кч2 20 0 7

кч2
ВВЕДЕНИЕ
Современное строительное производство и использование природ­
ных ресурсов невозможно без экологических знаний. Целью изучения дис­
циплины «Экология» является повышение экологической грамотности,
весьма актуальное в период экологического кризиса. Владеть основами ох­
раны природы и окружающей среды обязан каждый студент, не будучи
профессиональным экологом.
Студенты получают фундаментальные знания о природе, влиянии
человека на природу и окружающую среду, проблеме народонаселения, за­
грязнителях атмосферы, водоёмов и почв, системах очистки пыли и газов,
ресурсосберегающих технологиях.
После завершения курса студенты должны иметь представление о
основных понятиях экологии, структуре экосистем и биосферы, эволюции
биосферы, взаимоотношениях организма и среды, влиянии факторов среды
на здоровье человека, глобальных проблемах окружающей среды, эколо­
гических принципах рационального использования природных ресурсов и
охраны природы, основах экономики природопользования, элементах экозащитной техники и технологий, основах экологического права и профес­
сиональной ответственности, а также о международном сотрудничестве в
области защиты окружающей среды.
Каждый выпускник учебного заведения должен уметь применять
экологические знания при проектировании и строительстве того или иного
объекта, давать правильную оценку экологической обстановке на площад­
ке, проводить соответствующую экологическую экспертизу, опираясь на
действующие в России правила по охране окружающей среды, законода­
тельные и правовые акты природопользования, и делать экономические
выводы.
20 0 7
3
ПРОГРАММА КУРСА
Взаимодействие организма и среды. Фундаментальные свойства
живых систем. Уровни биологической организации. Организм как дис­
кретная самовоспроизводящаяся открытая система, связанная со средой
обменом вещества, энергии и информации.
Разнообразие организмов. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы. Фотосинтез и дыхание: кислород атмосферы как
продукт фотосинтеза. Основные группы фотосинтезирующих организмов
(планктонные цианобактерии и водоросли в морях и высшие растения на
суше). Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях. Основные группы гетеротрофов (бактерии, грибы, животные). Трофические отношения между
организмами: продуценты, консументы и редуценты.
Гомеостаз (сохранение постоянства внутренней среды организма);
принципы регуляции жизненных функций. Возможности адаптации орга­
низмов к изменениям условий среды. Толерантность и резистентность.
Экологическая валентность. Типы и уровни адаптации, её генетические
пределы. Эврибионты и стенобионты. Гомойо- и пойкилотермность.
Принципы воспроизведения и развития различных организмов. Особенно­
сти зависимости организма от среды на разных стадиях жизненного цикла.
Критические периоды развития. Энергетика и рост организма.
Условия и ресурсы среды. Представление о физико-химической
среде обитания организмов; особенности водной, почвенной и воздушной
сред. Абиотические и биотические факторы. Экологическое значение ос­
новных абиотических факторов: тепла, освещённости, влажности, солёно­
сти, концентрации биогенных элементов. Заменимые и незаменимые ре­
сурсы. Сигнальное значение абиотических факторов. Суточная и сезонная
цикличность.
Лимитирующие факторы. Правило Либиха, закон Шелфорда. Взаи­
модействие экологических факторов. Распределение отдельных видов по
градиенту условий. Представление об экологической нише; потенциальная
и реализованная ниша. Биотестирование и биоиндикация как методы кон­
троля качества среды. Стресс как экологический фактор.
Популяции. Определение понятий «биологический вид» и «популя­
ция». Иерархическая структура популяций; расселение организмов и межпопуляционные связи. Популяция как элемент экосистемы.
Статические характеристики популяции: численность, плотность,
возрастной и половой состав. Биомасса и способы её выражения: сырой и
сухой вес, энергетический эквивалент. Методы оценки численности и
плотности популяции. Характер пространственного размещения особей и
его выявление. Случайное, равномерное и агрегированное распределение.
Механизмы поддержания пространственной структуры. Территориаль­
ность. Скопления животных и растений, причины их возникновения. Регу­
ляция численности популяций в природе.
Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность,
скорость популяционного роста. Таблицы и кривые выживания. Характер
распределения смертности по возрастам в разных группах животных и ра­
стений. Экспоненциальная и логистическая модели роста популяции. Спе­
цифическая скорость роста популяции, «плотность насыщения» как пока­
затель ёмкости среды, чистая скорость размножения. Динамика биомассы.
Понятие о биопродуктивности.
Сообщества. Биоценозы (сообщества), их таксономический состав и
функциональная структура. Типы взаимоотношений между организмами:
симбиоз, мутуализм, комменсализм, конкуренция, биотрофия (хищничест­
во в широком смысле слова). Межвидовая конкуренция. Эксплуатация и
интерференция. Принцип конкурентного исключения. Условия сосущест­
вования конкурирующих видов. Конкуренция и распространение видов в
природе. Отношения «хищник - жертва». Сопряжённые колебания чис­
ленности хищника и жертвы. Сопряжённая эволюция.
Видовое разнообразие как специфическая характеристика сообщест­
ва. Динамика сообществ во времени. Циклические и необратимые процес­
сы. Сериальные и климаксовые сообщества.
Экосистемы. Определение понятия «экосистема». Экосистемы как
хорологические единицы биосферы. Составные компоненты экосистем,
основные факторы, обеспечивающие их существование. Развитие экоси­
стем: сукцессия.
Основные этапы использования вещества и энергии в экосистемах.
Трофические уровни. Первичная продукция - продукция автотрофньгх ор­
ганизмов. Значение фото- и хемосинтеза. Чистая и валовая продукция.
Траты на дыхание. Основные методы оценки первичной продукции. Дест­
рукция органического вещества в экосистеме. Биотрофы и сапротрофы.
Пищевые цепи «выедания» (пастбищные) и пищевые цепи «разложения»
(детритные). Потери энергии при переходе с одного трофического уровня
на другой. Экологическая эффективность; «пирамида продукций» и «пи­
рамида биомасс». Микро- и макроредуценты.
Климатическая зональность и основные типы наземных экосистем.
Тундры, болота, тайга, смешанные и широколиственные леса умеренной
зоны, степи, тропические влажные леса, пустыни. Первичная продукция
разных наземных экосистем. Взаимосвязи разных компонентов наземных
экосистем. Значение почвы как особого биокосного тела. Полнота биоти­
ческого круговорота. Особенности сукцессии наземных экосистем.
Водные экосистемы и их основные особенности. Отличия водных
экосистем от наземных. Планктон, бентос, нектон. Основные группы про­
дуцентов в водной среде: фитопланктон, макрофиты, перифитон. Роль зоо­
планктона и бактерий в минерализации органического вещества. Детрит.
Вертикальная структура водных экосистем. Континентальные водоёмы:
реки, озёра, водохранилища. Олиготрофные и евтрофные водоёмы. Антро­
погенное ентрофирование водоёмов. Биологическая структура океана. Неритические и пелагические области. Зоны подъёма вод. Интенсивность
первичного продуцирования в различных частях Мирового океана.
Ёмкость и устойчивость экосистем. Экологическое равновесие. Раз­
нообразие видов как основной фактор устойчивости экосистем.
Биосфера. Происхождение и строение Земли, её оболочки, их струк­
тура, взаимосвязь, динамика. Природные ландшафты. Биосфера. Структура
и границы биосферы. Роль академика В.И. Вернадского в формировании
современного понятия о биосфере. Живое и биокосное вещество, их взаи­
мопроникновение и перерождение в круговоротах вещества и энергии.
Функциональная целостность биосферы.
Почва как компонент биосферы. Происхождение и классификация
почв. Разнообразие состава и свойств почв как результат функционирова­
ния экосистем и условие их устойчивости.
Энергетический баланс биосферы. Круговорот важнейших химиче­
ских элементов в биосфере. Преобразующее влияние живого на среду оби­
тания. Эффект самоочищения. Обменные процессы в организмах как клю­
чевой этап биопродуктивности. Биогеохимические функции разных групп
организмов. Биоразнообразие как ресурс биосферы. Первичная продукция
суши и океана. Потенциальная продуктивность Земли. Распределение сол­
нечной радиации на поверхности Земли. Роль атмосферы в удержании те­
пла. Атмосфера Земли в сравнении с атмосферами других планет.
Оснозные этапы эволюции биосферы. Представления о ноосфере
(В.И. Вернадский). Нелинейная динамика биосферных процессов. Систем­
ный анализ, математические модели, экологическое прогнозирование.
Задача сохранения генофонда живого населения и планеты. Измене­
ния видового и популяционного состава фауны и флоры, вызванные дея­
тельностью человека. Красные книги. Нарушение биогеографических гра­
ниц. Интродукция - преднамеренная и случайная, её последствия. Массо­
вые вспышки численности интродуцированных и заносных видов.
Значение невозделываемых и исключаемых из хозяйственного обо­
рота земель для поддержания экологического равновесия в биосфере. Био­
сферные заповедники и другие охраняемые территории: основные прин­
ципы выделения, организации и использования. Специфическая ресурсная
значимость охраняемых территорий. Заповедное дело в России. Состояние
природной среды и здоровья населения России.
Прогноз влияния хозяйственной деятельности человека на биосферу.
Методы контроля качества окружающей среды.
Экономика и правовые основы природопользования. Проблемы
использования и воспроизводства природных ресурсов, их связь с разме­
щением производства. Эколого-экономическая сбалансированность регио­
нов как государственная задача. Экономическое стимулирование природо­
охранной деятельности. Юридические и экономические санкции к произ­
водствам, загрязняющим среду. Правовые аспекты охраны природы. Зако­
нодательные акты СССР и России, современный закон Российской Феде­
рации «Об охране окружающей природной среды». Международные со­
глашения об охране биосферы.
Инженерная защита окружающей среды. Отходы производства,
их размещение, детоксикация и реутилизация. Проблемы и методы очист­
ки промышленных стоков и выбросов. Биотехнологические методы очист­
ки и биологические методы контроля качества очистных мероприятий.
Увеличение количества С 0 , метана, паров воды в атмосфере. Пар­
никовый эффект. Кислотные дожди и закисление почв. Опасность разру­
шения озонового слоя: роль фреонов, разрушение почв и уничтожение
биологических видов хозяйственной деятельностью. Бытовые отходы и
проблемы их уничтожения и реутилизации. Борьба с химическими, радиа­
ционными, электромагнитными загрязнениями среды в различных техно­
генных экосистемах.
Мероприятия по охране воздуха, воды, почвы и сохранению биораз­
нообразия в условиях современного промышленного производства, агроэкосистем, урбоэкосистем.
Экологические катастрофы и бедствия. Определение и прогноз эко­
логического риска. Критерии кризиса и катастрофы.
2
УКАЗАНИЯ К ВЬШОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа является завершающим этапом в процессе само­
стоятельного изучения материала по программе курса. К её выполнению
следует приступать только после того, как полностью проработан и усвоен
соответствующий раздел курса. Несоблюдение этого правила приводит к
низкому качеству выполнения контрольной работы и возвращению её для
внесения дополнений или переработки.
Вопросы контрольного задания рекомендуется записывать, после
каждого вопроса давать ответ, затем приступать к рассмотрению следую­
щего. Ответы на вопросы должны быть конкретными. Объём контрольной
работы не должен превышать одной ученической тетради.
Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена. На титуль­
ном листе указываются: название дисциплины, номер контрольной работы,
вариант, фамилия, имя, отчество студента, курс и почтовый адрес.
Не допускается дословное переписывание текста из книг и других
печатных изданий, чужих контрольных работ. В этом случае рецензент
имеет право потребовать повторного выполнения контрольной работы, но
уже по изменённому варианту или индивидуальному заданию.
Контрольная работа должна быть выполнена студентом до сессии.
При успешном выполнении работы студент допускается к сдаче зачёта.
Контрольная работа выполняется по установленному варианту со­
гласно первой букве фамилии студента.
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ч,
Буквы
А
Б
В
Г
д
Е
Ж
3
И
К,
л
м.
н
О,
п,
р
с,
т
У,
Ф,
Ш,
Щ,
X,
э,
Ц ю,
я
Перед рассмотрением индивидуального контрольного задания каж­
дый студент должен дать ответ на три общих вопроса:
1. Предмет и задачи экологии.
2. Экология в системе наук и её структура.
3. Экологическая оценка воздействия человека на окружающую сре­
ду в районе Вашего места жительства и пути уменьшения издер­
жек и ущерба от загрязнения.
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 1
Продуктивность экосистем.
Структура и границы биосферы.
Эволюция природной среды.
Экологическая ниша организма.
Право собственности на природные ресурсы и право природо­
пользования.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 2
Рост популяции и кривые роста.
Трофическая структура биоценозов.
Учение о биосфере.
Юридическая ответственность за экологические правонарушения.
Экологическая экспертиза.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 3
Экологические факторы и их действие.
Размер популяции (популяционные законы).
Пищевые цепи и сети.
Человек как биологический вид.
Антропогенное воздействие на биосферу.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 4
Абиотические факторы.
Экологические пирамиды.
Значение экологической проблемы.
Пути сохранения биоразнообразия и генофонда биосферы.
Экономические механизмы охраны окружающей среды.
Вариант 5
1. Определение и классификация форм загрязнения.
2. Реакция организмов на изменения уровня экологических факто
ров (изменчивость, адаптация).
3. Биоразнообразие.
4. Ресурсы биосферы.
5. Влияние урбанизации на окружающую среду.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 6
Законы действия факторов среды на организмы.
Энергетический обмен.
Основные экосистемы Земли и их особенности.
Адаптация человека к экстремальным условиям.
Биологический вид.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 7
Градообразующие экологические факторы.
Характеристика загрязнителей атмосферы.
Видовая структура биоценозов.
Структура экосистемы.
Факторы, лимитирующие развитие человечества.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 8
Организмы - индикаторы качества среды.
Состав и свойства атмосферы.
Пространственная структура биоценозов.
Классификация природных ресурсов.
Управление в области охраны окружающей среды.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 9
Возрастная и половая структуры популяций.
Экологические ниши видов в сообществах.
Функционирование (динамика) экосистемы.
Градостроительное экологическое право.
Инженерная защита биосферы.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 10
Животный мир и его значение.
Геосферные оболочки Земли.
Экологические факторы и здоровье человека.
Антропогенные чрезвычайные ситуации, войны.
Экономические аспекты природопользования.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 11
Биотические факторы.
Взаимоотношения между организмами.
Гомеостаз экосистемы.
Научно-технический прогресс с позиции экологии.
Экологические кризисы и катастрофы.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 12
Цивилизация и природа.
Закономерности географического распространения экосистем.
Онтогенез человека или этапы индивидуальной жизни.
Современный экологический кризис.
Экономическая оценка природных ресурсов.
<•
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 13
Экологическая безопасность России.
Законы действия факторов среды на организмы.
Эволюция биосферы.
Город как экосистема.
Объекты и субъекты экологического права.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 14
Современное состояние лесных экосистем.
Суточные и сезонные ритмичные изменения.
Биогеохимические циклы.
Эколого-экономический ущерб от загрязнения атмосферы.
Источники экологической информации.
1.
2.
3.
4.
5.
Вариант 15
Глобальный экологический кризис.
Круговорот биогенных элементов.
Управление природопользованием и охраной окружающей среды
Использование альтернативных видов топлива.
Особо охраняемые территории и природные объекты.
•
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная:
Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология: учеб.
для вузов. - М.: Дрофа, 2006. - 622 с.
Сугробов Н.П., Фролов В.В. Строительная экология: учеб. пособие
для сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2004.
-416 с.
Чернова Н.М., Былова A.M. Общая экология: учеб. для студентов
педагогических вузов. - М : Дрофа, 2004. - 416 с.
Дополнительная:
Боголюбов С.А. Экологическое право: учеб. для вузов. - М.: Изда­
тельская группа НОРМА - ИНФРА-М, 1999. - 448 с.
Дрейер O.K., Лось В.А. Экология и устойчивое развитие: учеб. посо­
бие. - М.: Изд-во УРАО, 1997. - 224 с.
Пахомова Н.В., Рихтер К.К. Экономика природопользования и охра­
ны окружающей среды: учеб. пособие. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та,
2003.-220 с.
Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы:
учеб. пособие. - 2-е изд., стереотип. - СПб.: Химия, 1998. - 352 с.
Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения.
Введение в экологическую эпидемиологию: учеб. пособие. - М.: Изд-во
МНЭПУ, 2001.-264 с.
Шилов И.А. Экология: учебник. - М . : Высш. шк., 1998. - 512 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
3
Программа курса
4
Указания к выполнению контрольной работы
9
Варианты контрольной работы
10
Список рекомендуемой литературы
13
Клевцов Денис Николаевич
ЭКОЛОГИЯ
Программа, методические указания и контрольные задания
для студентов заочного факультета специальности
270102.65 «Промышленное и гражданское строительство»
Подписано в печать 04.03.2009. Формат 70x84/16.
Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 30.
Отпечатано в полном соответствии с качеством
предоставленного оригинал-макета в типографии
ГОУ ВПО «Архангельский государственный
технический университет»
163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17