Учебно-методический комплекс - Филиал ФГБОУ ВПО Кубанский

Министерство образования и науки РФ
Филиал государственного
образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Кубанский государственный университет»
в г. Армавире
Специальность/направление
080504.65 Государственное и
муниципальное управление
Кафедра общих гуманитарных, социально-экономических и
естественнонаучных дисциплин
Учебно-методический комплекс
По дисциплине
«Экологическая политика»
курс
семестр
лекции
практические
занятия
ОФО
3
6
16
ЗФО
3,4
32
4
6
Составил: Кириченко Е.В.
Учебно-методический комплекс обсужден и
рекомендован к исполнению на
заседании кафедры
Протокол № 1 от 27 августа 2015г.
Армавир, 2015/2016
Структура и содержание УМК.
1. Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
1.1. Цели изучения.
1.2. Задачи дисциплины.
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины.
2. Структура и содержание дисциплины.
2.1. Методические рекомендации к изучению курса.
2.2. Наименование тем лекций и семинаров, их содержание.
2.3. Перечень тем для самостоятельной (внеаудиторной) работы
студентов.
3. Основные образовательные технологии.
4. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации.
5. Краткое содержание лекций.
6. Глоссарий.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Пояснительная записка.
Переход к новой форме цивилизационного развития обозначился в конце XX
столетия и вызван, в основном, причинами, связанными с природопользованием и
экологией, а в широком смысле обеспечением безопасности человечества. Решение
назревших проблем было сформулировано в «Повестке дня на XXI век», принятой
конференцией ООН в 1992 г. и плане выполнения решений Всемирного саммита по
устойчивому развитию проходившего в 2007 г. В этих и других международных
документах сформулирована идея перехода на новую стратегию – устойчивого
развития, реализация которой может обеспечить безопасность и выживание всего
человечества.
Устойчивое развитие – фактически является новой формой развития человечества.
Россия включилась в глобальный процесс перехода к устойчивому развитию, но в
нашей стране, как и других странах, модель устойчивого развития декларируется в
основном на политическом уровне.
Понимание сути проблемы привело к включению в учебные планы факультета ГМУ
выше названной дисциплины.
Курс рассчитан на профессионально ориентированных студентов
специалитета. Он представляет собой дисциплину, направленную на расширение
знаний в области природопользования и его взаимосвязи с природной средой.
Курс формирует у студентов компетенции: профессиональную и социально
культурную. Обе компетенции предполагают формирование активной
профессиональной и общественной деятельности.
Главное внимание в процессе изучения дисциплины обращается на понимание
студентами, в будущем специалистов в своей области, современных проблем
экономического, социального и политического развития и их тесного
переплетения с экологическими проблемами Мира, России и конкретного
региона.
Структура курса отражает комплексный подход к пониманию
взаимосвязи процессов природопользования и экологии на современном этапе
развития цивилизации, так и прагматической направленность, связанной с
конкретными проблемами Краснодарского края.
Самостоятельная работа
студентов направлена на усвоение ими основных понятий и теоретическое
содержание курса, умение применять полученные знания и навыки анализа и
обобщения при подготовке к практическим занятиям, а в последующем в сфере
своей профессиональной и общественной деятельности.
1. Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
1.1. Цели изучения
Раскрыть взаимосвязь общества и природы на этапе перехода к устойчивому
развитию.
Задачи курса: Особенности эко-экономического развития России.
Необходимо
раскрыть:
понятие,
сущность
и
основные
виды
природопользования; современное состояние природной среды в России и
Южном ФО; масштабы воздействия человека и промышленности на
природную среду и допустимые пределы; основные принципы
рационального природопользования; природопользование в условиях
формирования рыночных отношений в России; современные технологии
охраны окружающей среды и вклад ученых в их разработку; особо
охраняемые природные территории в ЮФО и их значение; международные и
национальные (государственные) правовые основы охраны окружающей
среды и рационального природопользования.
Место дисциплины в системе освоении других дисциплин. Дисциплины,
которые должны предшествовать: Отечественная история, Философия,
Экономика. Дисциплины, с которыми курс может осваиваться параллельно:
Социология, Психология, Политология.
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины.
В результате освоения курса студент должен
Знать: взаимосвязь экономики и природной среды, виды и принципы
рационального природопользования, современные технические и научные
достижения по охране природы, основное содержание международных и
государственных нормативно-правовых документов, отражающих принципы
устойчивого развития и рационального природопользования.
Уметь: учитывать исторически сложившийся характер экономического и
социального развития, состояние окружающей среды конкретного региона.
Потенциальные природные и демографические возможности конкретного
региона в решении задач устойчивого развития и рационального использования
природных ресурсов. Использовать полученные знания в профессиональной и
общественной работах.
Владеть: основами методов, анализа, обобщения современных тенденции
глобализации
экономического,
социального,
политического
и
экологического развития с учетом перспектив развития конкретного региона.
Структура и содержание дисциплины
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Виды учебной работы
Количество часов по
формам обучения
Очная
Заочная
48
10
16
6
32
4
52
90
100
100
зачёт
зачёт
Аудиторные занятия
Лекции
Практические и семинарские занятия
Самостоятельная работа
ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ
Вид итогового контроля
Тема 1. Теоретические вопросы
взаимодействия природы и общества.
Понятие, сущность и основные виды
природопользования
12
2
4
Тема 2. Виды и масштабы
воздействия человека, промышленного
развития на природную среду
12
2
4
Тема 3. Общие принципы
рационального природопользования.
16
2
4
Названия разделов и тем
Дискус.,
деловые
игры
Лабораторны
е работы
Практически
е занятия,
семинары
Виды учебных занятий
Аудиторные занятия
Лекции
Всего
часов
Самостоятельна
я работа
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТЫ. ОФО
Таблица 2
6
-
6
10
Тема
4. Природопользование в
современной России и Краснодарском
крае
12
2
4
Тема 5. Охраняемые территории и их
роль в сохранении природного и
экологического равновесия
12
2
4
Тема 6. Правовые основы
природопользования и экологии
12
2
4
6
Тема7. Международное сотрудничество
в области природопользования и
охраны природы.
12
2
4
6
Тема
8.
Глобальные
вопросы
природопользования и политические
способы решения.
12
2
4
Итого
100
16
32
-
6
6
6
-
Тематический план
Аудиторные занятия
(ОЗО)
-
52
Название раздела, темы
Тема
1.
Теоретические
вопросы
взаимодействия природы и общества.
Понятие,
сущность и основные виды
природопользования
Тема 2. Виды и масштабы воздействия
человека, промышленного развития на
природную среду
Тема 3. Общие принципы
рационального природопользования.
Тема
4. Природопользование в
современной России и Краснодарском
крае
Тема 5. Охраняемые территории и их
роль в сохранении природного и
экологического равновесия
Тема 6. Правовые основы
природопользования и экологии
Тема7. Международное сотрудничество
в области природопользования и охраны
природы.
Всего
12
Семинар
2
СРС
10
14
14
10
10
12
2
12
10
2
10
100
10
10
14
Тема
8.
Глобальные
вопросы 16
природопользования и политические
способы решения.
Итого
Лекции
2
2
6
12
14
4
90
2.1 Методические рекомендации к изучению курса.
Обратите внимание на актуальность курса, которая связана с
надвигающейся экологической катастрофой. Основная причина ее в том, что
человек, являясь самым сильным существом на планете и не имея, поэтому
серьезных врагов, выделился из природной среды и противопоставил себя ей.
Детально изучите признаки экологической катастрофы, выводы "Римского
клуба", принципы устойчивого развития, выработанные конференцией в Риоде-Жанейро.
Изучите особенности биосферы и ноосферы. Научитесь пояснять
свойства биосферы как централизованной, открытой, саморегулирующейся и
отличающейся большим разнообразием системы, обладающей механизмами
для круговорота веществ.
Уясните отличия двух подходов к изучению явлений в экологии:
экосистемного и популяционного. Обратите внимание на различие
биогеоценоза и экосистемы. Изучите структурную схему биогеоценоза. При
ознакомлении с законами Коммонера необходимо определить, как они
согласуются с деятельностью человека.
Необходимо уяснить отличия живого вещества от косного, биокосного,
биогенного, антропогенного. Основными свойствами живого вещества
являются высокая химическая активность, высокая скорость протекания
реакций и обновления живого вещества, способность быстро занимать все
свободное пространство, активность движения вопреки принципу роста
энтропии, устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти,
высокая адаптация. Научитесь пояснять каждое из свойств, как они
проявляются у живых организмов. Отличайте свойства и функции живого
вещества. Ознакомьтесь с фондами круговоротов вещества. Изучите схемы
круговоротов воды, углерода, азота, фосфора. Выявите особенности
круговоротов элементов в тропиках, второстепенных элементов. Изучите
пути возврата элементов в круговорот.
Свойства энергии определены 1-м и 2-м законами термодинамики.
Уясните важное отличие движения вещества и энергии в биосфере,
заключающееся в невозможности круговорота энергии, и научитесь
обосновывать это утверждение. Важной характеристикой качества энергии
является энтропия. Необходимо понять ее физический смысл и уметь
объяснять отсутствие противоречия в существовании живых организмов,
являющихся открытыми системами, 2-му закону термодинамики. Все
процессы в живых организмах сопровождаются ростом внутренней энтропии
организма ASj >0 и потреблением из окружающей среды отрицательной
энтропии ASe <0. В организме остается свободная энергия - разница
энтропии продуктов реакции и энтропии исходных компонентов ASe=SnpcwSHCX<0, затрачиваемая на дыхание и создание продукции.
Изучите структуру трофической цепи, ее элементы, две ее основных
части - пастбищную и детритную. Уясните отличие автотрофов и
гетеротрофов. Энергетические потребности человека, в отличие от
остальных живых организмов, в большей части вынесены за пределы
человеческого тела в сферу производственной деятельности.
Важнейшее свойство живых организмов - способность создавать и
наращивать органическое вещество - продукцию. Необходимо чётко знать
определения:
"биомасса", "продуктивность", отличие первичной от
вторичной, чистой от валовой продуктивности. Дополнительное вложение
энергии, увеличивающее продуктивность, - энергетическая субсидия.
Трофическую структуру экосистемы изображают в виде пирамиды биомассы
или энергии. Изучите принципы построения пирамид для различных
экосистем. Выявите процессы, происходящие при разложении живого
вещества.
Отдельные элементы среды обитания, на которые организмы реагируют
приспособительными реакциями (адаптациями), называются экологическими
факторами или факторами среды. Среди факторов среды выделяют обычно
три группы факторов: абиотические, биотические и антропогенные. Уясните,
какими законами определяется соответствие между живыми организмами и
средой обитания, как организмы адаптируются к факторам среды. По
степени направленности действия среди факторов среды обитания выделяют
периодические факторы (суточные, годовые и т.п.); повторяющиеся без
строгой периодичности (наводнения, ураганы, землетрясения и т.п.);
факторы однонаправленного действия (изменение климата, заболачивание и
т.п.); случайные и неопределенные факторы.
Необходимо отличать виды взаимосвязей (пищевые) и взаимоотношений:
симбиоз (мутуализм, протокооперация), комменсализм, хищничество
(паразитизм), конкуренция, аменсализм, нейтрализм, существующие между
организмами, - уметь объяснить, как они проявляются в экосистемах.
Изучите признаки экологической ниши и правило конкурентного
исключения Гаузе, составляющие видовой структуры экосистем.
Любая экосистема постоянно находится в состоянии динамики
(изменений), вызванной как изменением факторов среды, то есть внешними
возмущениями, так и внутренними процессами. Различают циклическую
динамику и поступательную (сукцессию). В зависимости от причин
сукцессии различают эндодинамические и экзодинамические сукцессии.
Уясните, как изменяет поступательную динамику деятельность человека.
Выявите основное отличие гетеротрофной и автотрофной сукцессий. В ходе
процесса развития экосистемы происходит изменение энергетики, видового
разнообразия, совершенствование круговоротов. Научитесь пояснять данные
закономерности. Различают два вида устойчивости: резидентная
устойчивость (стабильность) - способность оставаться в устойчивом
(равновесном) состоянии при воздействии, и упругая устойчивость
(собственно устойчивость) - способность быстро восстанавливаться при
снятии воздействия. Уясните, какие механизмы обеспечивают устойчивость
и стабильность экосистем.
Любая популяция характеризуется биологическими и групповыми
свойствами. Биологические свойства присущи как популяции в целом, так и
составляющим ее организмам, они характеризуют жизненный цикл
популяции. Групповые свойства присущи только группе в целом. Это
статистические
параметры:
плотность,
рождаемость,
смертность,
выживаемость, возрастная структура. Уясните, как определяют изменение во
времени численности, структуры популяции. Изучите виды кривых
выживаемости и роста популяции, механизмы регулировки численности
особей популяции. Стабильность (равновесие) популяции определяется
соотношением между биотическим потенциалом - максимально возможным
ростом популяции и сопротивлением среды, внутренними механизмами
(обратными связями). Распределение особей в популяции может быть
равномерным, случайным, групповым. Распределение определяет
территориальную структуру популяции. Уясните особенности "безопасных
поселений".
Изучите, как человек воздействует на биосферу и каков результат этих
воздействий. Уровень воздействия достиг такого масштаба, что начал
определять эволюционные процессы в экосистемах. Уясните порядок
определения темпов роста населения. Рост количественно оценивается
следующими показателями: общие коэффициенты рождаемости и
смертности (ОКР и ОКС), суммарный коэффициент рождаемости (СКР),
время удвоения численности. Изучите порядок построения половозрастных
пирамид и их типы. Пути решения проблем народонаселения: увеличение
производства продуктов питания, распределение сельскохозяйственной
продукции, помощь развивающимся странам, снижение рождаемости.
Инженерная (прикладная) экология занимается вопросами снижения
загрязнения в процессе производства, ищет решения проблем: очистка
выбросов, повторное использование отходов,
совершенствование
добывающих и промысловых отраслей промышленности, переход к
альтернативным, экологически более чистым источникам энергии, снижение
вредности транспорта. Уясните экологические проблемы, вызванные
сельским хозяйством, созданием человеком зависимых от энергетических
субсидий, неустойчивых экосистем - агроценозов. В результате количество
плодородных земель снижается каждый год из-за повышенной эрозии,
засоления и уплотнения почв вплоть до полной деградации, загрязнения
удобрениями почвы и водоемов, накопления ядохимикатов. Это приводит к
сведению лесов, нарушает водный баланс. Экологические проблемы города
в том, что это «безопасное поселение», гетеротрофная система с
интенсивным метаболизмом, без притока энергии и топлива существовать не
может, паразитирует на сельском окружении, не производит пищи и не
возвращает в круговорот вещества, имеет собственный микроклимат из-за
продуктов функционирования: тепла, пыли, загрязняющих веществ.
Оценку влияния человека на окружающую среду производят, составляя
экологические карты, осуществляя мониторинг окружающей среды, одна из
задач которого - оценить соответствие загрязнения нормам и нормативам
качества окружающей среды.
Экономика - главное препятствие на пути сохранения природной среды,
потому что подчиняется законам рынка. Государство противостоит рынку,
устанавливая систему законов по охране окружающей среды.
Меры по защите природы эффективны при выполнении требований со
стороны всех государств. Международные организации, занимающиеся
экологическими проблемами: Организация объединенных наций по
вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Международный союз
охраны природы и природных ресурсов (МСОП), Всемирный фонд дикой
природы (WWF). В 1972 г. на Стокгольмской конференции ООН создана
Программа (комитет) ООН по окружающей среде (ЮНЕП), в 1992 г. в Риоде-Жанейро принята "Повестка дня на XXI век", в которой намечена
стратегия глобального устойчивого развития. В июне 1997 г. на специальной
сессии Генеральной ассамблеи ООН принято "Заявление глав государств и
правительств" о дальнейших действиях по реализации стратегии глобального
устойчивого развития.
Основной закон, обеспечивающий права граждан России на
благоприятную окружающую среду, устанавливающий принципы и нормы
регулирования экологических отношений в РФ, - Закон РФ "Об охране
окружающей среды" (2002 г.) [41]. Требования к охране окружающей среды
и ответственность за экологические правонарушения отражены также в
системе стандартов в области охраны природы, Уголовном кодексе РФ,
Конституции РФ, санитарно-гигиенических нормах.
2.2. Наименование тем лекций и семинаров, их содержание
Тема 1. Теоретические вопросы взаимодействия природы и общества.
Понятие, сущность и основные виды природопользования.
Предмет, цель специфика и задачи курса. Особенности природных условий
России. Основные понятия и классификация природных ресурсов.
Природный ресурсный потенциал России и его оценка: минеральные,
топливно-энергетические, земельные, водные, биотические.
Природа условие и основа жизнедеятельности и хозяйственного
развития. Эколого – экономическое состояние территории России и Кубани.
Тема 2. Виды и масштабы воздействия человека, промышленного развития
на природную среду. Антропогенное загрязнение: атмосферы, гидросферы,
биотических сообществ. Загрязнения бытовыми и радиационными
отходами. Техногенные аварии и
природные катастрофы.
Общие
принципы рационального природопользования.
Тема 3. Общие принципы рационального природопользования.
Системный подход, предусматривающий всестороннюю оценку
воздействия производства на природу. Принцип оптимизации на основе
экономического и экологического подхода. Принцип комплексного подхода
и своевременного обнаружения опасных ситуаций. Экологизация
технологических процессов. Концепция идеи устойчивого развития:
генезис, современное понимание и проблемы реализации.
Тема 4. Природопользование в современной России и Краснодарском крае.
Охрана природы и устойчивое развитие, разработка моделей.
Возникновение особо охраняемых природных территорий. Виды, типы,
сущность охраняемых территорий. Нормативно правовое регулирование
организации и организация
хозяйственной деятельности в особо
охраняемых природных территориях.
Тема
5. Охраняемые территории и их роль в сохранении природного и
экологического равновесия.
Тема
6. Правовые основы природопользования и экологии.
Правовые основы природопользования и экологии.
Государственная
политика в области природопользования и экологии. Органы управления РФ
и субъектов в области природопользования и охраны природы, их функции, и
полномочия. Экологическая стандартизация и сертификация, экспертиза,
мониторинг.
Тема
7. Международное сотрудничество в области природопользования и
охраны природы.
Международное сотрудничество в сфере природопользования и экологии.
Глобальный характер природопользования и его экономическая сущность.
Прогнозы развития человеческой цивилизации. Формы сотрудничества.
Деятельность международных экономических и финансовых институтов в
области охраны окружающей среды.
Тема 8. Глобальные вопросы природопользования и политические способы
решения.
1.5. Темы семинарские занятия.
Тема 1-2. Теоретические вопросы взаимодействия природы и общества.
Понятие, сущность и основные виды природопользования.
Вопросы.
1. Предмет, цель и задачи курса
2. Переход России к устойчивому развитию и рациональному
природопользованию, проблемы и перспективы.
3. Понятие сущность и основные виды природопользования.
Тема 2-6. Техногенное воздействие на природу.
Вопросы.
1. Виды и масштабы негативного воздействия человека и
промышленности на природную среду.
2. Влияние на природу горнодобывающей, металлургической,
нефтехимическй отраслей на природную среду.
3. Техногенная ситуация в России и на Урале
Тема 7-9. Современные принципы рационального природопользования.
Вопросы.
1. Современная оценка состояния возобновляемых и невозобновляемых
природных ресурсов региона и России.
2. Прогнозирование использования природных ресурсов.
3. Современные подходы к рациональному природопользованию.
Тема 10-14. Природопользование в России и ЮФО в рыночных условиях.
Вопросы.
1. Состояние, сохранение и использование почв и земельных ресурсов.
2. Растительный и животный мир: состояние, использование, охрана.
3. Урбанизация и ее экологические аспекты.
4. Использование отходов производства и потребления.
Тема 15. Охраняемые территории и их роль в сохранении природного и
экологического равновесия.
Вопросы.
1. Возникновение особо охраняемых территорий в России и за рубежом.
2. Виды, типы, сущность особо охраняемых территорий.
3. Нормативно правовое регулирование организации и регулирования
деятельности особо охраняемых территорий.
Тема 16. Правовые основы природопользования и экологии.
Вопросы.
1. Государственная политика в области природопользования и экологии.
2. Органы управления РФ и субъектов в области природопользования и
охраны природы, их функции, и полномочия
3. Международное сотрудничество в области природопользования и
охраны окружающей среды.
2.3. Перечень тем для самостоятельной (внеаудиторной) работы
студентов
1. Устойчивое развитие, устойчивое управление – научная идея или
перспектива развития человеческой цивилизации XXI века..
2. Русский космизм и глобальные проблемы современности.
3.
Становление нового экологического сознания.
Ноосфера и
экоцентризм.
4. Эксплуатация лесов мира и России и их деградация.
5. На пути устойчивое управление лесами в России- достижения и
просчеты.
6. Исторические корни современного экологического кризиса.
7. Индустриальный период развития человеческой цивилизации и
природа.
8. Научно-техническая революция второй половины XX века и ее
особенности.
9. Наиболее важные события XX и начала XXI веков отражающие
нарастания опасности развития современной цивилизации.
10. Ресурсы земли, проблема природопользования и экологии.
11. Тенденции изменения народонаселения в мире и в России, ее
взаимосвязь с национальной безопасностью страны.
12. Урбанистика и проблемы современных городов.
13. Энергетика традиционные и альтернативные источники.
14. Отношение к природе в русской культуре.
15. Зарождение природоохранного дела в мире и России.
16. Национальные и международные объекты охраны окружающей среды.
17. Экологическое природопользование: риторика и пиар вместо политики.
18. Глобализация- понимание проблемы современного развития.
19. Современные экологические катастрофы.
20. Антропоцентризм и другие виды экологического сознания.
3. Основные образовательные технологии
Изучение дисциплины «Экология» основывается на использовании
различных образовательных технологий, в том числе и интерактивных.
Аудиторные занятия проводятся с использованием ПК и компьютерного
проектора (презентации); практические занятия предполагают закрепление и
углубление теоретических знаний.
Не менее 20 процентов практических занятий проводятся в
интерактивных формах, в том числе:
1. Обсуждение и формирование альтернативных решений проблемы.
2. Составление схем по материалам поставленной задачи.
3. Подбор и систематизация нормативных актов по данной теме.
4. Обзор новейшей литературы по теме.
5. Использование мультимедийных средств.
6. Воспроизведение исторической модели.
7. Решение задач по ролям (работы государственного органа и др.).
8. Круглые столы по заранее известной теме с домашней заготовкой
аргументов и контраргументов.
При реализации разных видов учебной работы в рамках дисциплины
используются различные образовательные технологии:
- активные и интерактивные формы проведения занятий;
- самостоятельная работа, поиск необходимых материалов, подготовка
докладов и сообщений, подготовка и написание эссе;
- самостоятельный поиск студентами информации в сети Интернет.
Стандартные методы обучения:
– Практические занятия, на которых обсуждаются основные проблемы
современной мировой политики, рассмотренные в учебной литературе и
раздаточном материале;
– Дискуссии;
– Компьютерные задания;
– Письменные домашние работы;
– Самостоятельная работа студентов, в которую включается освоение
аналитических и статистических методов анализа информации и
интерпретации результатов;
– Консультации преподавателей;
– Методы обучения с применением интерактивных форм
образовательных технологий;
– Анализ деловых ситуаций.
Самостоятельная работа студентов подразумевает анализ правовых и
отчетных документов, изучение специальной литературы по дисциплине,
выполнение практических заданий под руководством преподавателей (в виде
консультаций и методической помощи).
4. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
В качестве форм текущей аттестации студентов используются: написание
рефератов, выполнение индивидуальных заданий, работа на семинарах,
тестирование.
Темы для рефератов
1.
2.
3.
Экология и краткий обзор ее развития.
Взаимодействие организма и среды.
Экологические системы.
4.
Природные экосистемы земли.
5.
Антропогенные экосистемы.
6.
Экология и здоровье человека.
7.
Антропогенные воздействия на атмосферу.
8.
Антропогенные воздействия на гидросферу.
9.
Антропогенные воздействия на литосферу.
10.
Основные принципы охраны окружающей природной среды и
рационального природопользования.
11. Основы экологического права.
12. Экология и экономика.
13. Экологизация общественного сознания.
14. Экологическая ситуация в вашем городе или на предприятии, где
вы работаете.
15. Международное сотрудничество в области экологии.
16. Язык химических сигналов у растений и животных. Феромоны и
другие вещества.
17. Влияние человека на экосистемы.
18.
Кто хозяин на нашей Земле? ( Исторический анализ прошлого и
современности).
19. Агроэкосистемы будущего – без химии: фантазия или реальность?
20. Соблюдается ли принцип рационального природопользования
«Используй, охраняя, и охраняй, используя» в наше время? Привести
примеры из жизни.
21. Как решить проблему мусора?
22.
Инженерные находки – на службу экологии (опыт внедрения
малоотходных и экологически безопасных технологий в промышленности).
23. Мониторинг экологический – своими силами, на своем участке.
Вариант тестирования:
Выберите один правильный ответ из нескольких предложенных.
1. Глобальные экологические проблемы вызваны в первую очередь:
а) геологическими процессами;
б) космическими факторами;
в) высокими темпами прогресса;
г) изменением климата.
2. Основными природными факторами, влияющими на численность
человеческих популяций являются:
а) особенности рельефа местности;
б) пищевые ресурсы и болезни;
в) особенности климата;
г) географическое положение страны.
3. Рациональное природопользование подразумевает:
а) деятельность, направленную на удовлетворение потребностей
человечества;
б) деятельность, направленную на научно обоснованное использование,
воспроизводство и охрану природных ресурсов;
в) добычу и переработку полезных ископаемых;
г) мероприятия, обеспечивающие промышленную и хозяйственную
деятельность человека.
4. Полезные ископаемые недр планеты относятся к:
а) неисчерпаемым природным ресурсам;
б) возобновляемым природным ресурсам;
в) невозобновляемым природным ресурсам;
г) пополняющимся ресурсам.
5. Вырубка лесных массивов приводит к:
а) увеличению видового разнообразия птиц;
б) увеличению видового разнообразия млекопитающих;
в) уменьшению испарения;
г) нарушению кислородного режима.
6. Недостаток питьевой воды вызван, в первую очередь:
а) парниковым эффектом;
б) уменьшением объема грунтовых вод;
в) загрязнением водоемов;
г) засолением почв.
7. Парниковый эффект возникает в результате накопления в атмосфере:
а) угарного газа;
б) углекислого газа;
в) диоксида азота;
г) оксидов серы.
8. Важная роль атмосферы заключается в том, что она защищает живые
организмы от:
а) резких колебаний температуры;
б) канцерогенных веществ;
в) радиоактивного загрязнения;
г) возбудителей заболеваний.
9. От жесткого ультрафиолетового излучения живые организмы защищают:
а) водяные пары;
б) облака;
в) озоновый слой;
г) азот.
10. Разрушение озонового слоя ведет к увеличению заболеваний:
а) желудочно-кишечного тракта;
б) сердечно-сосудистой системы;
в) кожи;
г) органов дыхания.
11. При разрушении люминесцентных ламп выделяются опасные для
здоровья ионы:
а) ртути;
б) свинца;
в) кальция;
г) кобальта.
12. Самыми распространенными заболеваниями, которые возникают в
результате ухудшения экологической обстановки, являются:
а) болезни опорно-двигательной системы;
б) инфекционные болезни;
в) сердечно-сосудистые и онкологические заболевания;
г) болезни пищеварительного тракта.
13. Вещества, вызывающие раковые заболевания, называют:
а) биогенными;
б) канцерогенными;
в) пирогенными;
д) абиогенными.
14. Наибольше количество веществ, загрязняющих биосферу, приходится
на:
а) предприятия химической и угольной промышленности;
б) сельское хозяйство;
в) бытовую деятельность человека;
г) транспортные средства.
Ответы: 1 – в; 2 – б; 3 – б; 4 – в; 5 – г; 6 – в; 7 – б; 8 – а; 9 – в; 10 – в; 11 –
а; 12 – в; 13 – б; 14 – а.
Вопросы к зачету.
1. Концепция ноосферы.
2. Основные этапа взаимодействия человека и природы.
3. Современная экологическая ситуация.
4. Научно-техническая революция и экологический кризис.
5. Природные ресурсы их классификация и оценка.
6. Экологическое значение науки.
7. Экологическое значение техники.
8. Состояние экологической среды в России.
9 Основы природопользования.
10. Сущность концепции устойчивого развития.
11. Эксплуатация лесов в России и концепция устойчивого управления
лесами.
12. Основное содержание концепция развития лесной отрасли в России до
2020 г.
13. Механизмы правового регулирования природопользования.
14. Основные принципы экологизированного использования лесных
ресурсов.
15. Конференция ООН 1972 г. (Стокгольм), 1992 г. (Рио-де-Женейро),
саммит 2002 г. (Йоханнесбург) и их решения.
16. Личность - проблемы природопользования и экологии.
17.
Национальные
и
международные
программы
в
области
природопользования и экологии.
18. Понятие принципа социального-экномического развития и принцип
интегративного процесса развития природопользования и экологии.
19. Природные, исторические особенности России и их влияние на
социокультурное развитие.
20. Международное сотрудничество в области природопользования и
экологии.
21. Лесные ресурсы- источник экономического развития, роста качества
жизни.
22. Глобальное противоречие современности в системе «общество-природа».
23. Техника, природные ресурсы и природа.
24. Культурные причины экологического кризиса.
25. Природоохранное законодательство в России.
26. Принципы устойчивого развития
5. Краткое содержание отдельных лекций.
Определение и понятие экосистемы. Понятие экосистемы является
одним из основных понятий в современной экологии. Термин «экосистема»
был введен в употребление А. Тенсли в 1935 г., спустя более полувека
после выделения экологии как самостоятельной отрасли научных знаний
(1866). Экологической системой или экосистемой называется
совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий
их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с
другом, обусловленной обменом веществ и распределением потока
энергии. Следовательно, в биологическом смысле под экосистемой
понимается любая система, включающая в свой состав сообщества живых
существ и среду их обитания, объединенные в единое функциональное
целое.
Каждая экосистема характеризуется совокупностью свойств и структурой.
С точки зрения изучения проблем устойчивого функционирования
экосистем интерес представляют такие основные свойства, как способность
к образованию живого вещества из компонентов неживой природы,
способность осуществлять круговорот веществ в экосистеме, видовое
разнообразие,
способность
поддерживать
ее
нормальное
функционирование в условиях изменяющейся среды обитания и др.
Важнейшей с точки зрения организации экосистем является их видовая
структура.
Виды экосистем. Экосистема – сложный объект, при изучении которого
используют методы системного анализа. Классификация таких сложных
систем должна проводиться по различным основаниям, или признакам
деления на классы. По пространственному масштабу выделяются
экосистемы различного ранга: микроэкосистемы, мезоэкосистемы,
макроэкосистемы и глобальная экосистема. Наименьший ранг имеют
микроэкосистемы, примерами которых могут служить маленький водоем,
труп животного с населяющими его организмами или ствол упавшего
дерева в стадии биологического разложения, домашний аквариум и даже
лужица или капля воды, пока в них присутствуют живые организмы,
способные
осуществлять
круговорот
веществ.
Экосистемы
промежуточного ранга называются мезоэкосистемами (лес, пруд, река и
т.п.). Макроэкосистемы имеют большой пространственный масштаб и
связаны с крупными географическими объектами, составляющими по
размерам значительную часть земной поверхности (например, океан,
континент и т.п.). Самый большой ранг имеет глобальная экосистема,
эквивалентная биосфере Земли в целом. Таким образом, более крупные
экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга.
По характеру среды обитания сообществ живых организмов природные
(естественные) экосистемы разделяют на наземные и водные, среди
последних иногда выделяют пресноводные и морские экосистемы.
Основные экологические свойства экосистем существенно зависят от
различия условий среды обитания (географических, гидрографических,
климатических, почвенных и др). Поэтому указанные виды природных
экосистем разделяются в свою очередь на различные типы экосистем. В
классе наземных экосистем выделяют тундровые, таежные, степные и др., а
пресноводные экосистемы делят на озерные, речные, болотные и т.п.
Вообще в экологической литературе в зависимости от аспектов
рассмотрения экосистем используют большое число других разнообразных
признаков деления экосистем на классы, причем система признаков
деления экосистем до сих пор не является устоявшейся, отсутствует также
общепринятая классификация экосистем, особенно при их рассмотрении в
связи с изучением взаимоотношений общества и природной среды в
условиях антропогенных воздействий на природные экосистемы. Так,
французский эколог Франсуа Рамад, автор широко известной за рубежом и
в нашей стране книги «Основы прикладной экологии: Воздействие
человека на биосферу», вводит в рассмотрение понятия экосистемы
первобытного общества, аграрной цивилизации и промышленно развитого
общества, что позволяет ему провести сравнительный анализ последствий
антропогенного воздействия на природную среду. Такая классификация
будет нами использоваться далее в разделе 3.
Для удобства рассмотрения некоторых особенностей взаимодействия
общества и природы в рамках изучаемой дисциплины по степени
антропогенного воздействия на природную среду будем различать три
следующих вида экосистем: природные, социоприродные и антропогенные.
Природные экосистемы, рассмотренные выше, – это естественные
экосистемы, при изучении которых не учитываются какие бы то ни было
антропогенные воздействия. К антропогенным будем относить
искусственные экосистемы, непосредственно и целенаправленно созданные
человеком для удовлетворения своих потребностей. Их удобно разделять на
техногенные и агроэкосистемы. К техногенным относятся экосистемы,
целенаправленно созданные для решения определенных задач охраны
окружающей среды и природопользования, например, сложные очистные
сооружения и комплексы биологической очистки сточных вод во многих
крупных городах мира. Агроэкосистемы создаются практически во всех
странах и предназначены для резкого повышения плодородия земель и
увеличения урожайности сельскохозяйственных культур на основе
химизации и применения новых технологий сельскохозяйственного
производства.
Под социоприродными понимаются экосистемы, которые формируются не
в результате целенаправленной деятельности человека, а возникают
опосредованно вследствие взаимодействия человеческого общества с
природной средой. Неосознанная деятельность человека, связанная с
удовлетворением его постоянно растущих потребностей, приводит к тому,
что естественные экосистемы в окружающей его среде трансформируются
(преобразуются) в социоприродные экосистемы, состоящие из живой и
неживой природы и неприроды, т.е. культуры. Особенностью
рассмотрения социоприродных экосистем является включение в состав
экосистемы человека как носителя культуры. Необходимость такого
социоприродного подхода к рассмотрению экосистем в современной
экологии обусловлена и тем, что человек в современных условиях стал
геологической преобразующей силой, без учета которой невозможно
разрабатывать стратегии устойчивого развития цивилизции и
рационального природопользования.
Соотношение между понятиями экосистемы и биогеоценоза. Близкий (по
содержанию) к понятию экосистемы смысл вкладывается в термин
биогеоценоз. В некоторых книгах и учебных руководствах по экологии
можно прочитать, что эти термины – синомимы. Посмотрим, так ли это.
Из вышеизложенного ясно, что биогеоценоз представляет собой комплекс
взаимосвязанных видов организмов (популяций разных видов), обитающих
на определенной территории с более или менее однородными условиями
существованиями. Как и биогеоценоз, экосистема в биологическом смысле
является совокупностью взаимосвязанных живых существ и среды их
обитания, образующих единое целое. Однако основу биогеоценоза
составляют зеленые растения, производящие живое органическое
вещество. Так как в биогеоценозе присутствуют растительноядные и
плотоядные животные и другие организмы, потребляющие органическое
вещество, легко догадаться, почему растения являются главным звеном в
биогеоценозе. Поэтому ясно, что если растения – главный источник
органического вещества в биогеоценозе – исчезнут, то и жизнь там
практически прекратится. Примеры биогеоценозов – однородные участки
леса, луга, степи, болота и т.п.
Экосистема, по определению, может и не включать растительные
организмы в свой видовой состав. Таким примером являются природные
экосистемы, формирующиеся на базе разлагающихся органических
остатков, гниющих в лесу деревьев, трупов животных и т.п. Достаточно
присутствия лишь зооценоза и микробоценоза или только микробоценоза,
чтобы такое образование рассматривать как экосистему. В этом и
заключается одно из существенных отличий понятия экосистемы от
понятия биогеоценоза. Таким образом, каждый биогеоценоз может быть
назван экосистемой, но не каждая экосистема является биогеоценозом.
Биогеоценозы и экосистемы могут различаться и по временному фактору
(продолжительности существования). Любой биогеоценоз потенциально
бессмертен, поскольку все время пополняется энергией за счет
деятельности растительных организмов. В то же время экосистемы, в
составе которых отсутствует растительное звено, заканчивают свое
существование одновременно с высвобождением в процессе разложения
органического субстрата всей содержащейся в нем энергии.
Экологические факторы
Общие определения. Экологические факторы – существенные свойства
окружающей среды, оказывающие прямое или косвенное воздействие на
сообщества живых организмов в экосистеме и на состояние экосистемы в
целом. Экологические факторы подразделяются на три группы:
биотические (факторы живой природы), абиотические (факторы неживой
природы) и антропогенные, связанные с деятельностью человеческого
общества. Последние включают социально-экономические, культурные и
другие факторы. По характеру воздействий рассматривают периодические
и непериодические экологические факторы, с действием которых связаны
приспособительные возможности организмов и природных экосистем к
изменениям внешних воздействий. К периодическим экологическим
факторам относят природные явления, обусловленные вращением Земли:
смена времен года, суточная смена освещенности, суточные, сезонные и
вековые изменения температуры и осадков, динамика растительной пищи
(для животных) и др. К непериодическим факторам относятся
экологические факторы, не имеющие выраженной цикличности, например,
химический состав и механические характеристики почвы, атмосферного
воздуха или воды.
Абиотические факторы. Эту группу составляют, как указывалось выше,
компоненты и явления неживой, неорганической природы, оказывающие
прямое или косвенное воздействие на живые организмы. Главную роль среди
них играют климатические (солнечная радиация, световой режим,
температура, влажность, осадки, ветер, давление и др.); затем идут
почвенные, или эдафические (от греч. эдафос – почва), важные для
обитающих в почве организмов; и, наконец, факторы водной среды.
Рассмотрим кратко почвенные экологические факторы. Известно, что почва
– трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные
компоненты. Она представляет собой продукт физического, химического и
биологического преобразования горных пород, т.е. формируется в
результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и
микроорганизмов. Самый верхний горизонт почв, являющийся
накопителем органического вещества и называемый гумусовым,
определяет плодородие почвы и представляет собой смесь органических и
минеральных веществ. В результате сложных биохимических процессов в
этом слое органические остатки в почве разрушаются (минерализуются) с
образованием более простых соединений (вода, углекислый газ, аммиак и
др.) или превращаются в более сложные органические соединения –
перегной, или гумус. Таким образом, химические свойства почвы
определяются содержанием органических и неорганических соединений.
Свыше половины минерального состава почвы занимает кремнезем
(двуокись кремния), остальную часть составляют окислы алюминия,
железа, магния, калия, фосфора, кальция и др. Физические свойства почвы
обусловлены механическим составом (содержанием частиц разной
величины: песок, глина, суглинок), от которого зависят способности почвы
удерживать влагу и насыщаться воздухом, что определяет условия
обитания организмов в почве и условия произрастания растений.
Абиотические факторы водной среды, называемые гидрографическими,
определяются физическими и химическими свойствами воды как среды
обитания
живых
организмов
(гидробионтов).
На
характер
пространственного распределения гидробионтов оказывают влияние
соленость, плотность, световой режим, температура и др. Например,
соленость играет важную роль в существовании разных видов организмов:
пресноводные виды не могут жить в морской воде, а морские – в пресной.
Не менее важна роль светового режима. Так, водоросли в океане обитают в
освещаемой зоне, чаще всего на глубинах до 20 – 50 м, привлекая как
источник питания различные виды морских животных.
Биотические факторы. Совокупность воздействий жизнедеятельности
одних организмов на жизнедеятельность других и на состояние неживых
компонент среды обитания составляет комплекс биотических факторов.
Разнообразные взаимодействия между животными, растениями и
микроорганизмами в экосистеме подразделяются на прямые, связанные с
непосредственным воздействием одних организмов на другие, и на
косвенные, когда, например, растения своим присутствием изменяют
режим действия абиотических факторов среды для других растений,
животных и микроорганизмов. Так, орех и дуб своими выделениями
угнетают травянистую растительность под кронами. В общем, любое
растительное сообщество существенно влияет на совокупность
абиотических характеристик среды. Известно, что различные абиотические
факторы в пределах лесного ландшафта существенно отличаются при
схожести климатических условий от этих же факторов в условиях степных
ландшафтов.
Антропогенные экологические факторы. Важную группу экологических
факторов составляют антропогенные факторы, отражающие воздействие
человека как на живые организмы, так и на абиотические факторы среды
обитания. Антропогенные факторы – это совокупность экологических
факторов, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью
человека и вызывающих существенное воздействие на структуру и
функционирование экосистем и на деградацию биосферы. К
антропогенным факторам относятся, например, радиационное загрязнение
или загрязнение химическими веществами воды, почвы или атмосферы в
результате деятельности общества. Загрязнение среды вызывает во многих
случаях существенные изменения в состоянии природных экосистем.
Экологическая ниша
Понятие экологической ниши. В экосистеме любой живой организм
эволюционно приспособлен (адаптирован) к определенным условиям
среды, т.е. к изменяющимся абиотическим и биотическим факторам.
Изменения величин этих факторов для каждого организма допустимы
только в определенных пределах, при которых сохраняется нормальное
функционирование организма, т.е. его жизнеспособность. Чем большие
пределы изменения параметров среды допускает (нормально
выдерживает) конкретный организм, тем выше устойчивость этого
организма к изменению факторов состояния среды. Требования
определенного вида к разным экологическим факторам определяют
ареал вида и место его в экосистеме, т.е. занимаемую им экологическую
нишу.
Экологическая ниша – совокупность условий жизни в экосистеме,
предъявляемых видом к множеству экологических факторов среды с
точки зрения его нормального функционирования в экосистеме.
Следовательно, понятие экологической ниши прежде всего включает в
себя роль, или функцию, которую выполняет данный вид в сообществе.
Каждый вид занимает свое, только ему присущее место в экосистеме,
которое обусловлено его потребностью в пище и связано с функцией
воспроизводства вида.
Соотношение понятий ниши и местообитания. Как показано в
предыдущем разделе, для популяции прежде всего необходимо
подходящее местообитание, которое по своим абиотическим
(температура, характер почвы и т.п.) и биотическим (пищевые ресурсы,
характер растительности и т.п.) факторам соответствовало бы ее
потребностям. Но местообитание вида не следует путать с
экологической нишей, т.е. функциональной ролью вида в данной
экосистеме.
Условия нормального функционирования вида. Важнейшим для
каждого живого организма биотическим фактором является пища.
Известно, что состав пищи определяется прежде всего набором белков,
углеводородов, жиров, а также наличием витаминов и микроэлементов.
Свойства пищи обусловлены содержанием (концентрацией) отдельных
ингредиентов. Разумеется, требуемые свойства пищи различаются для
разных видов организмов. Недостаток каких-либо ингредиентов, как и
их избыток, оказывают вредное воздействие на жизнеспособность
организма.
Аналогично обстоит дело и с другими биотическими и абиотическими
факторами. Поэтому можно говорить о нижней и верхней границах
каждого экологического фактора, в пределах которых возможно
нормальное функционирование организма. Если величина фактора
среды становится ниже его нижней границы или выше верхней границы
для данного вида, и если этот вид не сможет быстро приспособиться к
изменившимся условиям среды, то он обречен на вымирание и его место
в экосистеме (экологическая ниша) будет занято другим видом.
Трофические цепи и сети
Основные определения. Одним из наиболее существенных свойств
экосистем является наличие в них пищевых цепей и сетей.
Трофическая (пищевая) цепь – последовательность видов организмов,
отражающая движение в экосистеме органических веществ и
заключенной в них биохимической энергии в процессе питания
организмов. Термин происходит от греч. трофе – питание, пища. Для
дальнейшего изучения рассмотрим следующие термины: продуценты,
консументы и редуценты.
Продуценты
(от
англ.
to
produce
–
производить)
–
организмы,производящие органические вещества из неорганических
соединений. Продуцентами в экосистеме являются автотрофные
организмы, преобразующие путем фотосинтеза внешнюю (солнечную)
энергию в биохимическую энергию, заключенную в органическом
веществе. Примерами продуцентов в наземных экосистемах являются
растения. Фитопланктон – мельчайшие водоросли – является другим
примером продуцентов, характерных для морских и вообще водных
экосистем.
Консументы (от лат. консуме – потреблять) – это организмы,
питающиеся органическим веществом, произведенным другими
организмами (продуцентами). Такими организмами в экосистеме
являются гетеротрофы. Различают консументы 1-го и 2-го порядков.
Консументы 1-го порядка – растительноядные организмы (например,
овца, заяц). Консументы 2-го порядка – плотоядные, которые строят
свои белки из белков растительного и животного происхождения
(хищники).
Редуценты – организмы (главным образом, бактерии, грибы и др.),
превращающие органические остатки в неорганические вещества
(минерализация). Синоним термина – деструкторы (от англ. to destruct –
разлагать).
Трофические (пищевые) уровни. В любой экосистеме можно выделить
несколько трофических уровней или звеньев. Первый уровень представлен
продуцентами, а второй и последующий уровни – консументами.
Последний уровень в основном образуется микроорганизмами и грибами,
питающимися мертвым органическим веществом (редуцентами). Их
основная функция в экосистеме – разложение органического вещества до
исходных минеральных элементов. Взаимосвязанный ряд трофических
уровней и представляет цепь питания, или трофическую цепь.
Важно подчеркнуть, что цепь питания не всегда может быть полной. Вопервых, в ней могут отсутствовать продуценты (растения). Такие цепи
питания характерны для сообществ, формирующихся на базе разложения
животных или растительных остатков, например, накапливающихся в
лесах на почве (лесная подстилка). Во-вторых, в цепях питания могут
отсутствовать (либо находится в очень малом количестве) гетеротрофы
(животные). Например, в лесах отмирающие растения или их части (ветви,
листья и др.), т.е. продуценты, сразу включаются в звено редуцентов.
Виды трофических цепей. Трофические цепи в зависимости от числа
уровней подразделяются на простые и сложные (многоуровневые)
цепи. Примером простой цепи, в которой представлены все три вида
уровней (продуцент, консумент и редуцент), может служить следующая
последовательность организмов:
Простая трофическая цепь имеет три трофических уровня. Сложные
цепи в отличие от рассмотренных выше простых имеют большее число
уровней, но обычно не превышающее 5–6 в реальных природных
экосистемах. Ниже приводится пример сложной пятиуровневой цепи:
ТРАВА – ГУСЕНИЦА – ЛЯГУШКА – ЗМЕЯ – ХИЩНАЯ ПТИЦА.
Различают три основных типа трофических цепей:
- цепи хищников;
- цепи паразитов;
- сапрофитные цепи.
Примеры трофических цепей хищников:
ТРАВА – ОВЦА – ВОЛК;
ЛИСТ ДУБА – ГУСЕНИЦА – СИНИЦА – ЯСТРЕБ.
Отличительной особенностью трофических цепей паразитов от цепей
хищников является то, что в цепях хищников размеры особей
увеличиваются по мере продвижения по уровням цепи (слева направо), а в
цепях паразитов – наоборот. Сапрофитные (от греч. сапрос – гнилой) цепи
– это трофические цепи с разложением органического вещества, т.е.
включающие редуцентов. К сапрофитам относятся организмы (грибы,
некоторые растения и др.), питающиеся органическим веществом и
преобразующие его в минеральные соединения. Ниже приведен пример
такой трофической цепи:
ЛИСТВЕННЫЕ ДЕРЕВЬЯ – ЧЕРВИ – ГРИБЫ.
Трофические сети. В реальных природных экосистемах, включающих
большое число видов организмов, функционируют и большое количество
трофических цепей, причем некоторые виды участвуют одновременно в
нескольких различных цепях питания, т е некоторые цепи образуют общие
уровни. Комбинации различных трофических цепей, имеющих общие уровни
в экосистеме, называются трофическими сетями.
Круговорот вещества в экосистеме
Общее понятие о круговоротах веществ в биосфере. Под круговоротом
веществ понимают многократное участие химических веществ в процессах,
происходящих в атмосфере, гидросфере и литосфере, в том числе в тех
частях геосфер Земли, которые включены в биосферу планеты. При этом
рассматривают
геологический,
биологический
(биотический),
биогеохимический круговороты, а также круговороты отдельных веществ,
например, воды и отдельных химических элементов, в частности,
биогенных элементов – углерода, водорода, кислорода, азота, серы,
фосфора и др., имеющих важное значение для функционирования
биосферы. С точки зрения процессов, протекающих в экосистемах,
наибольший интерес для изучения в рамках нашей дисциплины
представляет биогеохимический круговорот вещества.
Круговорот энергии в экосистемах. В экологической литературе, наряду
с круговоротами вещества, часто рассматриваются круговороты энергии в
экосистемах, причем авторы некоторых публикаций, в том числе и учебной
литературы, отождествляют круговороты вещества и энергии. Такое
представление основывается на том, что движение органического вещества
по цепям питания сопровождается направленной передачей биохимической
энергии. Однако о круговороте энергии говорить нельзя, поскольку она
практически не возвращается от редуцентов к продуцентам.
Действительно, как показывают экологические оценки, коэффициент
круговорота энергии в экосистемах не превышает 0,25%. Поэтому в
дальнейшем мы будем рассматривать только круговороты веществ в
экосистемах.
Круговорот веществ – условие существования жизни. Он возник в
процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой
природы. Чтобы круговорот веществ в экосистеме был возможен,
необходимо наличие в ней организмов-продуцентов, создающих
органические вещества из неорганических и преобразующие энергию
излучения Солнца, а также организмов, которые используют эти
органические вещества и превращают их в неорганические соединения. Но
в любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических
соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности
организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и
растительных остатков органические вещества превращаются в
неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную
среду и могут опять использоваться автотрофами.
Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности
организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы
в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ
необходим приток энергии извне. Источником внешней энергии является
Солнце. Движение вещества, вызываемое деятельностью организмов,
происходит, как показано ранее, циклически, в то время как поток энергии
в этом процессе имеет однонаправленный характер. Из всего сказанного
ясно, что круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие
существования жизни.
Биогеохимические циклы. Круговорот веществ – это обмен химическими
элементами между живыми организмами и неорганической средой,
различные
стадии
которого
происходят
внутри
экосистемы.
Осуществление круговорота веществ и высвобождение запасенной в
органическом веществе энергии – важная функция трофических цепей в
экосистеме. Если трофическую цепь дополнить редуцентами,
превращающими органическое вещество в минеральные неорганические
соединения, потребляемые продуцентами в процессе образования
органического вещества, то получим замкнутую цепь, по которой
происходит направленное циклическое движение химических веществ, т.е.
круговорот веществ. Такие круговороты называются биогеохимическими
круговоротами, или биогеохимическими циклами
Следовательно, биогеохимические циклы – круговороты питательных
веществ, участниками которых являются как живые, так и неживые
компоненты экосистемы. Термин биогеохимические циклы был предложен
В.И. Вернадским для обозначения замкнутых (в большей или меньшей
степени) путей циркулирования в биосфере химических веществ и
элементов, которые сначала поглощаются живым веществом, заряжаясь
биохимической энергией, и затем покидают живое вещество, отдавая
накопленную энергию, с многократным циклическим повторением этих
процессов. Движение химических элементов по замкнутым циклам
является результатом эколого-физиологической взаимосвязи автотрофов и
гетеротрофов по цепям питания. Различные виды организмов непрерывно
ищут и поглощают в виде пищи вещества, необходимые им для роста,
поддержания жизни и воспроизводства вида.
Заметим, что несмотря на то, что из всех водных компонентов биосферы
атмосферная влага содержит наименьшую массу воды (ее объем втрое
меньше объема поверхностных вод суши и в 150 тысяч раз меньше объема
Мирового океана), она имеет наибольшее значение для осуществления
биогеохимических циклов, являясь источником осадков и вовлекая в
круговорот химические вещества, в том числе и вредные для природных
экосистем загрязнители.
6. ГЛОССАРИЙ
Абиотический фактор - компонент или явление неживой, неорганической природы.
Автотрофы - организмы, производящие органические вещества из неорганических с использованием энергии Солнца или энергии, выделяющейся
при химических реакциях.
Агроценоз - созданный с целью получения сельскохозяйственной продукции и регулярно поддерживаемый человеком биоценоз, обладающий малой экологической надежностью, но высокой продуктивностью одного или
нескольких избранных видов растений или животных.
Адаптация - совокупность морфологических, физиологических и поведенческих особенностей вида, обеспечивающая возможность обитания в определенных условиях внешней среды.
Аккумуляция загрязнения организмом - процесс накопления в живых
организмах химических веществ, загрязняющих среду обитания, в результате
усвоения их в процессе питания.
Аменсализм - тип биотических отношений, при котором один вид в процессе своей жизнедеятельности подавляет другой, не испытывая отрицательного воздействия.
Анабиоз - способность организмов переживать неблагоприятное время в
состоянии, при котором резко снижается обмен веществ и отсутствуют видимые проявления жизни.
Антропогенная нагрузка - степень прямого или косвенного воздействия
людей и их хозяйственной деятельности на природу в целом или на ее отдельные экологические компоненты.
Антропогенный фактор - фактор, порожденный человеческой деятельностью.
Ареал - область распространения на земной поверхности тех или иных
видов.
Биогенное вещество - следы былых биосфер (каменный уголь, нефть,
торф, известняк).
Биогеохимический круговорот веществ - это перемещение химических
элементов через биокостное вещество при активном участии живого вещества.
Биокостное вещество - костное вещество, видоизмененное живым веществом (почва, океанические воды, приземные слои атмосферы).
Биологические ритмы - периодически повторяющиеся изменения интенсивности
биологических
процессов,
совпадающие
по
периоду
с
внешними геофизическими циклами.
Биосфера - совокупность частей земных оболочек (лито- , гидро- , атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.
Биотический фактор - фактор живой природы, вызванный влиянием
жизнедеятельности одних организмов на другие.
Биоценоз - комплекс совместно обитающих и взаимосвязанных популяГетеротрофы - организмы, использующие для питания только готовые
органические вещества.
Гомеостаз - тенденция живых систем поддерживать внутреннюю стабильность с помощью собственных регуляторных механизмов.
Групповой эффект - оптимизация жизнедеятельности при совместном
обитании.
Гумус - перегной, темноокрашенное органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и
животных остатков.
Емкость среды - способность природного окружения обеспечить нормальную жизнедеятельность определенному числу организмов.
Живое вещество - совокупность живых организмов.
Закон десяти процентов: при передаче энергии по пищевой цепи с одного трофического уровня на другой теряется (превращается в тепло и уходит из экосистемы) 90 % энергии и только 10 % ее переходит к очередному
потребителю.
Законы Коммонера: Все связано со всем. За все надо платить .Все надо
куда-то девать. Природа знает лучше.
Закон оптимума: любой экологический фактор имеет определенные
пределы положительного воздействия на живые организмы.
Закон лимитирующего фактора - наиболее значим тот экологический
фактор, который более всего отклоняется от оптимальных для организма значений и приближается к пределам выносливости.
Иерархия - система поведенческих связей между особями в группе,
регулирующая их взаимоотношения(доступ к пище, убежищу, особям противоположного пола).
Иерархия - любая система является составной частью системы более
высокого ранга.
Катастрофа - необратимое явление, в котором человек выступает вынужденно пассивной стороной.
Качество окружающей среды - степень соответствия природных условий физическим возможностям человека.
Климаксное сообщество - относительно устойчивое состояние биоценоза, соответствующее завершающему этапу сукцессии для данных условий
окружающей среды.
Конкуренция - тип биотических отношений, при которых оба вида со
сходными экологическими требованиями, оказывают негативное воздействие
друг на друга в условиях дефицита общего ресурса.
Концепция устойчивого развития - модель движения вперед, при котором достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколений.
Консументы - организмы, являющиеся в трофической цепи потребителями органического вещества.
Комменсализм - тип биотических отношений, при которых один вид получает какое-либо преимущество, используя остатки пищи или микроклимат
жилища, не принося заметного вреда или пользы другому.
Костное вещество - базальты, граниты.
Кризис - нарушение естественных природных процессов в биосфере в
результате, которого происходят быстрые изменения окружающей среды.
Лимитирующий фактор - фактор, ограничивающий жизнедеятельность
организма.
Мониторинг - система наблюдений, оценки и прогнозов, позволяющая
выявить изменение состояния ОПС под влиянием антропогенной деятельности.
Открытая система - обменивается с окружающей средой веществом,
энергией и информацией.
Паразитизм - тип биотических отношений, при котором один вид (паразит), использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника
питания.
Парниковый эффект - потепление климата на Земле в результате увеличения содержания в приземном слое атмосферы углекислого газа, метана,
паров воды и т. п., которые препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли.
Пестициды - химические соединения, используемые для защиты растений от вредителей и для борьбы с переносчиками опасных заболеваний.
Пирамида экологическая - соотношение между продуцентами и консументами разных порядков в экосистеме, выраженное их числом, массой или
заключенной энергией и изображенное в виде графической модели.
Популяция - группа организмов одного вида, которая совместно обитает
в данном месте в данное время.
Почва - поверхностный слой земной коры, который образуется в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов и горных пород.
Продукция - прирост биомассы в единицу времени.
Продуценты - автотрофные организмы, создающие с помощью фотосинтеза или хемосинтеза органические вещества из неорганических.
Редуценты - деструкторы, организмы, питающиеся мертвым органическим веществом и подвергающие его минерализации (деструкции), т. е. разрушению до более или менее простых неорганических соединений, которые
затем используются продуцентами.
Симбиоз - взаимовыгодные для обоих партнеров отношения.
Системный подход в экологии: окружающий мир - это иерархическая
совокупность взаимодействующих, открытых, саморегулирующихся, самовоспроизводящихся и саморазвивающихся систем.
Система - множество взаимосвязанных элементов, образующих определенную целостность.
Сукцессия - последовательная смена во времени одних биоценозов другими на одном участке земной поверхности после их повреждения.
Трофическая цепь - пищевая цепь, состоящая из последовательно питающихся друг другом организмов.
Трофический уровень - звено в цепи питания. Автотрофные организмы
занимают первый трофический уровень, растительноядные животные - второй, хищники, питающиеся растительноядными животными - третий и т. д.
Экологическая ниша- комплекс экологических факторов, необходимый
для существования вида в природе; экологическое пространство вида, в котором он не имеет конкурентов.
Экологический фактор - любой элемент среды способный оказывать
непосредственное влияние на живой организм и вызывать адаптацию.
Экологический аудит - документально оформленный процесс проверки
объективно полученных данных для определения соответствия различных
областей деятельности предприятия действующей нормативно-правовой базе
в области охраны ОПС.
Экологический менеджмент - безопасное управление современным
производством, которое обеспечивает сочетание эффективности производства с охраной ОПС и рациональным использованием природных ресурсов.
Экологическая паспортизация - прогноз экологической ситуации на
предприятии и вокруг него, контроль за выполнением природоохранных мероприятий.
Экологическое право - это отрасль права, представляющая собой систему норм права, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы.
Экологическая сертификация - подтверждение соответствия продукции,
установленным экологическим требованиям.
Экологическая экспертиза - установление соответствия намечаемой
хозяйственной или иной деятельности требованиям экологической безопасности.
Экология - наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды.
Экосистема - пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и
информационными взаимодействиями.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Литература (основная):
1. Игнатова, А. Ю. Экология: учеб. пособие. Ч. I [Электронный ресурс] /
А. Ю. Игнатова. - Кемерово, 2010. - 156 с.
2. Бродский, А. К. Общая экология. - М.: Академия, 2006. - 256 с.
3. Зенкевич, Г. А. Экология. Курс лекций; ГУ КузГТУ. - Кемерово, 2007.
- 219 с.
4. Коробкин, В. И. Экология: учеб. для вузов. - Ростов н/Д: Феникс,
2005. - 384 с.
5. Маринченко, А. В. Экология: учеб. пособие для студ. тех вузов. - М.:
Дашков и К, 2006. - 332 с.
6. Николайкин, Н. И. Экология: учеб. для вузов. - М.: Дрофа, 2008. - 622
с.
Литература (дополнительная):
7. Акимова, Т. А. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: учебник.
- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 566 с.
8. Буторина, М. В. Инженерная экология и экологический менеджмент:
учебник. - М.: Логос, 2004. - 520 с.
9. Гарин, В. М. Экология для технических вузов: учеб. пособие. -Ростов
н/Д: Феникс, 2004. - 384 с.
10. Гора, Е. П. Экология человека: учеб. пособие. - М.: Дрофа, 2007. - 540
с.
11 . Марков, Ю. Г. Социальная экология. Взаимодействие общества и
природы. - Новосибирск: Сиб. университетское изд-во, 2004. - 544 с.
12. Протасов, В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в
России: учеб. и справ. пособие. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 382 с.
13. Розанов, С. И. Общая экология: учебник для вузов. - СПб.: Лань,
2001. - 288 с.
14. Ручин, А. Б. Экология популяций и сообществ: учеб. для студентов
вузов. - М.: Академия, 2006. - 352 с.
15. Семенова, И. В. Промышленная экология: учеб. пособие. - М.:
Академия, 2009. - 528 с.
16. Трифонова, Т. А. Прикладная экология: учеб. пособие. - М.:
Академический проспект, 2007. - 384 с.
17. Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране
окружающей среды» / / СЗ РФ, 2002.
18. Экологическое право: учебник. - М.: Юристъ, 2004. - 670 с.