
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Предмет, принципы и законы экологии
- •1.1. Основные принципы и законы экологии
- •1.2. Обобщающая концепция лимитирующих факторов
- •Сведения для расчёта планируемой урожайности
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Факториальная экология
- •2.1. Основные понятия аутэкологии
- •2.2. Оценка биологических условий роста и развития сельскохозяйственных растений
- •Погодные условия вегетационного периода, мс «Тверь»
- •Среднедекадное количество осадков за теплый период года, мм
- •Ориентировочные календарные сроки посева (посадки) и начала уборки полевых культур в Тверской области
- •Сведения для расчета планируемой урожайности по влагообеспеченности
- •Тесты и контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Популяционная экология
- •3.1. Общие сведения о демэкологии
- •3.2. Эколого-биологическая характеристика охраняемых растений и животных
- •Представители растительного и животного мира
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Экология сообществ и экосистем
- •4.1. Понятия синэкологии
- •4.2. Оптимальная нагрузка пастбищных биогеоценозов
- •Норма потребности в пастбище (га) на одну голову взрослого крупного рогатого скота
- •Примерная суточная потребность в зеленом корме на одну голову
- •Продолжительность пастбищного периода Тп, дней
- •Критерии выбора способа улучшения естественных кормовых суходольных угодий
- •4.3. Контрастность почвенного покрова
- •Шкала контрастности почв
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Учение о биосфере
- •5.1.Биосфера – целостная глобальная экологическая система
- •Эволюция развития биосферы
- •5.2. Механическая миграция гумуса и элементов питания
- •5.3 Агроэкологическая роль биологического азота
- •Круговорот основных элементов в биосфере
- •Баланс кислорода в биосфере, млрд. Т/год
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Глава 6. Природные ресурсы, их рациональное использование
- •6.1. Теоретические основы рационального природопользования
- •Структурная схема природных ресурсов
- •6.2. Экологическая оценка качества продуктов питания растительного происхождения
- •Содержание аминокислот в идеальном белке
- •Сводка наиболее вредных видов пищевых добавок: консервантов, красителей, эмульгаторов, разрыхлителей
- •6.3. Геохимический статус элементов рельефа
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Водные ресурсы биосферы
- •7.1. Рациональное использование водных ресурсов
- •7.2. Оценка качества поверхностных вод
- •Пдк основных загрязняющих веществ, попадающих в водный объект
- •Тесты и контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Земельные ресурсы биосферы
- •8.1. Экологические проблемы использования земельных ресурсов
- •Общая структура земельного фонда планеты на конец XX в.
- •Страны, наиболее «страдающие» от голода и недоедания
- •Структура почвенного покрова сельскохозяйственных угодий России
- •Распределение земель по категориям
- •Характеристика качества сельскохозяйственных угодий в рф
- •8.2. Вынос биогенных веществ из природно-аграрных экосистем
- •Вынос биогенного вещества (к) с урожаем
- •8.3. Влияние солнечной энергии на продуктивность сельскохозяйственных растений
- •Приход фар за вегетационный период в Центральном районе и теплотворная способность сухой биомассы сельскохозяйственных культур
- •Сведения для расчета планируемой урожайности по использованию фар и влагообеспеченности
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Экологические последствия загрязнения атмосферы
- •9.1. Воздушные ресурсы биосферы
- •Газовый состав сухого воздуха у земной поверхности (в %)
- •9. 2. Оценка загрязнения воздушной среды
- •Качественная классификация супер-экотоксикантов
- •Изменение показателей качества окружающей среды по степени опасности
- •Пдк наиболее распространённых загрязнителей атмосферы
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Экологическая безопасность
- •Состояние экологической безопасности
- •Особенности влияния нитратов на здоровье человека
- •Дозы азотных удобрений и содержание нитратов в продукции
- •Предельно-допустимые концентрации нитратов в кормах и в продукции
- •Оценка содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Основы экологического права
- •11.1. Российское экологическое законодательство
- •11.2. Характеристика охраняемых природных территорий
- •Заказники Тверской области
- •Список охраняемых растений, животных, птиц, рыб и насекомых Тверской области
- •11.3. Понятия экологический мониторинг, экологическая экспертиза и аудит
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12. Международное сотрудничество в области экологии
- •12.1. Международное экологическое сотрудничество
- •12.2. Определение экологического ущерба от выбросов загрязняющих веществ
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
Контрольные вопросы
1. Воздушные ресурсы биосферы.
2. Наиболее распространённые компоненты газового загрязнения атмосферы.
3. Парниковый эффект и глобальное потепление климата.
4. Кислотные осадки.
5. Выбросы автотранспорта.
6. Государственный мониторинг.
7. Контроль за охраной атмосферного воздуха.
8. Какие факторы оказывают влияние на загрязнения атмосферы?
9. К каким видам загрязняющих веществ относятся вещества, выбрасываемые автомобильным транспортом?
10. Какие показатели используют при классификации загрязняющих веществ по степени опасности?
Глава 10. Экологическая безопасность
Состояние экологической безопасности
Экологическая безопасность – состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека, прежде всего его прав на чистую, здоровую, благоприятную для жизни окружающую природную среду, возникающее при достижении сбалансированного сосуществования окружающей природной среды и хозяйственной деятельности человека, когда уровень нагрузки на природную среду не превышает ее способности к самовосстановлению.
Объектами экологической безопасности являются геосоциоэкосистемы различного уровня: глобального, национального, регионального, местного, уровня отдельного предприятия или человека, подвергаемые экологическим угрозам, под которыми понимают «прогнозируемые последствия или потенциальные сценарии развития событий катастрофического характера, которые обусловлены изменениями состояния окружающей среды и способны нанести вред жизненно важным интересам личности, общества, государства, мирового сообщества».
Экологические угрозы подразделяются на внешние и внутренние.
Внешние экологические угрозы для государства:
трансграничный перенос вредных веществ;
глобальное изменение климата;
разрушение озонового экрана;
разрушение токсичных, радиоактивных и других видов отходов на территории государства;
варварская эксплуатация экосистем и др.
Если экологическая угроза исходит от одного государства в адрес другого, то можно говорить об экологической агрессии одной страны по отношению к другой.
Внутренние экологические угрозы – обусловлены внутренней политикой и деятельностью государства, его структур и хозяйствующих субъектов и проявляется в хищнической эксплуатации природных ресурсов и загрязнении среды. Экологическая безопасность является составной частью государственной, национальной безопасности.
В результате хозяйственной деятельности человека формируются своеобразные нообиогеоценозы. К ним относятся технобиогеоценозы, создаваемые в процессе развития промышленных предприятий; агроценозы, создаваемые в результате сельскохозяйственной деятельности; урбабиогеоценозы - образуются в результате строительства городов, поселков, транспортных коммуникаций.
Нообиогеоценоз в отличие от биогеоценоза включает в себя дополнительное, равноправное сообщество, называемое нооценозом. Нооценоз - это совокупность сообществ людей, средств труда и продуктов труда.
При появлении в структуре экологической системы объектов промышленного производства, оказывающих влияние на ее функционирование, возникает новая искусственная экологическая система, называемая природно-промышленной или техногенной системой.
Создание природно-промышленных систем или техногенных систем должно основываться на экологических знаниях. Если основой нообиогеоценоза служит биогеоценоз, то элементы нооценоза должны подбираться таким образом, чтобы они вписывались в те круговороты веществ и энергий, которые существуют в данном регионе в природе и не привели к гибели биогеоценозов и деградации окружающей среды.
Экологическая ситуация - это локальное или региональное ухудшение окружающей среды, например, загрязнение вод, воздуха, деградации почв и т. д., рассматриваемое как общественно неоправданное или опасное. Термин «экологическая ситуация», как правило, применяют к антропогенным, а не природным явлениям.
Острота проявления региональных экологических проблем определяется показателями изменения природных условий, которые:
а) влияют на санитарно-гигиеническую обстановку;
б) ведут к истощению природных ресурсов;
в) нарушают и видоизменяют естественные ландшафты.
Здесь учитывается загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод, эрозия почв, нарушение земель горными разработками, снижение и потеря рекреационных качеств ландшафта, деградация лесов и естественных кормовых угодий, истощение рыбных ресурсов, нарушение режима особо охраняемых территорий.
Опаснейшими загрязнениями природной среды являются ТЭЦ, на которых сжигаются огромные объёмы топлива. Миллионы кубометров вредных и опасных отходов от работы тепловых электростанций практически целиком поступают в природную среду.
В пределах России в конце XX столетия отмечалось 13 регионов с очень острой экологической ситуацией.
В России демографическая ситуация близка к катастрофической, о чём свидетельствуют следующие цифры. Двое из каждых трёх российских граждан - мужчин умирают пьяными (не от пьянки, а в пьяном состоянии). Продолжительность жизни (средняя) мужчин - 58,5 года, у женщин - 71,7 года (в США эти цифры составляют 72,9 и 79,6). Только 10-15 % детей рождаются здоровыми. 75% беременных женщин имеют те или иные патологии. Среди юношей от 15 до 17 лет только 30 % обладают хорошим здоровьем.
Несмотря на то, что в пределах России находится самый большой в мире Северный Евроазиатский центр стабилизации окружающей среды, благодаря которому естественные экосистемы сохранились на 2/3 её территории, Россия была и остаётся страной с очень сложной экологической ситуацией. В первую очередь это относится к Главной полосе расселения. В начале 2002 г. на Всемирном экономическом форуме в Нью-Йорке был охарактеризован экологический рейтинг 142 стран мира. Россия оказалась в нём на 74 месте.
В результате, по мнению самых авторитетных отечественных экологов и географов, Россия фактически уже вступила в стадию жестокого экологического кризиса. Первые правдивые данные о действительном уровне экологического кризиса в СССР стали достоянием общественности в 1989 г., когда был опубликован государственный доклад Госкомприроды о состоянии окружающей среды. Поистине шоковое впечатление произвели сведения о том, что в условиях неблагоприятной экологической обстановки проживает более 20% всего населения страны, т. е. 50-55 млн. человек, в том числе 39% горожан. Как оказалось, в 103 городах уровень загрязнения атмосферы в 10 раз и более превышал предельно допустимые нормы.
Всего в стране оказалось около 300 ареалов со сложной экологической ситуацией, которые занимали 4 млн. км2, или 18% её общей площади. А с учётом деградированных тундровых, степных и полупустынных пастбищ этот показатель возрастал до 20%.
На пороге XXI в. в России насчитывалось 195 городов (с общим населением в 65 млн. человек!), в атмосфере которых средние за год концентрации одного или нескольких загрязняющих веществ превышали ПДК.
К категории районов с катастрофической экологической ситуацией в пределах стран СНГ отнесены две территории - район влияния аварии на Чернобыльской АЭС и район Аральского моря.
К категории районов с кризисной экологической ситуацией ныне относят 18 районов стран СНГ, из которых 12 находятся на территории России.
Исходя из первопричины экологического кризиса в этих районах и их народнохозяйственной специализации, их правомерно подразделить на три группы.
Первую и самую большую группу образуют промышленно-городские районы с преобладанием отраслей тяжелой промышленности и в особенности ее наиболее «грязных» производств. Для них характерно сильное загрязнение атмосферы, водного бассейна, почвенного покрова, изъятие из оборота продуктивных сельскохозяйственных земель, утрата почвенного плодородия, деградация растительности и животного мира и, как следствие, общее сильное ухудшение экологической обстановки, чреватое отрицательными последствиями для здоровья людей.
К категории таких районов в России относятся: Кольский полуостров, Московский столичный регион, Среднее Поволжье и Прикамье, Северный Прикаспий, промышленная зона Урала, Норильский промышленный район, Кузбасс, нефтегазоносный район Запасной Сибири, Приангарский и Байкальский районы.
Ко второй группе районов с кризисной экологической ситуацией в СНГ можно отнести такие преимущественно сельскохозяйственные районы, как Калмыкия, Молдавия, Фергана. Особенно угрожающая обстановка создалась в Калмыкии, где интенсивная пастбищная нагрузка, превышающая нормальную в три-четыре раза, привела к резкому увеличению площадей, совершенно лишённых растительного покрова. Ныне процессами опустынивания охвачено более 4/5 территории республики, причём сильное и очень сильное опустынивание выявлено уже на 1/2 её площади, а подвижными песками занято более 500 тыс. га. Учёные считают, что здесь образовалась первая антропогенная пустыня в Европе.
К третьей группе районов с кризисной экологической ситуацией следует, по-видимому, отнести природно-рекреационную зону, протягивающуюся вдоль побережий Черного и Азовского морей и в России, и на Украине, и в Грузии. В этой зоне рекреационная функция давно уже вошла в противоречие с промышленным развитием, которое привело к сильному загрязнению морской среды, да и побережья. В результате был нарушен экологический режим и потерян природно-рекреационный (природно-ресурсный) потенциал на обширных территориях. При этом к промышленному добавилось и сельскохозяйственное загрязнение среды.
Несколько особое место в реестре кризисных районов России занимает Новая Земля, где основной причиной резкого обострения экологической ситуации стали испытания ядерного оружия, которые проводились здесь с 1957 г. Всего на Новой Земле было осуществлено более 130 взрывов (до 1963 г. в атмосфере, а затем под землей).
В последнее время в отечественной географии стали использовать сравнительно новое понятие об эколого-географическом положении России. Она имеет довольно тесные экологические связи со многими своими соседями. Эти связи находят выражение в первую очередь в трансграничном переносе загрязнений воздуха и воды. Баланс такого переноса в целом для России невыгоден, поскольку «импорт» загрязнений в страну значительно превышает их «экспорт». При этом основная экологическая угроза исходит от соседей России на Западе: только Украина, Белоруссия и Эстония поставляют 1/2 всех трансграничных веществ, загрязняющих атмосферу, с территории Украины в Россию поступает в 1,5 раза больше сточных вод, чем идёт в обратном направлении. На эколого-географическое положение России влияют и очаги трансграничного переноса, возникшие у её южных границ - в китайском Приамурье, Прииртышском, Павлодарско-Экибастузском и Усть-Каменогорском районах Казахстана.
По мнению учёных, понятие экологической безопасности должно входить важной составной частью в более широкое понятие национальной безопасности России. Из этого исходит и Экологическая доктрина России, разработка которой была закончена в 2000 г. В начале 2002 г. был принят федеральный закон «Об охране окружающей среды».
Нерациональное природопользование является причиной экологических кризисов и экологических катастроф.
Экологический кризис - это обратимое изменение равновесного состояния природных комплексов. Он характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Проявление экологического кризиса нередко называют «эффектом бумеранга». Известен ряд экологических кризисов: относительного обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, обусловивший стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности для ее лучшего и более раннего роста (с наступлением весны, влажного периода года); перепромысла крупных позвоночных животных (50-10 тыс. лет назад); современный кризис глобального загрязнения, которому, по мнению учёных, соответствует высший этап научно-технической революции. Человек выступает при экологическом кризисе активно действующей стороной. История цивилизации доказывает, что вслед за экологическим кризисом следует революционное изменение во взаимоотношениях общества и природы.
В предыстории и истории человечества выделяют ряд экологических кризисов и революций.
1.Изменение среды обитания живых существ, вызвавшее возникновение прямоходящих антропоидов - непосредственных предков человека.
2.Кризис относительного обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, обусловившего стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности для лучшего и более раннего роста.
3. Первый антропогенный экологический кризис - массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных («кризис консументов»), связанный с последовавшей за ним сельскохозяйственной экологической революцией.
Экологический кризис засоления почв и деградация примитивного поливного земледелия, недостаточность его для растущего народонаселения Земли, что привело к преимущественному развитию неполивного земледелия.
Экологический кризис массового уничтожения и нехватки растительных ресурсов или «кризис продуцентов», связанный с общим бурным развитием производительных сил общества, вызвавший широкое применение минеральных ресурсов, промышленную, а в дальнейшем и научно-техническую революцию.
6.Современный
кризис угрозы недопустимого глобального
загрязнения. Здесь редуценты не успевают
очищать биосферу
от антропогенных продуктов или
потенциально не способн
ы
это сделать в силу неприродного характера
выбрасывамых
синтетических веществ. Этот кризис
называют «кризисом редуцентов»,
которому
соответствует высший этап научо-технической
революции - реутилизация продуктов и
условное
замыкание технологических циклов.
С «кризисом редуцентов» почти одновременно наступают два других экологических напряжения: термодинамическое (тепловое) и снижение надежности экосистем. Они связаны с экологическими ограничениями производства энергии в нижней тропосфере и нарушением природного экологического равновесия. Данные экологические кризисы ближайшего будущего будут разрешены на основе энергетической и эколого-плановой экологических революций. Первая будет заключаться в максимальной экономии энергии и переходе к ее источникам, практически не добавляющим тепло в приземный слой тропосферы (главным образом солнечным), вторая - в регулируемой коэволюции в системе «общество-природа».
Экологическая катастрофа - это природная аномалия (длительная засуха, массовый мор, например, скота и т. д.), зачастую возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остро неблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона; авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. п.), приведшая к остро неблагоприятным изменениям в среде и повлекшей за собой массовую гибель живых организмов и экономический ущерб; одно из состояний природы. Экологическая катастрофа отличается от экологического кризиса тем, что кризис - это обратимое состояние, где человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа - необратимое явление, человек здесь вынужденно пассивная, страдающая сторона. В более широком понимании экологические катастрофы - это фазы развития биосферы, где происходит качественное обновление живого вещества, например, вымирание одних видов и возникновение других.
Хронология ядерных катастроф. К началу 1986 г. в мире существовало 417 атомных реакторов и 120 ещё строилось. Вклад АЭС в выработку энергии в некоторых странах составил для Франции - 70%, Бельгии - 66%, Южной Кореи - 53%, Тайваня - 48,5%. Кроме ядерных реакторов было 326 исследовательских ядерных установок, реакторы которых установлены на ледоколах, спутниках, подводных лодках. Естественно, подобная огромная концентрация ядерного потенциала не могла не привести к возникновению нештатных ситуаций, тем более, что опыт эксплуатации объектов, использующих ядерное топливо, накапливался с годами, причём во многом при анализе этих самых аварийных ситуаций. Здесь можно привести много примеров чрезвычайных ситуаций, происходивших как у нас в стране, так и за рубежом.
Впервые человечество увидело атом в действии в 1945 г, когда США сбросили на Хиросиму и Нагасаки атомные бомбы. Погибла треть населения этих городов, радиация вызвала у многих людей лейкозы. Люди умирали и продолжают умирать до сих пор.
Ряд испытаний ядерного оружия Соединенными Штатами на острове Бикини в 1946-1958 гг. привели к тому, что в результате взрыва исчезли с лица земли 2 соседних островка, а сам остров стал непригоден для жизни.
В 1957 г. на заводе Селлафильд (Уиндскайл) в Англии по регенерации ядерного топлива произошел взрыв. В результате загрязнения погибли 13 человек, более 260 заболели острой и хронической лучевой болезнью.
В 1966 г. в Испании столкнулись 2 американских военных самолета с ракетами на борту. Одному пришлось сбросить 4 атомные бомбы. К счастью, взрыва не было, но в результате выбросов погибли посевы сельскохозяйственных культур, пришлось вывезти 1,5 тыс. т почвы для захоронения.
В 1979 г. на АЭС Тримайленд в г. Гаррисбург, Пенсильвания произошла крупная авария.
Крупнейшей и самой страшной ядерной катастрофой за всю историю освоения человечеством энергии атомного деления является катастрофа на Чернобыльской АЭС в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года. Если при взрыве атомной бомбы над Хиросимой выделилось 1,1 кг продуктов деления, то в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС - до 15 т. В результате выноса воздушными потоками радиоактивной пыли весьма сильному ионизирующему излучению пятнами подверглись следующие регионы России: Тульская, Брянская, Орловская, Калужская и Рязанская области.
Авария в Японии 11 марта 2011 года в середине дня на Японию обрушилось мощнейшее землетрясение, которое было самым мощным из всех ранее происходивших в этой стране. Магнитуда землетрясения была равна 8,9 балла. Эпицентр располагался на расстоянии в 373 километра от Токио. После землетрясения погибло и пропало без вести 1700 человек. На следующий день, 12 марта, произошло повторное землетрясение, магнитуда которого составляла 6,4 балла. Вокруг АЭС «Фукусима-1» были эвакуированы жители, численность которых составила более двухсот тысяч человек. Площадь эвакуации составила более 20-ти километров вокруг атомной станции. АЭС была окружена военными в радиусе шестьдесят километров. На аварийную территорию не могли проникнуть журналисты. А число погибших уже составляло 400 человек, пропавших без вести - 9500 человек. По всей Японии произошло более семидесяти землетрясений.