Транспортная экология. Основы экологии.

Составитель Мокренко И.М.

Транспортная экология. Основы экологии

Экологические факторы окружающей среды. Экологические системы.

Экологические факторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных организмов (большинство растений и фотосинтезирующие бактерии), а в жизни гетеротрофных организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает заметного влияния на жизнедеятельность.

Экологические факторы могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические и физиологические изменения организмов. Экологическая система – основная функциональная единица экологии, включающая в себя живые организмы и среду обитания, причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни.

Классификации экологических факторов

1. По характеру воздействия

• Прямо действующие — непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ

• Косвенно действующие — влияющие опосредованно, через изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)

2. По происхождению

• Абиотические — факторы неживой природы:

-климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха

-эдафические: механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы

-орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

-химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность

-физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

• Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:

-фитогенные — влияние растений

-микогенные — влияние грибов

-зоогенные — влияние животных

-микробиогенные — влияние микроорганизмов

• Антропогенные (антропические):

-физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации

-химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта

-биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания

-социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

3. По расходованию

Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2, свет)

Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

4. По направленности

Векторизованные — направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы

Многолетние-циклические — с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом

Осцилляторные (импульсные) — колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года).

Экосистемы представляют собой основные природные единицы на поверхности Земли. Это не только комплекс живых организмов, но и все сочетания физических факторов. Всюду, где можно наблюдать отчетливое единство растений и животных, объединенных отдельным участком окружающей среды, говорят об экологической системе.

Понятие экосистемы не ограничивается какими-то признаками ранга, размера, сложности и происхождения. Поэтому оно применимо как к относительно простым искусственным (аквариум, теплица, пшеничное поле), так и к сложным естественным комплексам организмов и среды их обитания (озеро, лес, океан).

В состав экосистемы входят неживые и живые компоненты.

Неживые (абиотические) компоненты:

1) неорганические вещества (N2, C02, Н2О и др.), включающиеся в природные круговороты;

2)органические соединения (углеводы, белки, аминокислоты, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части экосистем;

3)климатический режим (освещенность, температура, влажность и другие физические факторы).

Живые (биотические) компоненты экосистем:

1) продуценты – автотрофные (самостоятельно питающиеся) организмы, главным образом, зеленые растения, которые создают органические вещества из простых неорганических веществ. Автотрофы составляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за образование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции,

2)макроконсументы (консументы 1, 2 и т.д. порядка) – гетеротрофные (питающиеся другими) организмы, главным образом, животные, которые поедают растения и другие организмы. В отличие от автотрофов продуцентов, гетеротрофы выступают как потребители и разрушители органических веществ,

3)микроконсументы (редуценты) – гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения и высвобождают неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами.

Характеристика природных ресурсов. Объекты исследования и главные задачи экологии. Принципы устойчивого развития.

Природные ресурсы (ПР) – компоненты природной среды, природные и природно-антропогенные объекты, которые используются или могут быть использованы при осуществлении хозяйственной и иной деятельности в качестве источников энергии, продуктов производства и предметов потребления и имеют потребительскую ценность (З-н об ООС РБ).

Классификация ПР:

1. природная

• минеральные,

• водные,

• лесные,

• земельные ресурсы.

2. экологическая

• возобновляемые (земельные, водные, растительные, животные);

• невозобновляе­мые (минеральные);

3. хозяйственная

• ресурсы материального производ­ства

• промышленные,

• сельскохозяйственные,

• строительные.

• ресурсы сферы услуг;

• прямого потребления (питьевая вода, промысловые жи­вотные);

• косвенного использования (ресурсы для отдыха и лечения, спортивных целей и др.);

4. рыночная

• ресурсы стратегического назначения;

• экспортного значе­ния;

• ресурсы внутреннего рынка.

Предметом изучения дисциплины являются отношения между людьми, которые складываются в процессе взаимодействия с окружаю­щей средой в связи с использованием сил и ресурсов природы, ее охра­ны и восстановления.

К основным задачам экологии относятся:

• разработка ресурсосберегающего развития экономики и экологической политики государства;

• формирование системы государственного регулирования, прогнозирования и контроля природоохранной деятельности;

• исследование и научное обоснование хозяйственного механизма при­родопользования в условиях становления рыночных отношений;

• совершенствование организационных основ управления природо­пользованием;

• установление путей и методов повышения эффективности использо­вания природных ресурсов;

• изучение экономических проблем Республики Беларусь и путей их решения;

• формирование и развитие эколого-экономического мышления.

Основной целью государственной политики РБ является обеспечение устойчивого человеческого развития, которое базируется на экономике, сочетающейся с принципами экологической безопасности и социальной справедливости в демократическом обществе.

Под устойчивым понима­ется развитие общества, при котором удовлетворение его потребностей осуществляется с условием экологических ограничений, без отрицатель­ных последствий для будущих поколений.

Истощение природных ресурсов и растущий спрос.

Истощение природных ресурсов – процесс, возникающий в результате несоответствия между доступными запасами природных ресурсов или безопасными нормами их изъятия из природных систем и потребностями общества, подрыва продуктивности и восстановительной способности природы при повышении темпов и объемов добычи возобновимых ресурсов над темпами и объемами их естественного восстановления. Истощение природных ресурсов — одна из основных негативных экологических характеристик современного природопользования в условиях научно-технической революции.

Потенциальные природные ресурсы – ресурсы, которые на данном этапе развития общества разведаны, а часто и количественно определены, однако не используются в силу тех или иных причин (слабая техническая оснащенность, отсутствие соответствующей технологии переработки и т. п.). Например, потенциальными земельными ресурсами можно считать пустынные, горные, заболоченные, засоленные территории и зону вечной мерзлоты. Несмотря на большую потребность в пашне и земельных ресурсах, люди не в силах освоить эти земли под сельское хозяйство: нужны крупные капиталовложения.

К ресурсам, без которых жизнь человека невозможна, относятся, прежде всего, воздух и вода, а также энергетические и сырьевые ресурсы. Проблема водных ресурсов считается одной из наиболее острых в мире. Пресная вода составляет небольшую часть водного баланса Земли- 2,5 - 3%. Основная ее часть сосредоточена во льдах Арктики и Гренландии, а на долю рек и озер приходится очень небольшая доля. Энергетические ресурсы представлены запасами ископаемого топлива, такими, как нефть, газ, уголь, горючие сланцы. Сырьевые ресурсы - это, прежде всего минеральное сырье, содержащее необходимые для промышленного производства компоненты.

Большое значение для глобалистики приобретает факт обнаружения исчерпаемости природных ресурсов. По мере развития экономической деятельности все большее их число переходит из категории возобновимых в категорию невозобновимых. Выяснилось, что для запасов отдельных элементов, горных пород существует свой предел истощения. Им может быть или полное исчерпание запасов; или ограничение, связанное с экологической безопасностью (то есть, когда дальнейшая разработка ставит под угрозу экологическое равновесие); или невозможность для общества платить за данный ресурс слишком высокую цену. Примером может служить абстрактная возможность добычи воды путем синтеза из воздуха, что потребовало бы колоссальных финансовых и энергетических затрат.

Со второй половины XX века масштабы и темпы добычи минерального сырья (нефти, газа, угля, полезных ископаемых) резко возросли. В то же время, значительная часть известных на сегодня запасов минеральных ресурсов залегает в сложных условиях или представлена относительно бедными месторождениями. Их разработка требует гораздо больших, чем раньше, капиталовложений, более совершенной технологии добычи и переработки. Такими же быстрыми темпами растет потребление электроэнергии. Однако основными источниками на сегодня остаются по-прежнему невозобновимые материальные ресурсы: нефть, уголь, газ, торф, уран.

Поиск новых альтернативных источников энергии и внедрение энергосберегающих технологий ведется крайне медленно. Экономисты подсчитали, что совокупные издержки при получении энергии из нетрадиционных источников (солнце, ветер, морские приливы, геотермальные воды) в 15-30 раз выше, чем средние издержки, связанные с добычей и транспортировкой нефти из стран Среднего и Ближнего Востока в Европу. Развитие атомной энергетики сдерживается негативным отношением мировой общественности. А сама по себе экономия энергии не может стать альтернативой энергетических источников.

В настоящее время человечество готовится использовать энергию термоядерного синтеза. Однако прогноз ученых на ближайшее будущее предполагает, что энергетическое благополучие развитых стран мира будет, как и прежде, строиться преимущественно за счет экономически слаборазвитых нефтедобывающих стран. В то же время, даже если темпы роста потребления нефти не будут расти, то ее разведанных запасов хватит приблизительно на полстолетия.

Сегодня нет точных данных относительно того, на какой срок человечество может считать себя обеспеченным ископаемым топливом и минеральным сырьем. Однако понятно, что их запасы исчерпаемы и невозобновимы. Поэтому развитые страны сейчас отдают предпочтение развитию нематериалоемких производств, таких, как, например, электроника.

В отношении к энергетическим ресурсам страны Запада многому научил энергетический кризис 70-х г.г. С тех пор были приняты и реализованы серьезные меры по значительно более экономному потреблению нефтепродуктов, созданы запасы стратегического назначения.

Если даже предположить, что в ближайшем будущем будет внедрен термоядерный синтез, то понадобится еще немалое время на создание соответствующих установок и подготовку необходимых специалистов. Поэтому рассчитывать приходится на использование имеющихся энергоносителей, энергоустановок и традиционных технологий получения энергии. В этой ситуации, по-видимому, следует прислушаться к мнению тех ученых, которые рекомендуют добровольное самоограничение, как в производстве, так и в потреблении энергии.