116

м инистерство образования Российской Федерации

Рыбинская государственная авиационная

технологическая академия имени П. А. СОЛОВЬЕВА

Курочкина Т. Н.

Экология. Краткий курс

Учебное пособие

Рыбинск 2010

УДК 574(075.8)

В учебном пособии рассмотрены основные вопросы курса «Экология». Изложены основы общей экологии, учения о биосфере, о предмете экологии – экосистемах, антропогенное воздействие на биосферу, основы рационального природопользования, принципы международного сотрудничества. Дан словарь экологических терминов.

Учебное пособие написано в соответствии с требованиями действующего Государственного стандарта к содержанию дисциплины «Экология».

Пособие предназначено для студентов технических специальностей очно-заочной и заочной форм обучения.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ 7

1.1. СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ ЭКОЛОГИИ 7

1.2.УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ 8

1.4. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВИДА 10

1.5. ПОПУЛЯЦИЯ И ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ НЕЁ ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ 11

1.6. БИОЦЕНОЗ И ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ НЕГО ВЗАИМОСВЯЗИ 14

1.7. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША 15

2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 17

2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ 17

ФАКТОРОВ 17

2.2. ОСНОВНЫЕ ЧЕТЫРЕ СРЕДЫ ЖИЗНИ И ИХ ХАРЕКТИРИСТИКА 19

2.3. СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ОРГАНИЗМАМИ И СРЕДОЙ ИХ ОБИТАНИЯ 22

2.4. ИСТОРИЧЕСКИ ПЕРВЫЕ ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ, УСТАНАВЛИВАЮЩИЕ ЗАВИСИМОСТЬ ОРГАНИЗМОВ ОТ ФАКТОРОВ СРЕДЫ 23

2.5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ 24

2.6. АДАПТАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ 26

3. ЭКОСИСТЕМА – ОСНОВНАЯ СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ЭКОЛОГИИ 28

3.1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЭКОСИСТЕМ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ 28

3.2. СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМ 30

3.3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ 31

3.4. ТРОФИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СЕТИ В ЭКОСИСТЕМЕ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ 32

3.5. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ЭКОСИСТЕМ 34

4. БИОСФЕРА 38

4.1. БИОСФЕРА – ЖИВАЯ ОБОЛОЧКА ЗЕМЛИ 38

4.2. КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В БИОСФЕРЕ 41

4.2.1. Круговорот углерода 43

4.2.2. Круговорот азота 46

2NO + O₂ → 2NO₂; 46

4.2.3. Круговорот фосфора 48

4.2.4. Круговорот серы 49

4.3. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ БИОСФЕРЫ И ИХ РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 52

4.3.1. Классификация природных ресурсов 52

4.3.2. Рациональное природопользование 53

4.3.3. Земельные ресурсы 55

4.3.4. Водные ресурсы 57

5. ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ 61

5.1. ПОНЯТИЯ "ЗАГРЯЗНЕНИЕ" И "ЗАГРЯЗНИТЕЛЬ" В ЭКОЛОГИИ 61

5.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 61

5.2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ 64

5.3. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИТЕЛИ И ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ 65

6.1. СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДА ОТ ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 72

6.2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ И ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ 74

7.2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 82

7.3. МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ВИДЫ 83

7.4. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА 86

8.1. ПРИНЦИПЫ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОТРУДНИЧЕСТВА 89

8.2. ОБЪЕКТЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА 90

Введение

Термин «экология» образован от двух греческих слов (оikos – дом, жилище, местообитание и logos – наука), что означает в буквальном смысле «наука о доме, о местообитании».

Впервые термин «экология» был введен в научное обращение немецким биологом, профессором Венского университета Э. Геккелем в 1866 году. В своем труде «Всеобщая морфология организмов» он писал: «Экология – это познание экономики природы, одновременное исследование взаимоотношений всего живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая антагонистические и неантагонистические отношения животных и растений, контактирующих друг с другом».

Первым трудом по экологии принято считать, опубликованную в 1859 г. книгу Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Именно под влиянием эволюционной теории Ч. Дарвина Э. Геккель пришёл к выводу о необходимости выделения экологии в особую биологическую дисциплину, изучающую взаимоотношения живых организмов между собой и с окружающей средой.

Экологию считают одной из древнейших наук, и в ее развитии С. И. Колесников выделяет следующие этапа становления.

1. Этап зарождения и становления экологии как науки (с глубокой древности до середины ХI в.).

2. Этап формирования экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины ХIХ в. до середины ХХ в.).

3. Этап превращения экологии в междисциплинарную науку (с середины ХХ в. по настоящее время).

В настоящий период развития экология накопила такое количество материала, которое уже не вмещается в рамки единой общей экологии, или биоэкологи  экологии в первоначальном смысле, который придал ей автор термина Э. Геккель. Поэтому экология распалась на теоретические дисциплины, вскрывающие общие законы жизни, и прикладные, призванные помочь применить эти законы.

Современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук, таких как биология, география, физика, химия, медицина, математика, агрономия, философия, социология и многих других.

Проблема взаимодействия общества с окружающей природной средой в настоящее время является проблемой, от которой зависит будущее человечества. Взаимодействие человека и природы в результате продолжающейся ускоренными темпами индустриализации и урбанизации нашей планеты привело к кризисной ситуации, когда встал вопрос об угрозе самому существованию человека. Это требует экологизации, т.е. учета законов экологии, всей человеческой деятельности. Экологический подход становится необходимым при решении научных, производственных, технических, демографических и прочих задач.

Проблема охраны природы, её разумного и рационального использования на основе экологических законов  важнейшая задача человечества. Невозможно охранять природу, использовать ее богатства, не зная, как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействие человека, какие предельно-допустимые нагрузки на природные системы может позволить себе общество, чтобы не разрушить их. Всё это является предметом экологии.

Основная задача современной экологии  найти пути управления природными, антропогенными (греч. аnthropos  человек, genos  род, происхождение) системами, человеческим обществом и биосферой в целом в соответствии с законами природы, а не вопреки им, найти гармонию между экономическими и экологическими интересами человека.

Знание основ экологии необходимо и обществу, и отдельному человеку для того, чтобы разумно строить свою жизнь и деятельность. Современная экология – это бурно развивающаяся, комплексная наука, представляющая собой разветвлённую систему экологических дисциплин.