- •Федеральное агентство по образованию государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Экология: природопользование, инженерная защита окружающей среды
- •Экология: природопользование,
- •Глава 1. Глобальные проблемы цивилизации и возникшие экологические кризисы
- •Демографический взрыв и его экологические последствия
- •1.2. Проблема нехватки продуктов питания
- •1.3. Проявление парникового эффекта
- •1.4. Появление озоновых дыр
- •1.5. Проблема кислотных дождей
- •1.6. Уничтожение лесов и их последствия
- •1.7. Истощение энерго- и минеральных ресурсов
- •1.8. Деградация сельскохозяйственных угодий
- •1.9. Эвтрофирование водоёмов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 2. История развития экологии как науки и её основные законы
- •2.1. Развитие экологических знаний
- •2.2. Этапы формирования классической экологии
- •2.3. Основные разделы экологии
- •2.4. Системные связи в биосфере
- •2.5. Принципы и теории систем в экологии
- •2.6. Фундаментальные законы экологии
- •2.7. Цель, содержание и задачи дисциплины «экология»
- •2.8. Предмет и методы экологических исследований
- •2.9. Связь экологии с другими науками
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 3. Понятия и термины в экологии
- •3.1. Понятие о среде обитания и адаптации
- •3.2. Экологические факторы и типы реакций организмов на внешние воздействия
- •3.3. Общий характер действия экологических факторов и понятие о лимитирующих условиях окружающей среды
- •3.4. Фитоценоз и экологическая ниша
- •3.5. Биоценоз, его свойства и связи в нём
- •Пищевые цепи, сети и трофические уровни
- •Отношения организмов в биоценозах
- •3.6. Биогеоценоз и взаимоотношения в нём
- •3.7. Экосистемы и их основные свойства
- •Саморегуляция и устойчивость экосистем
- •3.8. Сукцессии, их происхождение и прогнозирование. Синузия
- •3.9. Агроэкосистема и её регулирование
- •3.10. Популяция и её свойства
- •Круговорот веществ и энергии в эко - и агроэкосистемах
- •3.12. Устойчивость современных косистем к техногенезу
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 5. Природно-ресурсный потенциал
- •5.1. Природно-ресурсный потенциал
- •Взаимодействие природы и общества. Ресурсные циклы
- •Эффективность использования природных ресурсов
- •Особо охраняемые природные территории и их роль в сохранении экологического равновесия в биосфере
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 6. Сущность и основные виды природопользования
- •6.1. Понятия, виды, формы и основы рационального природопользования
- •6.2. Лицензия на право потребителя природных ресурсов
- •Лицензия на использование животного мира
- •Лицензирование на пользование атмосферным воздухом
- •6.3. Лимитирование природопользования
- •6.4. Договорно-арендные отношения в области природопользования
- •Договор аренды комплексного природопользования
- •6.5. Основные положения рационального природопользования
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 7. Природоохранные мероприятия, технологии и техника
- •7.1. Классификация и основные направления природоохранныхи природозащитных мероприятий
- •7.2. Очистка газопылевых выбросов
- •7.3. Очистка газовых выбросов от газо- и парообразных загрязнителей
- •7.4. Очистка сточных вод
- •7.5. Утилизация и ликвидация твёрдых отходов
- •7.6. Малоотходные и безотходные производства
- •7.7. Биотехнологии и их значение для защиты окружающей среды
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава. 8. Влияние загрязнения окружающей среды обитания на здоровье человека
- •8.1. Состояние биосферы и болезни населения
- •8.2. Факторы, вызывающие негативные воздействия на население Биологические факторы
- •Химические факторы
- •8.3. Химические соединения и физические факторы, опасные для здоровья человека
- •Продукты жизнедеятельности вредителей
- •Физические факторы
- •8.4. Нитраты и их влияние на организм человека
- •8.5. Тяжёлые металлы и их воздействие на организм человека
- •8.6. Болезни человека, связанные с влиянием среды обитания на его психическое состояние
- •Экологический спид человечества
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 9. Взаимозависимость экономики и экологии
- •9.1. Взаимосвязанность экологии и экономики
- •9.2. Эколого-экономический учёт природных ресурсов и загрязнителей
- •9.3. Новые механизмы финансирования охраны окружающей природной среды
- •Плата за использование природных ресурсов
- •Экологические фонды
- •Экологическое страхование
- •Экологическая обусловленность экономики
- •Зависимость экономики от ресурсов биосферы
- •9.4. Главные слагаемые экологизации экономики Основные составляющие
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 10. Природоохранная деятельность рф
- •10.1. Нормативные документы по охране природной среды в России
- •10.2. Основные направления в природоохранной деятельности рф
- •1. Природно-экономические особенности хозяйства
- •2. Прогноз антропогенных изменений природного комплекса и их влияние на развитие хозяйства
- •3. Система мер комплексной охраны природы на территории хозяйства
- •10.3. Международное сотрудничество рф в области охраны природной среды
- •Вопросы для самопроверки
Вопросы для самоконтроля
Что понимается под средой обитания и адаптацией?
Какие виды адаптации Вы знаете?
Что нужно понимать под термином экологический фактор?
Какие типы реакций организмов существует в природе?
Что Вы можете рассказать о толерантности и лимитирующих факторах внешней среды?
Что представляет собой фитоценоз и какими свойствами обладает?
Какими свойствами обладает биоценоз и какие связи существуют в нём?
Что понимается под термином биогеоценоз и какие взаимоотношения в нём существуют?
Кто ввел в экологию понятие «экосистема», что она из себя представляет, какими свойствами обладает? Её качественная оценка. Какие виды энергии существуют в экосистеме?
10. Что понимаем под термином сукцессии и каково их происхождение?
11. Как происходит круговорот веществ и энергии в экосистемах?
12. Что представляет собой агроэкосистема и каким образом происходит ее регулирование?
13. Как строятся экологическая пирамида, пирамида численнсти, биомассы и энергии?
14. Что понимается под устойчивостью экосистем и какие производства отнесены к опасным для этих систем?
Глава 5. Природно-ресурсный потенциал
Труд не есть источник всякого богатства. Природа в такой же мере источник потребительских стоимостей, как и труд, который сам есть лишь проявление одной из сил природы, человеческой рабочей силы.
К. Маркс
5.1. Природно-ресурсный потенциал
Природные ресурсы (естественные ресурсы) – это часть всей совокупности природных условий и важнейших компонентов природной среды, которые используются для удовлетворения потребностей общества, поддержания условий существования человечества и повышения качества его жизни. Они проявляются главным образом в природопользовании, и природные богатства подлежат к рациональной эксплуатации в интересах нынешнего и будущих поколений людей.
Основные направления природопользования включают: ресурсопотребление, конструктивное преобразование, воспроизводство природных ресурсов, охрану среды обитания и природных ресурсов, управление и мониторинг. Эти направления дифференцируются главным образом по видам природопользования. При этом процесс эксплуатации должен сочетаться с деятельностью по сохранению и улучшению качества природной среды, с комплексным решением многих важных проблем охраны природы в целом.
Как известно, первый, и главный, фактор экономического роста – это сами люди, население – источник основных производительных сил и трудовых ресурсов. Второй фактор экономического роста – это созданные людьми средства производства: индустрия, транспорт, энергетика, строительство и сельское хозяйство. Третий фактор – сами природные ресурсы (земля, почва, климат, воды, богатство недр, флора и фауна).
Классификация природных ресурсов. Природные ресурсы условно подразделяют на неисчерпаемые и исчерпаемые, возобновляемые и невозобноляемые (рис.5.1).
По отношению к тем или иным компонентам природы различают следующие виды и группы природных ресурсов: геологические, минеральные, климатические, водные земельные, биологические и т.д.
В зависимости от характера использования ресурсов в производственной или непроизводственной сферах выделяют минерально-сырьевые, топливо-энергетические, промышленные, сельскохозяйственные, продовольственные, оздоровительные, ландшафтно-куротные, рекреационные и другие природные ресурсы. Познавательный и практический интерес, особенно с экологических позиций, представляет характеристика природных ресурсов по местонахождению и источникам. При этом различают следующие: атмосферные, газовые, энергетические, водные и почвенные ресурсы, ресурсы растений-продуцентов, консументов, редуцентов, климатические, рекреационные, познавательно-информационные, пространства и времени.
Природные
ресурсы
Неисчерпаеые
Заменимые
Незамегимые
Исчерпаемые
Все
ископаемые энерго- ресурсы
Космические
(солнечная
радиация, морские приливы и др.)
Невозобнов
-ляемые богадства недр
Относительно
возобновимые: почва, деревья больших
возрастов
Атмосферный
воздух, вода генетический фонд животных
и растений
Климатические
атмосферные (воздух, газы)
Возобновляе-мые:
расти-тельность, животный мир и другие
минеральные ресурсы
Водные
Рис.5.1. Классификация природных ресурсов
К отличительным признакам природных ресурсов относятся:
─ способность некоторых видов в определенных пределах и условиях к самовоспроизводству (саморегулированию) количественного и качественного состояния;
─ способность переходить от одного исходного качественного состояния в другое в результате естественной эволюции или под воздействием производственной деятельности человека;
─ связь конкретных состояний и оценок природных ресурсов с условиями жизнедеятельности человека, зависимость качественных состояний от технологического процесса, характера, интенсивности производственной и непроизводственной деятельности людей;
─ зависимость (количественная и качественная) одного природного ресурса от другого.
Основополагающими принципами рационального использования природных ресурсов являются следующие:
соответствие характера и способов их применения в конкретных местных условиях;
предвидение и предотвращение негативных последствий в природопользовании;
повышение интенсивности освоения;
сохранение научных и эстетических ценностей в природных ландшафтах;
соблюдение целесообразной и экономически обоснованной очерёдности хозяйственного механизма использования природных ресурсов;
комплексное их использование;
уменьшение или устранение потерь на всех этапах хозяйственной деятельности при природопользовании;
всемерная экологизация производственных и технологических процессов.
Природный потенциал. От природных ресурсов следует отличать природные условия, к которым относятся совокупность объектов, явлений и факторов природной среды. Природные условия имеют существенное значение для материально-производственной и непроизводственной деятельности человека, но непосредственно в неё они не вовлекаются. Человек может в определённой мере изменять или целенаправленно корректировать природные условия (но только отдельные компоненты). Нерегулируемая антропогенная деятельность приводит как положительным изменениям природных условий, так и к негативным последствиям; при этом изменения могут охватывать значительные пространства (например, опустынивание).
Сочетание природных условий и ресурсов формирует природно-ресурсный и природный потенциал.
Природный потенциал – это потенциальная способность какой-либо природной системы (территории, биогеоценоза, экосистемы, природного объекта и др.) удовлетворять многообразные потребности человеческого общества.
Применительно к территориям о природно-ресурсном потенциале судят главным образом по степени разнообразия и набору природных условий: количественному и качественному составу и доступности природных ресурсов, степени соответствия показателей качества среды принятым нормам и стандартам. Экологический потенциал территории – это способность природной среды воспроизводить определенный (заданный) уровень качества обитания в течение длительного периода. Экологический потенциал – часть природно-ресурсного потенциала.
В сельскохозяйственное производство прямо или косвенно вовлечены все виды природных ресурсов. При этом выделяют группу базовых ресурсов, куда, в первую очередь, входят климатические (агроклиматические), водные, земельные, биологические и генетические. Кстати, агроклиматический потенциал производства аграрной продукции России оценивается в целом 1,05 ед., в основных земледельческих районах – 1,50, в то же время в странах Западной Европы он соответствует примерно – 2, США – 2,4, Индии – 4, Бразилии – 4,5–5.
Водные ресурсы. Значение воды на всех производствах народного хозяйства очень велико. Предотвращение истощения и загрязнения водных ресурсов призвано обеспечить экологизацию промышленного, сельскохозяйственного производств и городского хозяйства, очистку природных и сточных вод, а также мелиоративные мероприятия.
Для экологизации производственной деятельности и сохранения водных ресурсов следует:
─ размещать новые объекты в соответствии с наличными водными ресурсами и допустимыми экологическими нагрузками на природную среду (в том числе на перспективу);
─ сокращать удельное водопотребление;
─ переходить к системам оборотного водоснабжения и последовательного использования воды для нужд других предприятий;
─ совершенствовать технологию производства (замена водяного охлаждения воздушным);
─ внедрять раздельные системы очистки сточных вод;
─ применять меры экономического воздействия (вводить плату за потребляемую воду и сбрасывание неочищенных вод).
Особое место в предотвращении истощения и загрязнения природных вод принадлежит мелиоративным мероприятиям, но осуществление большинства из них требует значительных средств и времени. При проведении мелиорации необходимо в совершенстве знать все природные процессы, степень и масштабы антропогенного воздействия.
К важнейшим мелиоративным мероприятиям по сохранению и рациональному использованию водных ресурсов относят:
уменьшение потерь воды на фильтрацию, испарение и на непроизводительные сбросы;
улучшение водоприёмников с осуществлением комплекса природноохранных мероприятий;
развитие польдерных систем осушения;
поддержание в реках необходимых санитарных норм и обеспечение им самоочищающей способности;
рациональное использование водохранилищ и поддержание в них воды надлежащего качества, многоцелевое использование мелководий; осуществление комплексной программы по борьбе с вредным воздействием вод (наводнения, селевые потоки, оползни, размыва берегов, водная эрозия и т.д.);
создание комплексных мелиоративных систем с учётом интересов водоснабжения, рыболовства, рекреаций и т.п, а также систем, обеспечивающих утилизацию межотраслевых отходов и производств;
проведение лесоохранных мер, направленных на количественное и качественное регулирование водных ресурсов.
Естественные биологические ресурсы. Для поддержания среды обитания человека – обеспечения должного качества необходимых для жизни газового состава атмосферы, химического состава среды, водного баланса, биологической продуктивности и т.д. – нужно сохранить генофонд всех живых организмов. Живые организмы служат источником удовлетворения потребностей общества в продуктах питания, одежде, лекарственном и промышленном сырье, строительных материалах и т.д. Возобновляемость ресурсов живой природы обеспечивает принципиальную возможность бесконечного использования их без истощения.
Сохранению подлежат все виды и подвидовые формы живых существ не только в качестве незаменимых частей механизма обмена веществом и энергией в биосфере, но и как носители уже используемых или потенциально полезных для общества свойств.
Огромное значение сохранение генофонда живых организмов имеет для функционирования сельского хозяйства. Живые организмы, обеспечивая процессы обмена веществ и энергии в биосфере, поддерживают необходимые для аграрного производства условия ─ плодородие почв, формирование местного климата, гидрологический режим почв, регулирование численности вредителей.
Генофонд живых организмов также служит исходным материалом для введения в культуру и «одомашнивания» новых форм растений и видов животных. Особую ценность представляет фонд диких сородичей культурных растений. Многие дикие виды культурных растений и сегодня не потеряли своего значения для селекции. При скрещивании с культурными растениями они дают начало более жизнеспособным, продуктивным и стойким к заболеваниям сортам. На земном шаре насчитывается около 2000 видов диких растений: например, существуют 43 вида груши, 26 – вишни и смородины, 24 – люцерны, 18 – лука и яблонь, 9 – ржи, 8 – пшеницы и лещины, 3 – ячменя и т.д.
Для охраны генофонда диких животных и растений применяют различные методы: объявление вида охраняемым (запрет или строгое ограничение использования); сохранение семян и тканей в специализированных хранилищах; расселение за пределы естественного ареала; взятие под охрану отдельных экземпляров (генотипов). Однако перечисленные методы не гарантируют бессрочного сохранения наследственного материала. Перенесение в новые условия (питомники) расселения ведёт к утрате специфичности вида растений, семена не сохраняют при длительном хранении в полной мере свою жизнеспособность.
Кроме того, если рассчитывать на длительную перспективу, то растения, выращенные из семян, собранных много лет назад и пересеваемых на одном агрофоне, могут оказаться неприспособленными к изменившимся условиям среды. Запрет добычи сам по себе без сохранения условий обитания ничего не даёт. Если будут разрушены места обитания, то исчезнут свойственные для данных условий растения, животные и микроорганизмы.
Единственный метод, гарантирующий бессрочное сохранение генофонда – это сохранение живых организмов в их естественной среде обитания, т.е. в заповедниках. В данном случае сохраняется вся система взаимосвязей популяций вида с условиями обитания. Тем самым обеспечивается соответствие сменяющих друг друга поколений к среде, свойственной именно этому виду, которая формировалась в процессе эволюции.
При этом сохраняются специфические свойства того или иного организма, которые и являются ценными для общества, что вызывает необходимость их сохранности. Основными причинами утраты генофонда считаются: прямое уничтожение, разрушение и уничтожение мест обитания, физико-химическое загрязнение, генетическое загрязнение, интродукция (внедрение) чуждых организмов. Грамотное комплексное использование природно-ресурсного потенциала – важнейшая предпосылка его экологизации. При этом необходимы соответствующие материально-технические обеспечения, организация определенной производственной и социальной инфраструктуры.