- •Основы экологии
- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Министерства здравоохранения и социального развития российской федерации"
- •Основы экологии
- •Для студентов факультета клинической психологии
- •10. Природные ресурсы, рациональное использование
- •11. Природные ресурсы, рациональное использование
- •12. Природные ресурсы, рациональное использование животного мира. 168
- •Тема 1.Экология как наука.
- •К факторам природной среды относятся:
- •Стратегия блоковых моделей.
- •Стратегия анализа экспериментальные компонентов.
- •Классификация экологических факторов
- •Тесты по теме
- •Тема 2. Структура и функционирование экосистем (экологические факторы, пищевые цепи, трофические пирамиды)
- •Тема 3. Структура и функционирование экосистем (биогеохимические циклы, антропогенное влияние на круговорот элементов)
- •Круговорот азота (n).
- •Круговорот фосфора (р).
- •Круговорот серы.
- •Антропогенное влияние на круговорот элементов.
- •Энергия в экосистемах.
- •Баланс солнечной радиации
- •Принципы функционирования экосистемы:
- •Тесты по теме
- •10. Закон экологической корреляции - это….
- •11. Закон одно направленного потока энергии (закон сохранения жизни) - это….
- •12. Закон пирамиды энергии (закон 10%) - это….
- •Тема 4. Симбиотические отношения между видами в экосистеме. Экологическая ниша.
- •Нейтрализм, аменсализм и комменсализм.
- •Паразитизм, протокооперация и мутуализм.
- •Концепция экологической ниши
- •Динамика и освоение (заполнение) экологических ниш. Реализованные ниши большинства видов меняются во времени и пространстве. Временную динамику обычно рассматривают в двух интервалах.
- •Структура биогеоценоза.
- •Основные характеристики сукцессии.
- •Тесты по теме
- •1.Антропогенная сукцессия - это…
- •2.Зоогенная сукцессия - это….
- •3.Катастрофическая сукцессия - это….
- •4.Циклическая (вековая) сукцессии - это….
- •Тема 6. Среда обитания: гидросфера, литосфера,
- •Информационный материал
- •Организация гидросферы.
- •Использование водных ресурсов (км3) речной сток – 40 000 км3
- •Литосфера.
- •Динамика питательных веществ в почве.
- •Экологические функции почвы.
- •Атмосфера
- •Самостоятельная работа студентов
- •Распределение земельного фонда по угодьям1) (на конец года; миллионов гектаров)
- •Снятие и использование плодородного слоя почвы1) (миллионов кубических метров)
- •Тесты по тем
- •Тема 7. Техногенная среда обитания человека.
- •Взвешенные вещества
- •Соединения серы.
- •Оксиды азота
- •Углеводороды
- •Самостоятельная работа студентов
- •Выбросы и улавливание загрязняющих атмосферу
- •Выбросы наиболее распространенных загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8. Техногенная среда обитания человека.
- •Загрязнители вод
- •Промышленные сточные воды
- •Самоочищение водотоков.
- •Зоны самоочищения водотоков
- •Правила охраны поверхностных вод от загрязнения
- •Загрязнение океана.
- •Самостоятельная работа студентов
- •Сброс загрязненных сточных вод по бассейнам отдельных морей и рек
- •Сброс основных загрязняющих веществ со сточными водами
- •Сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты по субъектам Российской Федерации
- •Тесты по теме
- •Тема 9. Природные ресурсы, рациональное использование
- •Природные ресурсы
- •Технологии комплексного использования природных ресурсов.
- •Водные ресурсы. Водопользование. Под водными ресурсами понимают запасы поверхностных и подземных вод, находящихся в водных объектах, которые используются или могут быть использованы. Водные объекты
- •Основные принципы водопользования
- •Права и обязанности собственников водных объектов, водопользователей при использовании водных объектов
- •Сравнение водопользования в Российской Федерации и сша
- •Самостоятельная работа студентов Провести анализ таблиц
- •Использование свежей воды на хозяйственно-питьевые нуждыпо субъектам рф
- •5. Водный кодекс рф от 03.06.2006 n 74-фз
- •Тема 10. Природные ресурсы, рациональное использование недр. Антропогенное воздействие на ресурсы недр
- •Первоочередные направления государственной политики в области недропользования
- •Недропользование в России
- •К 2015 году в России могут исчерпаться рентабельные запасы нефти
- •Самостоятельная работа студентов
- •Тесты по теме
- •1.Сроки недропользования для геологического изучения
- •2.Сроки недропользования для добычи полезных ископаемых
- •3.Сроки недропользования для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых -
- •5. Водный кодекс рф от 03.06.2006 n 74-фз
- •Тема 11. Природные ресурсы, рациональное использование лесов.
- •Основные принципы лесопользования.
- •Рациональное использование лесов
- •Проблемы лесопользования Платное лесопользование?
- •Лесные ресурсы
- •Основные показатели лесного фонда
- •Рубки леса главного пользования
- •Оставлено древесины на лесосеках и очистка мест рубок
- •Лесовосстановление по субъектам российской федерации
- •Площадь погибших лесных насаждений
- •Защита леса от вредителей и болезней биологическим методом по субъектам российской федерации
- •Защита леса от вредителей и болезней химическим методом по субъектам российской федерации
- •Коэффициент восстановления лесов
- •20.Лесопользователи обязаны:
- •21.Лесопользователи обязаны:
- •22.Лесопользователи обязаны:
- •23.Лесопользователи обязаны:
- •5. Лесной Кодекс рф 2010 - 2011
- •Тема 12. Природные ресурсы, рациональное использование животного мира.
- •Охрана и рациональное использование животного мира
- •Основными принципами в области охраны и использования животного мира являются:
- •Численность основных видов охотничьих
- •Добыча основных видов охотничьих животных
- •Выпуск молоди ценных промысловых рыб рыбоводными предприятиями в естественные водоемы и водохранилища
- •24.Пользователи животным миром имеют право:
- •25.Пользователи животным миром имеют право:
- •26.Пользователи животным миром имеют право:
- •27.Пользователи животным миром имеют право:
- •28.Пользователи животным миром обязаны:
- •29.Пользователи животным миром обязаны:
- •30.Пользователи животным миром обязаны:
- •31.Пользователи животным миром обязаны:
- •5. О животном мире (с изменениями на 29 декабря 2004 года)
- •Тема 13 . Особо охраняемые природные территории (оопт).
- •Категории оопт и их назначение
- •Государственные природные заповедники
- •Заповедники России
- •Предыстория образования заповедников в России.
- •Российские заповедники сейчас.
- •Национальные парки
- •Национальные парки России
- •Природные парки
- •Развитие национальных природных парков России
- •Этапы развития национальных природных парков России
- •Предварительный этап создания национальных природных парков России (1971—1982)
- •Этап образования первых национальных природных парков (1983—1990)
- •Активное расширение сети национальных природных парков России (1991—1994)
- •Современный этап развития сети национальных природных парков
- •Особенности национальных природных парков России
- •Перспективы дальнейшего исторического развития национальных природных парков России
- •Государственные природные заказники
- •Памятники природы
- •Ботанические сады и дендрологические парки
- •Ботанические сады и дендрологические парки России
- •Лечебно-оздоровительные местности и курорты
- •Федеральный закон "Об особо охраняемых природных территориях"
- •Раздел X. Ответственность за нарушение режима особо охраняемых природных территории
- •Самостоятельная работа студентов
- •Тема 14. Правовое обеспечение охраны окружающей природной среды (опс).
- •Основания для возникновения экологических правоотношений – это юридические факты.
- •Субъекты экологических правоотношений:
- •Содержание экологических правоотношений
- •Природные ресурсы
- •"Закон об охране окружающей природной среды" является головным актом экологического законодательства прямого действия. В нем определялись принципы охраны опс.
- •Экологическое правонарушение
- •Классификация экологических правонарушений:
- •1.Противоправный характер:
- •2. Вред природной среде (либо угроза его наступления). Административное правонарушение
- •Тесты теме
- •Тема 15 Глобальные экологические проблемы. Научно-технический прогресс и устойчивость экологических систем
- •Научно-технический прогресс и устойчивость экологических систем
- •Самостоятельная работа студентов Провести анализ таблицы
- •Число преступлений по ст. 209 («Бандитизм») и
- •210 Ук рф («Организация преступного сообщества»)
- •Тест по теме
- •Тема 13. Итоговое занятие
- •11.Симбиотические отношения в экосистеме.
- •12.Экологическая ниша.
- •15.Основные характеристики сукцессии.
- •55.Закон экологической корреляции это…
- •56.Закон одно направленного потока энергии (закон сохранения жизни) это…
- •57. Закон пирамиды энергии (закон 10%) это…
- •64. Антропогенная сукцессия это…
- •65. Зоогенная сукцессия это…
- •66. Катастрофическая сукцессия это…
- •67. Циклическая (вековая) сукцессия это…
- •161.Зона разложения водоемов - это…
- •162.Зона разложения водоемов - это…
- •190.Лесопользователи обязаны:
- •191.Лесопользователи обязаны:
- •195.Пользователи животным миром имеют право:
- •196.Пользователи животным миром имеют право:
- •197.Пользователи животным миром обязаны:
- •198.Пользователи животным миром обязаны:
- •199.Пользователи животным миром обязаны:
- •200.Пользователи животным миром обязаны:
- •Словарь терминов и персоналий (глоссарий)
- •Зона самоочищения водного объекта – акватория, на которой проходят процессы загрязнения и самоочищения.
- •Физическая деградация почв - уплотнение корнеобитаемого слоя почвы на полях и пастбищах.
- •Литература
- •Структура экологической науки. Рис. 18
- •Структура экологической науки. Рис.19.
К факторам природной среды относятся:
Энергетические состояния среды: тепловые, волновые, магнитные, гравитационные поля.
Химический состав атмосферы.
Динамический характер атмосферы - движение воздуха.
Водный компонент среды: влажность воздуха, влага земной поверхности, химический состав вод.
Химический и физический состав поверхности Земли.
Механически характер поверхности Земли: равнинность, холмистость, гористость.
Степень сбалансированности климатических компонентов, которые обеспечивают ритм природных условий (ветры, землетрясения, наводнения).
Состав биологической части экосистемы (микробиоценозы, фитоценозы, зооценозы).
Плотность населения людей и взаимодействие людей как биологических факторов.
Природная среда не имеет видимых следов пребывания человека – это примерно 1/3 территории Земного шара, в т.ч. в Антарктиде почти 100%, в С.Америке 37%, России – 33%, в Австралии, Океании, Африке – 27%, Ю.Америке – 20%, в Азии 13%, в Европе – 3%. Таким образом, природная среда сохранилась там, где она не доступна для преобразования человеком.
Квазиприродная среда (КПС) – это все виды модификации человеком природной среды. Основным свойством КПС является отсутствие способности самоподдержания. Без регулирующего воздействия человека КПС разрушается и постепенно превращается в природную среду. К объектам квазиприродной среды относятся: все культурные растения, дороги без твердого покрытия, культурные растения, искусственные зеленые насаждения, домашние животные.
Расширение КПС требует больших усилий и больших затрат по ее поддержанию. Все это сдерживает развитие человечества в рамках биосферы.
Артеприродная среда – это искусственный мир, созданный человеком. Он имеет особенности: этот мир не имеет аналогов в естественной среде, это преобразованное человеком вещество; этот мир чужд естественной природной среде; этот мир без непрерывного антропогенного обновления полностью разрушается (так как может не включаться в биогеохимические циклы) и постепенно замещается естественной природной средой.
К объектам артеприродной среды относятся: все внутренне пространство работы и жилья; все технологическое оборудование; в) синтетические материалы.
Современный человек окружен в основном квазиприродной и артеприродной средами. Эти среды могут своим воздействием смягчать действие окружающей природной среды (микроклимат жилищ) или полностью заменять своими элементами природную среду (условия подводного обитания, условия космического полета).
Слово экология происходит от греческого слова "ойкос", что означает дом, жилище. В буквальном смысле слова это наука об организмах, которые находятся в себя дома. Экологию определяют как науку о взаимодействии организмов со средой обитания. Экология – наука о структуре и функционировании природных систем. При этом человечество рассматривается как часть природы на земном шаре.
Предметом экологии является совокупность связей и взаимодействие между организмами и средой обитания. Весь объем биологических наук можно подразделить на несколько видов:
Фундаментальные науки. Они изучают основные формы жизни и не ограничиваются отдельными группами организмов. К ним относятся морфология, физиология, генетика, теория эволюции.
Науки, изучающие свойства (морфология, физиология) отдельных организмов, - это ботаника, зоология, бактериология и др..
Экология – относится к фундаментальным наукам, она изучает все уровни организации жизни.
Основными уровнями организации жизни являются: ген, орган, организм, популяция (это совокупность особей одного вида организмов, обитающих на данной территории и способных свободно скрещиваться друг с другом), сообщество (совокупность популяций всех видов организмов, занимающих данную территорию).
Системы, которые содержат живые компоненты на этих уровнях организации жизни, именуются: генетическая, клеточная, система органов, популяционная система, экологическая система, биосфера (самая крупная экологическая система Земли).
Биосфера включает в себя все живые организмы Земли, которые взаимодействуют между собой и средой планеты (физической и химической).
Современная биоэкология может подразделяться по уровням биологических систем:
Эндэкология – это молекулярная экология, морфологическая экология, физиологическая экология.
Экзоэкология – подразделяется на:
А. Экологию систематических групп: экология микробов, экология растений, экология животных.
Б. Системную экологию, которая включает в себя:
аутэкологию, которая изучает экологию индивидов, взаимодействие особи (представителя вида) с окружающей природной средой. При этом определяются пределы устойчивости особи в отношении различных экологических факторов, воздействие ОПС на морфологию, физиологию организмов, поведение особей;
демэкологию - проводится изучение экологии малых групп организмов;
популяционную экологию - изучается экология популяций;
экологию вида - рассматривается взаимодействие с ОПС целого вида организмов (растений, животных);
синэкологию - анализируется экология сообществ. Изучается взаимодействие особей всех видов организмов, обитающих на данной территории. Синэкология изучает сообщества с двух точек зрения:
а) статистической – определяется видовой состав группировок сообществ, их численность, пространственное распространение видов;
б) динамической - рассматривается развитие группировок и их изменения, причины этих изменений, обмен веществ и потоки энергии между различными компонентами экосистемы (пищевая цепь, трофический уровень, трофические пирамиды);
биоценологию - экологию биоценозов – изучаются совокупности животных, растений, микробов, которые совместно заселяют водоем или часть суши;
биосферологию - науку о биосфере в целом;
экосферологию – глобальную экологию.
В современной экологии можно выделить геоэкологию, которая включаетэкологию сред: атмосферы, гидросферы, литосферы;
географическую экологию - экология тропиков, высокогорья, Крайнего Севера, пустынь, островов;
ландшафтную экологию - экология культурных ландшафтов;
Экологию человека, которая изучает:
природную среду обитания,
техногенную среду обитания,
экологию народонаселения,
4. космическую экологию.
Социальную экологию, которая подразделяется на:
экологию личности,
экологию социальных групп,
экологию человеческих сообществ (экологическая демография),
этнографическую экологию,
экологию культуры,
экологию "духа".
Особое место занимает прикладная экология, которая подразделяется на:
экологический мониторинг,
промышленное, сельскохозяйственное, промысловое, военное природопользование,
Экологию воздействия физических, химических, геохимических, радиоционных факторов,
промышленную экологию,
технологическую экологию
инженерно-строительную экологию,
санитарно-производственную экологию,
экономическую экологию,
экологическую токсикологию,
10.экологию экстремальных ситуаций,
11. сельскохозяйственную экологию,
12. промысловую экологию.
Таким образом, экология – это наука о вещественном и энергетическом взаимодействии всех составляющих биосферу частей, как между собой, так и в целом с окружающей природной средой.
Объектами экологии могут быть особи, малые группы особей, популяции, сообщества, экосистемы, биосфера целиком.
В рамках современного естествознания перед экологией стоят задачи:
Исследование закономерностей организации жизни с учетом антропогенного воздействия на природные системы.
Создание научной основы эксплуатации минеральных, энергетических, биологических ресурсов Земли с целью сохранения среды обитания человека.
Восстановление нарушенных деятельностью человека природных систем – проведение рекультивации земель и водоемов.
Регулирование численности популяций и переход от промысла к хозяйствованию.
Создание эталонных участков биосферы – заповедников.
6.Организация экологического обучения с целью формирования экологической культуры и ликвидации экологического нигилизма. Целью такого обучения является формирование механизма общественного воздействия на властные и коммерческие структуры, которые препятствуют принятию экологически обоснованных решений.
Предметом экологии являются экосистемы. Основной методологической основой экологии является системный подход.
Системный подход ориентирован на:
Изучение характеристик сложноорганизованных объектов;
Изучение связей между элементами системы, характером соподчиненности элементов системы;
3. Системный подход включает в себя:
- Определение составных элементов экосистемы;
- Определение объектов окружающей природной среды, взаимодействующих с экосистемой;
- Установление структуры экосистемы, то есть, определение совокупности связей и отношений внутри экосистемы и между экосистемой и ОПС.
- Выявление законов функционирования экосистемы.
Для решения задач, стоящих перед экологией, она имеет свои собственные методы исследований.
Можно выделить три основные группы методов:
1) полевые наблюдения;
2) эксперименты (в лаборатории и в поле);
3) моделирование.
Полевые наблюдения.
Это совокупность методов проведения наблюдения за исследуемой экосистемой. При этом полностью исключается любой вид вмешательства наблюдателя в функционирование данной системы.
Полевые наблюдения – исторически первый, важнейший прием экологического исследования. Основоположниками сравнительного эколого-географического метода явились Ч.Дарвин, и А.Гумбольт.
Полевые наблюдения решают задачи:
Выделение основных типов экосистем.
Выявление взаимосвязей экосистем в изучаемых ландшафтах.
Характеристика абиотического компонента экосистемы: описание микроклимата; характеристика почвообразующих пород и типа почв; определение характера гидрологического режима.
Характеристика биотического компонента экосистемы -
определение видового состава организмов (микробов, растений, животных, населяющих экосистему).
Идентификация структуры экосистемы на качественном уровне -
установление характера связей организма с почвой, приземным слоем воздуха, водным компонентом экосистемы.
Получение количественных характеристик состава экосистем:
наземные экосистемы -
определение переменных климатических характеристик: температура, важность, концентрации газов;
определение свойств почвы: температура, влажность, концентрации элементов
определение плотности популяций (микробов, растений, животных).
водные экосистемы -
параметры водной массы - температура, соленость, концентрации газов и элементов, рН.
Количественная идентификация структуры экосистемы (количественное описание функциональных связей между компонентами экосистемы и внешним воздействием на экосистему).
В ходе таких наблюдений можно изучить зависимость интенсивности фотосинтеза от освещенности, температуры, влажности, обеспеченности биогенными элементами; зависимость скорости выедания растительности животными от запасов фитомассы, метеоусловий, плотности популяций фитофагов; зависимость скорости испарения воды из почвы от метеоусловий, свойств почвы, характера растительности.
Эксперимент.
В условиях эксперимента наблюдение осуществляется за экосистемой, в которой проведены изменения.
Если регистрация динамики численности оленей – это наблюдение,
то регистрация динамики численности оленей в условиях устранения из экосистемы хищников (волков) – это эксперимент.
Эксперименты различаются по уровню контроля над объектом наблюдения. В лабораторных условиях можно контролировать большинство экологических факторов, т.о. эксперименты даже в лаборатории являются частично контролируемыми.
Эксперименты в поле чаще всего являются не контролируемыми. В результате таких экспериментов могут возникать предвиденные последствия и непредвиденные последствия.
Классическим примером полевых экспериментов с непредвиденными последствиями явилась интродукция кроликов и лисиц в Австралию.
Экологическое наблюдение и экологический эксперимент дают эффективные результаты в сочетании с методом моделирования.
Моделирование – это последовательное сочетание построения модели, ее проверки, испытания модели и изучение и оценка полученных на модели данных.
Стратегия моделирования состоит в создании модели процесса путем его изучения и упрощения.
Модель процесса должна иметь сходство с оригинальным процессом; должна быть достаточно сложной и возможной для изучения; результаты должны согласовываться с оригинальным процессом.
Модели оцениваются по трем основным свойствам:
- реалистичности – это степень соответствия математических утверждений модели существующим представлениям о процессе;
- точности – способность модели количественно характеризовать изменения в моделируемой системе;
- общности – диапазону приложения модели, т.е. числу ситуаций, в которых модель может работать.
Для экологического моделирования применяют две различных стратегии: