С.2.Б.5.«Экология - Кубанский государственный аграрный

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Рабочая программа дисциплины
С.2.Б.5.«Экология»
(индекс и наименование дисциплины)
Специальность
270114.65 «Проектирование зданий»
Специализация
Инженер-архитектор
Факультет
Инженерно-архитектурный
Кафедра-разработчик
Прикладной экологии
Ведущий
преподаватель
Францева Татьяна Петровна
Краснодар
2011
1 Цель и задачи дисциплины
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целью курса «Экология» является повышение экологической
грамотности, весьма актуальной в период экологического кризиса, и
заполнение пробела в общем фундаментальном естественно научном
образовании студентов инженерных специальностей.
1.2 Задачи изучения дисциплины
В плане становления научного мировоззрения студентов программа
призвана способствовать формированию представлений о человеке как о
части природы, о единстве и самоценности всего живого и невозможности
выживания человечества без сохранения биосферы, а также обучить
грамотному восприятию явлений, связанных с жизнью человека в природной
среде, в том числе и с его профессиональной деятельностью.
Связь курса с будущей профессией студентов предполагается в
введении в конце семестра 1-2 лекций посвященных экологическим
проблемам, связанным с профилем направления.
В целом курс носит мировоззренческий характер и построен таким
образом, чтобы вводить необходимые базовые естественнонаучные понятия
для создания представлений о биосфере, месте в ней человека и проблем,
связанных с технологической цивилизацией.
Дисциплина «Экология» тесно связана с другими дисциплинами
учебного плана: химией, инженерной геологией, планировкой сельских
населенных мест, безопасностью жизнедеятельности и др.
1.3Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Инженер должен знать:
- основные понятиях и законах экологии;
- основные представление о структуре экосистем и биосферы, эволюции
биосферы, взаимоотношениях организма и среды, влиянии факторов среды
на здоровье человека;
- общие сведения о состоянии и изменениях окружающей среды под
влиянием техногенных и антропогенных факторов, основные экологические
проблемы влияния научно-технического прогресса на окружающую среду;
- о глобальных проблемах окружающей среды;
- природосберегающие промышленные технологии, мероприятия по
снижению экологического ущерба и восстановлению экологического
баланса, ресурсосберегающие технологии;
- нормирование допустимых воздействий на окружающую среду при
строительной и иной деятельности, экологическая экспертиза, контроль за
состоянием окружающей среды и экологический мониторинг;
- экономические аспекты охраны природы и рационального использования
природных ресурсов;
- основы природоохранного законодательства, систему нормативноправового регулирования охраны окружающей среды в мире, стране и
отраслях народного хозяйства.
Инженер должен уметь:
- решать вопросы охраны окружающей среды и экономии ресурсов на
освоенных территориях;
- предусматривать природоохранные и ресурсосберегающие мероприятия и
работы при разработке новых и модернизации действующих технологий и
оборудования.
2.Место дисциплины в структуре ООП специалитета
Дисциплина Экология является базовой (общепрофессиональной)
частью профессионального цикла учебного цикла ПК - 4 ОПП. Содержание
базовой части учебного цикла ООП обеспечивает подготовку выпускника в
соответствии с квалификационной характеристикой, установленной
государственным стандартом. В целом курс носит мировоззренческий
характер и построен таким образом, чтобы вводить необходимые базовые
естественнонаучные понятия для создания представлений о биосфере, месте
в ней человека и проблем, связанных с технологической цивилизацией.
3.Требования к обязательному минимуму содержания ООП
строителя по специальности 270114.65 «Проектирование зданий» по
дисциплине «Экология»
Предмет и задачи экологии. Среды жизни. Экологические факторы.
Основные законы экологии. Окружающая среда. Среда обитания. Популяция.
Биоценоз.
Экосистема.
Продуценты.
Консументы.
Редуценты.
Антропогенная нагрузка на окружающую среду. Экологическое
проектирование. Оценка воздействия на окружающую среду. Экологический
ущерб. Экологический мониторинг. Загрязнение. Экологический кризис.
Теория ноосферы. Техногенез.
4. Содержание дисциплины (лекционный курс)
Тема № 1. Введение. Структура и функции экосистем (2 часа).
Введение. Структура и функции экосистем. Энергия в экологических
системах. Биогеохимические круговороты. Организация на уровне
сообщества. Организация на популяционном уровне.
Тревожные предупреждения были сделаны еще в трудах В.И.
Вернадского в 20-30 гг., К.У. Каппа, опубликованных в 50 годах.
Экология – самостоятельная биологическая наука. Это наука, которая
призвана познать законы существования живых организмов в естественной
среде обитания.
Помимо своей основной задачи – изучения взаимоотношения
биологических систем разных уровней интеграции со средой – экология
уделяет много внимания и таким более специальным вопросам, как динамика
численности, выживаемость, характер проявления основных экологических
закономерностей в разных группах организмов.
Под популяцией следует понимать – элементарную совокупность
особей, которая обладает всеми необходимыми условиями для поддержания
численности на характерном для данного вида уровне в течение длительного
периода и обладает известными общими свойствами, определяющими
единство жизнедеятельности слагающих популяцию особей.
Тема № 2. Природа и человек. Основные законы в экологии (2 часа).
Закон Ю. Либиха. Закон толерантности. «Мягкое» управление
природой. Закон конкурентного исключения. Основной закон экологии.
В сельское хозяйство вкладываются большие материальные средства. Но
ни вкладываемые средства, ни селекция сортов, ни агрохимия, ни орошение и
ни расширение сортимента гербицидов и других пестицидов для борьбы с
сорняками, вредителями и болезнями пока не в силах остановить в
земледелии действия закона убывающего плодородия Ю. Либиха.
Любой фактор, присутствующий в слишком больших или слишком
малых количествах, может оказаться для популяции вредным.
Существование
организма
возможно
в
определенных
границах
толерантности, которые ограничены зонами минимума и максимума
относительно данного фактора.
«Мягкое» управление природой заключается в опосредованном,
направляющем, восстанавливающем экологический баланс, управлении
природными процессами с вызовом желательных природных цепных
реакций. «Два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут
сосуществовать в одном месте неограниченно долго, то, какой вид
побеждает, зависит от внешних условий и биологических особенностей
вида».
Тема № 3. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Концепция ноосферы
(2 часа).
Учение В.И. Вернадского о биосфере. Эмпирические обобщения
В.И. Вернадского. Эволюция биосферы. Концепция ноосферы.
Под биосферой В.И. Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в
которой все процессы протекают под прямым воздействием живых
организмов. В.И. Вернадский рассматривал биосферу, как сферу единства
«живого» и «неживого». Живое вещество находится в непрерывном
химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и
поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие
нарушения двух первых принципов космические воздействия из
поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.
Эмпирические обобщения В.И. Вернадского: принцип целостности
биосферы; принцип гармонии и ее организованности; роль живого в
эволюции Земли; космическая энергия; геохимическая энергия - растекание
жизни; состояние устойчивого равновесия.
Тема № 4. Влияние антропогенных загрязнителей на окружающую
среду (2 часа).
Химические загрязнения. Тяжелые металлы. Ртуть. Свинец. Кадмий.
Хром. Мышьяк. Поступление тяжелых металлов в почву из удобрений.
Способы снижения поступления тяжелых металлов в растения.
Поступление тяжелых металлов в почву с пестицидами, осадками сточных
вод, бытовым мусором. Токсичное действие металлов на растение
Вследствие увеличивающегося количества предметов постоянного
пользования, увеличения общих отходов промышленности, постоянно
нарастающего загрязнения природы в результате интенсификации
технологических процессов, удобрений, пищевых добавок, и т.д., резко
возросла химическая нагрузка на биосферу. Тяжелые металлы – ртуть:
источник в почвах – фунгициды, удобрения, пестициды, осадки сточных вод,
бытовой мусор и т.д. Ртуть обладает широким токсическим действием на
теплокровных: она способна включаться в транспортную РНК, нарушая тем
самым биосинтез бел-ков, гонадотоксическое действие, эмбриотоксическое и
т.д.
Свинец – электроаккумуляторы, полиграфия, сельское хозяйство
(пестициды). Свинец ингибирует ферменты детоксикации ксенобиотиков,
уменьшается количество азотфиксирующих бактерий в почве, у человека
функциональные расстройства ЦНС, эндокринные и обменные нарушения и
т.д.
Кадмий – ядерная энергетика, аккумуляторы, сжигание твердых
отходов, минеральные удобрения и т.д. Кадмий способен замещать кальций в
организме человека – отсюда последствия. Поражает почки, легкие, нервную
систему, боль в костях.
Хром – феррохромовые сплавы, сжигание угля, красители и т. д.
Токсичность этого элемента проявляется в подавлении роста и торможении
метаболических процессов, обладает канцерогенностью, бронхогенный рак.
Токсичное действие металлов на растение можно проследить по
наиболее наглядному признаку – росту: угнетение-оптимум-угнетение.
Снижение урожайности культур, понижение качества продукции, снижение
устойчивости к вредителям и болезням это не полный перечень влияния
тяжелых металлов на растения.
Тема № 5,6. Загрязнение атмосферы. Загрязнение гидросферы.
Загрязнение литосферы (4 часа).
Парниковый эффект. Нарушение озонового слоя. Кислотные осадки.
Основные виды загрязнения вод. Экологические последствия загрязнения
гидросферы. Эрозия почв. Опустынивание.
В настоящее время наблюдаемое изменение климата, которое
выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная
со второй половины 20 века, большинство специалистов связывают с
накоплением в атмосфере парниковых газов и в первую очередь СО2 .
Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание в 1985г., когда над
Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным содержанием
озона (до 50%), получившее название озоновой дыры. С тех пор результаты
постоянных измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового
слоя над Землей. При этом, обнаружены и другие озоновые дыры и над
Россией. Наиболее вероятно появление озоновых дыр связано с повышением
содержания в атмосфере хлорфторуглеводородов. Кислотными называют
любые осадки – дожди, туманы и т.п. – кислотность, которых отличается от
нормальных.
Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение
гидросферы. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и
тепловое загрязнение. Загрязнение водных экосистем представляет опасность
для всех живых организмов и, в особенности для человека. Питьевая вода
должна быть чистой, а ее становится все меньше. В дальнейшем возможны
войны из-за воды, пищевой базы.
Эрозия – это разрушение и снос верхних и наиболее плодородных
горизонтов и подстилающих пород ветром и потоками воды. Существуют
виды эрозии почв ветровая и водная. Опустынивание. Кроме природных
причин опустынивания почв существуют антропогенные причины.
Опустынивание является одновременно социально-экономическим и
природным процессом и он угрожает примерно 3,2 млрд. га земель, на
которых проживают более 700 млн. человек.
Тема № 7. Экологический мониторинг (2 часа).
Экологический мониторинг и его задачи. Обеспечение мониторинга.
Мониторинг воздушного и водного бассейна. Мониторинг почвенного
покрова.
Мониторинг – от латинского «напоминающий, надзирающий» появился
в дополнение к понятию контроль. Необходимой частью любого
экологического исследования являются методы регистрации и оценки
состояния среды. Важным средством экологического мониторинга,
позволяющим получить интегральную оценку качества среды, являются
биоиндикация и биотестирование. Основные типы мониторинга: глобальный,
геофизический, климатический, биологический, экологический. Наиболее
распространенный метод – картографический. Он определяется, как
многоцелевая система слежения за состоянием окружающей среды и
факторами, воздействующими на нее с помощью комплекса базовых,
оценочных и оперативных карт.
Тема № 8. Элементы биохимической экологии и агроэкологии (4 часа).
Элементы биохимической экологии и агроэкологии. Феромоны и кайромоны. Аллелопатия и аутотоксичность.
Предметом
биохимической
экологии
является
исследование
экологических взаимодействий между организмами и их системами,
опосредованных химическими веществами, способами передавать какую – то
информацию или являющимися регуляторами экологических процессов. В
качестве химических регуляторов являются вещества, которые достаточно
специфичны для разных видов. Они разнообразны и многочисленны,
особенно у растений: изопреноиды, алифатические ароматические
соединения, антибиотики.
Феромоны – биологически активные летучие вещества, выделяемые
насекомыми и другими животными в окружающую атмосферу и
управляющие поведением и многими другими формами жизнедеятельности
организма. Феромоны самок служат преимущественно для привлечения
самцов на значительном расстоянии. Кайромоны – это химические агенты, с
помощью кото-рых энтомофаги находят своих насекомых – хозяев и жертвы.
Эколого – биохимические взаимодействия растений называют –
алелопатией. Некоторые виды растений обладают обратной отрицательной
алелопатией – аутотоксичностью. Пример: действие кофеина, содержащегося
в листовом опаде растений кофе, сильно подавляющего рост своих же
проростков.
Тема № 9. Влияния предприятия на окружающую среду.
Экологический паспорт (2 часа).
Характеристика воздействий производств на окружающую среду.
Ущербы. Нормативные и эколого-экономические показатели. Управление
природоохранной деятельностью. Экологический паспорт.
Воздействие современных предприятий на природную среду имеет
комплексный характер, так как в технологиях применяются различные
процессы: физико – химические, физико – механические, химико –
биологические.
Воздействия
на
природную
среду современных
промышленных предприятий происходят в конкретной форме в виде
выбросов в атмосферу, сбросов в гидросферу и литосферу, излучающих
полей и т.д., каждое из которых характеризуется качественными и
количественными показателями.
Фактические или возможные экономические и социальные потери,
возникающие в результате каких – то событий и явлений, в том числе
изменений природной среды и нарушений составляют ущербы. Различают
ущербы прямые и косвенные.
Нормативные показатели, как характерные и типичные признаки
устанавливаются с целью обеспечения научно – обоснованного
использования для охраны природных ресурсов и включают стандарты,
нормы и нормативы.
К рычагам экономического управления относятся: изменение
технологии, применение современных методов очистки, экономические,
административно – воспитательные, образовательные.
Экологический паспорт – нормативно – технический документ,
включающий данные по использованию предприятием природных и
вторичных ресурсов и определению влияния производства па окружающую
среду.
5. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Лекции
Практич. занятия (семинары)
Всего аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Зачѐт
Всего по дисциплине
Дневная форма обучения
Всего
Курс,
часов
семестр
18
2 курс, 4 семестр
16
2 курс, 4 семестр
34
2 курс, 4 семестр
36
2 курс, 4 семестр
да
2 курс, 4 семестр
70
2 курс, 4 семестр
6. Учебно-методическая обеспеченность дисциплины
Основная литература:
1. Трушина Т.П. Экологические основы природопользования, учебник.
Ростов н/Д: Феникс, 2001 г. 384 с.
2. Емельянов
А.Г.
Основы
природопользования:
учебник.-М.:ИЦ
«Академия», 2006 г. – 304 с.
3. Передельский Л.В. Экология:учебник. –М.:Проспект, 2006, 2006. – 507 с.
4. Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология: уч. Пособие для
студентов высш.учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия»,
2008. – 368 с.
5. Боголюбова С.А. Эколого-экономическая оценка рекреационных
ресурсов. – М.: Издательский цент «Академия», 2009. – 256 с.
Киселев В.Н. Основы экологии. – Минск: «Вышэйшая школа», 2002.
Дополнительная литература
1. Акимова Т.А, Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. – М:
ЮНИТИ, 1998. – 455
2. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и
сообщества: В 2-х т. Т. 1. – М.: Мир, 1989. – 667 с.
3. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и
сообщества: В 2-х т. Т. 2. – М.: Мир, 1989. – 477 с.
4. Будников Г.К. Тяжѐлые металлы в экологическом мониторинге
водных систем // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – № 5. – С.
23–29.
5. Бязров Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге. – М.: Научный
мир, 2002. – 336 с.
6. Василенко В.А. Экологическое обоснование хозяйственных
решений: Аналитический обзор. – Новосибирск: СО РАН, 2001. – 138 с.
7. Вернадский В.И. Биосфера // Избранные труды по биогеохимии. –
М.: Наука, 1975. – 376 с.
8. Дроздов Н.Н., Мяло Е.Г. Экосистемы мира. – М.: ABF, 1997. – 340 c.
9. Калыгин В.Г. Промышленная экология: учеб. Пособие для студ.
высш. учеб. заведений. – М.: Академия, 2007. – 432 с.
10. Королѐв В.А. Современные проблемы экологической геологии //
Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 4. – С. 60–68.
11. Красная книга Краснодарского края (животные). – Краснодар: Центр
развития ПТР Краснодар. края, 2007. – 504 с.
12. Красная книга Российской Федерации (животные). – М.: ACT, 2000.
– 862 с.
13. Лисичкин Г.В. Экологический кризис и пути его преодоления //
Соросовский образовательный журнал. – 1998. – № 12. – С. 65–70.
14. Малыш С.С. Общая экология: Учеб. пособие. – Гродно: ГрГУ, 2001.
– 111 с.
15. Мельников А.Б., Инюкин А.Ф., Кандаурова Н.В. и др. Методическое
пособие по экономическому обоснованию природоохранных мероприятий. –
Краснодар: КубГАУ, 2008. – 124 с.
16. Монин А.С., Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы. –
М.: Знание, 1990. – 48 с.
17. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв:
учебник. – М.: Академический проект, 2007. – 237 с.
18. Носков З.С., Пай С.П. Технологические методы защиты атмосферы
от вредных выбросов на предприятиях энергетики: Аналитический обзор. –
Новосибирск: СО РАН, 1996. – 156 с.
19. Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975. – 740 с.
20. Окружающая среда: энциклопедический словарь-справочник. – М.:
Прогресс, 1993. – 640 с.
21. Плотников Г.К., Стрельников В.В., Островских С.В. и др. Редкие и
исчезающие животные Краснодарского края. – Краснодар: Традиция, 2007. –
208 с.
22. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и
гипотезы). – М.: Россия Молодая, 1994. – 367 с.
23. Стрельников В.В., Живчиков В.Г., Тугуз Ш.М. Техногенные
системы и экологический риск. Часть 1. Экологическая безопасность и риск.
– Майкоп: Полиграфиздат «Адыгея», 2008. – 360 с.
24. Стрельников В.В., Живчиков В.Г., Тугуз Ш.М. Техногенные
системы и экологический риск. Часть 2. Техногенные системы. – Майкоп:
Полиграфиздат «Адыгея», 2008. – 276 с.
25. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Мищенко Н.В. Прикладная
экология: учебное пособие для вузов. – М.: Академический проект, 2005. –
320 с.
26. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Ильина М.Е. Экологический
менеджмент: Учебное пособие для высшей школы. – М.: Академический
проект, 2005. – 320 с.
27. Черников В.А и др. Агроэкология. Учебное пособие. – М.: Колос,
2000. – 536 с.
28. Чумаковский Н.Н., Чебураков Б.Ю., Скибицкий А.В., Криворотов
С.Б. Экология Кубанского региона. Учебник. – Краснодар: Кубанский
социально-экономический институт, 2006. – 316 с.
29. Штомпель Ю.А., Янчковский Ю.Ф., Марченко З.С. Почвенноэкологическая оценка почв Краснодарского края. – Краснодар: КубГАУ,
2001. – 23 с.
30. Экологическое состояние территории России: Учеб. пособие / Под
ред. С.А. Ушакова, Я.Г. Каца. – М.: Академия, 2001. – 129 с.
Средства обеспечения освоения дисциплины
Учебники и учебные пособия:
1. Елисеева Н.В., Чернышѐва Н.В., Имгрунт И.И., Стрельников В.В.
Экология. – Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. – 196 с.
2. Плотников Г.К., Стрельников В.В., Островских С.В. и др. Редкие и
исчезающие животные Краснодарского края. – Краснодар: Традиция, 2007. –
208 с.
3. Стрельников В.В., Живчиков В.Г., Тугуз Ш.М. Техногенные системы
и экологический риск. Часть 1. Экологическая безопасность и риск. –
Майкоп: Полиграфиздат «Адыгея», 2008. – 360 с.
4. Стрельников В.В., Живчиков В.Г., Тугуз Ш.М. Техногенные системы
и экологический риск. Часть 2. Техногенные системы. – Майкоп:
Полиграфиздат «Адыгея», 2008. – 276 с.
Зоологический музей Кубанского государственного аграрного
университета
Ботанический сад Кубанского государственного аграрного университета
Плакаты, таблицы, слайды
Автор Францева Т.П.
К.т.н., ассистент____________________________
Программа одобрена на заседании Методической
инженерно-архитектурного факультета
От «____»____________2011 г., протокол №._____
Председатель методической комиссии
Якименко А.Д.
к.т.н., доцент______________________________________
комиссии