

Модель - досить спрощена екосистема.

Вербальні моделі - словесні описи процесів екосистем. Графічні моделі - схематичні зображення компонентів

системи та зв'язків між ними.

Математичні моделі - опис екологічної системи у вигляді математичних виразів.

Досвід роботи за Міжнародною біологічною програмою показує недоцільність моделювання цілих екосистем, бо вимагає великих затрат та багато часу.

9

Так розробка моделі низькотравних прерій у США зайняла 8 років; над нею працювали 200 вчених. Загальні витрати склали 10 млн. доларів.

Великі екосистеми, такі як біосфера, практично не моделюють за велику кількості зв'язків, що є в них.

Усередині ХХ століття проводиться багато екологічних досліджень, у яких помітну роль відіграють і екологи України.

Перший екологічний центр досліджень в Україні був створений у 1930 р. при Харківському державному університеті.

Світове визнання отримали дослідження українських вчених: І. Г. Підоплічка; Ф. А. Гриня; С. М. Стопка; П. С. Погрібняка; Д. В. Воробйова. Досліджує штучні ліси України О.

Л.Бельгардт (1971 р.); значення лісової підстилки - А. П. Травлєєв (1980-1985 р.).

Академік М. Г. Холодний - вивчає екологію залізобактерій.

Усучасний період в Україні широке визнання отримали екологічні роботи академіків М. А. Голубця, К. М. Ситника, Ю. Р. Шеляг-Сосонка.

Головні екологічні центри України – Харків, Київ, Львів, Дніпропетровськ.

Нещодавно відкрито Інститут екології Карпат.

Екологи України зробили вагомий внесок у розробку методів оцінки рівня радіоактивного забруднення великих територій та зниження екологічних збитків від наслідків аварії на ЧАЕС.

Є. М. Кондратюк (1970-1980 рр.) розробив методи рекультивації териконів Донбасу.

В. С. Крисаченко досліджує систему "людина - природне середовище" з точки зору філософських проблем.

Особливості екологічної науки ХХ століття.

І - дані цієї науки використовувались як інструмент політичної боротьби соціальних угрупувань.

Наприклад: у 60х-80х рр. в умовах холодної війни екологічна криза та екологічні проблеми розглядались не як наслідки технічного "прогресу", а як наслідок капіталістичного чи соціального способів господарювання.

Тобто, екологічні труднощі розглядались як результат політичної системи.

10

ІІ - екологічна інформація використовується різними громадськими рухами ("зелені"), що приносить позитивний вплив на громадську свідомість.

Сучасна екологія намагається вирішити проблему екологічної кризи.

Стимулом для прогресу екологічної науки на межі ХХІ ст.. виявився громадський інтерес до неї.

У1992 р. Міжнародний Інститут Геллопа провів опитування

у22 країнах світу за анкетою "Здоров'я планети".

Це опитування показало, що більшість населення світу справедливо пов'язує погіршення свого власного здоров'я зі станом природного середовища. Серед причин - індустрія, погані технології, марнотратство, екологічне неуцтво.

Лекція 2. Основні фактори зовнішнього середовища.

Екологічні чинники. Вчення про екологічні чинники є одним з ключових біологічних розділів екології. Вплив природного середовища на співтовариства, популяції, види і окремі особини визначається її компонентами, які і називають екологічними чинниками. Будь-яка група організмів оточена природним середовищем, під яким екологи мають на увазі всі чинники живої і неживої природи. Розрізняють три групи чинників природного середовища.

Абіотичні чинники обумовлені властивостями неорганічно го оточення. Сюди відносяться компоненты клімату: світло, температура, вологість, тиск, підводні течії і вітри, довгота дня, зміна пір року; хімічний склад повітря, води і грунти, наявність в грунті живильних речовин, її водопроникність і вологоємкість; радіаційний фон.

Біотичні чинники включають стосунки між особинами усередині виду, а також з особинами інших видів. Комахи збирають нектар і переносять пилок рослин, хижаки поїдають жертв, бактерії виробляють отрути що руйнують клітки живих організмів. Обпадаюче листя служить їжею і проживанням комахам і мікроорганізмам.

Важливим чинником є кількість і якість їжі, її вплив на плодючість і тривалість життя особин. З'ясовано, наприклад, що