Учебное пособие

Экология:Учеб.пособиеМ/.Н.Корсак,С.

А.Мошаров,Э40АП.Пестр

якови

др.Подред; .проф.СВ.Белова.

- М.Изд:

-воМГТУим.Н.Э.Баумана, 2006.

- 240

с:ил.

ISBN 5-7038-2863-5

Впособииизложеныосновобщейэкологии,закономерностидействияэколог

и-

ческихфакт,осоэкологиировбенностип

опуляций,сообществэкосистем;оп

и-

саныосновнбиогеохимсреджизни, ы циклыважнейшихб огенныхческие

элемен,адаптацияживыхорганизмовкразличнымуслжизниов;рассмоиям

т-

реныпринципыэкологическогомониторнорм,влияниерованияеблагга

о-

приятныхэкологическихфакторовназдоровьечеловглобальные, экологич

е-

скиепроблемы.

Пособиенматериованоле,которыецийавторылахчитаютМоско

вском

государствтехничуниверсимениннскН.Э.Бауманаом. тете

Длястудентов,изучающихдисциплину«

Экология».

УДК574:4

©М.Н.Корсак,С.А.Мошаров,АЛ.Пестряков,

ББК28.08

М.И.Кроленко,Е.В.Титов, 2006

©Оформление.Изд

-воМГТУим.НЭБаумана, 2006

ISBN 5-7038-2863-5

ПРЕДИСЛОВИЕ

Природаразвиваетсяпосвоимзакединоеонамакцелое.Масштабноево

з-

действиечеловнаприпроцессыкавусловияхдныеускорениянаучно

-

техничпрогрессаскогоизбежприводзнэколиткновениюгич

еских

кризи,определяемыхсравнительноов ограниченной

пособностьюбиосферык

самовосстановлению.Единственвозможпутьразвитияч ый

еловечествасвязан

свыходомнауровеньнаучнообостратегиинованнойтношенийчеловек«

- об-

щество - биосфера».

Цельэкологобразованиявоспитанияческого

- формированиеук

аждого

человнавсехэтапахкажизнигоэкологичезнаний,целопредставлкихтных

е-

нийобиосфере,пониморганическойвза мосвязидинстчело ека

окружающсреды,ролипрвежизниргйо,необды оходимостираныци

о-

нальниспприрогользования

дныхресурсов.

Гармонизациявзаимоотношчеловекаприродыважнадляешний

енияне

толькособственноэкологических, другихпроблем.Экологическиобосн

о-

ванныерешенияявляютсятожевремяисоцизна,пльночимыми

осколькусам

человек,являясьчастью

природы,существоватьбезнеем

ожет.

ПреподавандисциплЭко« »высшихогияучебныхзаведенияхте

х-

ническогопрофиля

- методичесложнаязадача,посккурсдолжениолькусфо

р-

мироватьчеткоецелостноепредставлениеструктурефункцион

ировании

экосистембиосферывцеломустудентов,неимеющих,какправило,достато

ч-

ныхбазнанийовыхобластиестественныхнаук.Поэтомупосодержитбие

с-

новныеположенияэкологиивсочетаниинасущболее

ественпонятиямиыми

биол, ог,геоии,клграфиихимии

иматологии,океанологии.д.

Авторыкниги

- преподавателикафедпромышленнойэкологибе

з-

опасностиМГТУим.Н.Э.Баумана

- биологипоспециальности, меютбольшой

опытэкологическихисследованисследований.Большойопытэкологических

автпоровзво

лизл

ложитьфундаментальныеосновыэкол

огиинасовременном

уровне.Приподгпособияособеннот полезвкебыликниамериканскогоымиги

экологаЮ.Одума*ироссийскогоученогоЛ.С.Степановских**.

Введение,разделы2, 4

-6, 8,изаключение10,написаныМ15

.Н.КорсакомиС.А.

Мошаров;раздели13 ым

- С.А.МошаровымиА.П.Пестряков;раздел7, 13ым

и16 - М.Н.КорсакиМ.И.Кр;разделыоленком9

- С.А. МошаровымиЕ.В.Тит

о-

вым;разделы11и 7

- М.Н.Ко;разделысаком12и14

- С.А.Мошаровым.

_______________________

*ОдумЮЭкология:Вт2.Пер/.сангл.М:.Мир: , 1986.

**СтепоновскихА..Общаяэкология,М.ЮНИТИ:

-ДАНА, 2001.

ВВЕДЕНИЕ

Кначалу

XXI в.биосфераЗемливступилаэпохуглобальногоэкологич

е-

скогокризиса,вызвинтенсификациейнногоиндустриал

ьнвогоздчелйствия

о-

вечестванаокружающуюсреду,чтопривелостощениюприро

дныхресурсови

кзагрязнениюбиосферытехногеннымиотходамипроизво

дства.Вн стоящее

времяниукогоневызыванеобходимостьсомненийсамогоширокогоэколог

и-

ческогообразо

ваниянаселения,первуюочередьбудущихмолодыхспециал

и-

стов,призванныхнетолькоэксплуатировать

иродныересурбио,ноисферы

сохранятьокружающуюсредувсостоянии,обеспечивающустойчиворазв ем

и-

тиеч ловечбщ.Формирестваэколкогоованиегичес

когомироявлоззрения

я-

етсянеобходимымусловиемпреодолениянынешнихбудущкризс исных

иту-

ацийвприср.Дляоеэтогоднеобходимоойчеткопредоснотазвлятьные

а-

кономерностиформиров

анподдержанияприс в стественныхнойи

антропогеннои

змененныхусловияхдопустимпределвоздчеыловйствияе

е-

ческогообщес

тванасреду.

Прирассмэкологическихтрениипроблемнеобходиморазделятьтрибаз

о-

выхпонятия:эк, логхранаприпяодыирод.Поэкол«нятиепьзование

о-

гия»охватываетсистемунаучн

ыхзнаноприсйр.Охоеприродыенойана

включаеткаксоответствующуюзаконодательдея, ельностьиорга уюиз

а-

ционныенаучно

-техническмер,обесприпеятияоддержаниеечивающэк

о-

логическогоравновесияблагопрсредыоб.иКлючевымтаятпнияой

онятии

«природопользование»являетсяустойчивоевоспроресуродныхзводство

р-

совиусловий,необходимыхдляжизнедеятельн

остичеловека.Иначеговоря,оно

относитсякэкономическаспектамтехнологивзаимодействиячеловеским

е-

каиприроды.Очевидно,чт

оэффектиохраныозможностьпривроды

устойчприрвогоопределяютсядопользовуровфунемдаментальныхзнния

а-

нийобэкологическихпроце

ссах,т.е.уровнемразвитияэкологии.

Учебникиучебныепосэкологиибия,которыхнасчитываетсяРоссии

болеедвухдесятков,можноусловноразнадгруппыелитьве.Изда,относия

я-

щикпеизсярвойних,ориенсатированныеудентовбиологическихмедици

н-

скихспециальностей,какправило,содекуэкологииж,р тссчнау танный

з-

кихспециалистов,которыебудуще

мбудутпрофессиональнозаниматьсяопр

е-

деленнымиразделамиэкологУчебники. учебныепособиявторойгруппыра

с-

считанынастудетехническихспециальностейтов

-

будущихинженеров,пр

и-

званныхобеспечте прогрессническийустойчивоетьфункционирование

о-

временногоиндустриальногообщ.Нвдаваясьестваособенностипрпограмм

экодэтихлогиидвухякатегорийстудентов,можноутверждать,чтокурсэкол

о-

гиивтехническихуниверситетахдолжсодосновыржатьфундаментальной

экологии - необхтеордимую

етическуюбазудляуглубленизучеболеенияого

узкихспецдисциальных

плин.

Инженерно-техничеспецв исалистыкиепецификилусвоейде

ятельности

призванысоздаватьновыетехнологииразличныемеханизмы,воздействующие

наокружающиймир,поэтомубазовоеэколог

ическоеобр

азованиедлянихкрайне

необходимодолжнобытьориентинасохровано

анениеокружающейсреды

обитанаосновепонимияосновныхзакономерннияфункциостейнирования

прирэкодныхлогическихсистем.Инымисловами,учебнпособиедлястуде

н-

товтех ническихуни,впеерситетов

рвуюочередь,должнобытьориентировано

нарасширенихэкологкругозизнакомствоеческогоосновнымирап няти

я-

мизаконамиэкологии,пр

облемамивзаимодействияпр цивилизациироды,

вопросаминегативноговоздействияфакт ро

вокружсрензадющейоровьеы

населения,принцип

амиоценкисостояния,охранымонитоприсроднойинга

е-

ды.

Большинвышедшихпосгодыледниетвоучебниковпособийбных

покурсуЭкология« »посвященоприкладнымаспектаэкологииоченькратким

изложениемосновобщейэкологии,либо,на,авторыборотпытаю

тсяслишком

подробноедставитьовокупностьюзнанийобокружающейсредеиприро

д-

ныхэкосистнеобходимх.Неотрицаяпреподаоснрациональногоовстиания

природопользованияохраныприроды,мс

тремилисьобеспечитьбалансмежду

разделамифундаментприэкологии. аднойльной

Лекцияпосвящена1

историяразвитиявзаимоотношенийчеловеческого

обществаиприроды.Рассмотосновнчеадаптацииреныхозяйственнойде

я-

тельнчеловекаприрости

днымус

ловиямнастадииохотничье

-собирательской

культуры;показпоследсадаптацииныприрэквияоксистедныхмам

о-

зяйстванастадииземледельческойкультурыирас мотреныовр

еменныеформы

человечдеят,приводящиельностиойкпреобразованию

иродных экосистем

вглобмальных

сштабахиндустриальное( общество).

Вовторойлекции

определеныобщиезадачиэкологии,рассмотреныосно

в-

ныефундаментиприклраздел,отражающиеднльныешироспекий

научнойихозяйствендеятчел,изльовенозайстикженыао

ныКоммонера,

которые сжато,

формулируютособенностивзаимодействиячеловекаприроды.

Лекция 3содержитосновныехарактеристсробитаниядыживыхорг ки

а-

низмов - биосфе,котоохврвсюаыгидросферутываетя,нижнюючастьтмосф

е-

рыиверхнийслойитосферы

.Краткоизлагаютсяоснповныелож

еучения

выдающегрусскогоученВ.И.Вернадгосябио,втомчислферекглго

а-

венствующейролиживыхорганизмовформированииподдержаниисовреме

н-

ныхфизико -химическихусловийнаЗемле.

Лекции 4-7посвященырас

смотрениюэкологическфакторовуслов( ийх

окружающсреды),определяющихграницыйсуществованияживых

рганизмов

биосфере.Большвниманиеуделенобщимспецифическимзакономерностям

воздействияважнейшихабиотических, антропотехногенных

фак-

торовнаживыеорганизРассмотрены. пределы

оложительногодействия

абиотическихфакторовнаорганизмыпределы( тол

ерантности);особенностивз

а-

иморганизмоввлияодразныхогоиявидовбиотические( факторы),сп

ецифи-

канегативноговоздействияразлич

ныха

нтропотефизических( , ногенныхим

и-

биологических)факторовназдоровьенасел. ния

Совокупноусловийсуществованияорганизмовсущественноьразл

ичается

вчетырехсредахжиз:водной, иаземно

-воздушной,почвеннойиорганизме

н-

ной( лекции 8-9). Вкаждойизэтихсредассмотреныпецифическиеэкологич

е-

скиефакторы,внаибстельшейпениределяющиеусловияжизни.Показано,

чтонетолькосредаобитаниявлияетнауслжизниорганизмоввия,носами

р-

ганизмыформирсреду,активноют

участвуявомно

гихгеохимическихкругов

о-

ротаххимическихэлементовбиосфере.

В10 лекции рассмбиогеохимичтреныциклыосновныхбиогескиенных

(жизневаж)элементноыхуглер( ,азота,ф ,серывда)фораиуч

астиеживых

организмовкруговорэтихвеществ.Набольшотах

мфактичматериалеском

покавозэкологическиеанымжныепоследствиянарушениясбалансированности

круговоротавеществ.

Оснколичественныевныехарактеристпопувеличина( плояцки

т-

ностьпопуляции,рожда,смертность,кривыемостьвыживания)ра

ссмотрены в

теме 11;проаназличныелизировэкологичстратразвитияпопулныегиск е

я-

цийвэволюбиоиэкосистемценозовии.

Лекции 12-13посвященыосновамструктурно

-функцединстваонального

прирэко,биоцдныхсистбиотопае.Пнм знкзаглавныхзаночениебиоце

но-

тическихкомпэкосисненавтотрофов( итгетеротрофовмы)иихучастие

потоэнеикруговоротеахгиивеществэкосист.Определобщизакмахены

о-

номерностиизменинт структурныхниягральныхкомпэкосисвнентовем

процессеэволюционногоразвития

косистемвходеавтотрофныхгетеротро

ф-

ных,перивторичныхсукцессий.

В темах 14-15освопросыещеконкачестватроляимониторингапр

и-

роднойсреды,обоснованеобходимостько нормированиятроляантропоге

н-

ныхвоздейстнаокружающуюсреду,вийв

еденопонятиеэкологическогомон

и-

торкакинформгасистемыаблюденийционной,рассмотр

еотдельныевиды

мониторингалокальный( ,региональный,глобальн,фонов). й

Лекция 16содержаналглобальныхэкологическихзт проблемсовреме

н-

ности:демографический

кризис;урбанизация;загрязнениеприс ;эродыной

о-

зияпочвпотеряимиплодо;разрушеозонодиясл;антропогенноевогояие

изменениеклиматапарниковый( эффект);уменьшенбиологразнооического

б-

разия;снижениеустойчивостиприрэк .дныхсистем

В лекции 17рассмотосновныехарактериеныгородэкоскойтики

истемы,

выделеныспецифическиеэкологическиефакторы,возднасостояниействующие

этойэкосистемы,атакженаздоровьечелов.

ка

Изучениеэтогопособзволитудущспециалистамияинженерно

-

техническогопрофилясоздаватьновыетехнологииразличногородамех

анизмы

сучетомтребованийэкологичебезопа,минимизснегакносвлйтивноеруя

я-

ниепромышленнойдеятельностинабиосферу.

(ИСТОРИЧЕСКИЙАСПЕКТ)

Длятог

очтобылучшепонятьсовременныепроблевзаи оотношений

людейиокружающейсреды,целесообразнопроследить

, каконисклад

ывалисьна

разныхэтапахразвитиячеловечбщ. ествакого

Каждаяобщественнаясистемаисторическомаспектестроитсяна

аком-

либо снован,котороесчиглиНапример. етсявным,этомогутбытьпроизво

д-

ствеотношен,уровеньныепроисзводительныхя..Рассматриваявзаим

о-

отношенчеловекаиприирязученииодыкурсаэкол,неовыдгиибходимо

е-

литьследующиеисторическиеэтапы.

• Непосредединсчеловекаприродтвоенноей

(охотничье -

собирательскаякуль)На.э этапеомураформируетсятрудоваядеятельностьч

е-

ловекаизг( товлениерудийтрудаизприродныхтелкакпервыйспособцелен

а-

правлеобразованиянногоокружающейсреды)В.

процессесове

ршенствования

орудийтрударазвитияобщественныхформжизнипро сх

одитпереходкохоте.

• Неолитическаяреволюция

(аграрнаякультура)

- переходкскотово

дческо-

земледельческомухозяйствувыращиванохозяйственных( сельс ультури

одомашниваниеживотных).

• Промышленнаяреволюция

-

утверждениеиндустрпро зводстваального

какглавенствующиразвиттехнкакэффективногокиспособагопреобразов

а-

нияприроды.

• Переходкглавенствупроинформациизводства

и,вдалпекой

рспективе,

возможнаяга

рмонизацвзаимоотношенийчеловекаприродыяпостиндустр

и-

альномобщевпроцессеозданиятвеэкологическойцивилиз

ации.

Охотничье-собирательскаякультура

.Вид

Homo sapiens (человекразу

м-

ный)сформпри100тысмерноровался.летназад.Около10

-15тыс.ле

тназадч

е-

ловечестворасселилосьповсемусовременномуареалуегообитания.Общачи

с-

ленностьаселения

Земликначалу

мезолита (око10тыс.лназадето)составляла

3-5млн . чел.а,средплотностьяяаселения

- 0,05 чел.км/

2.

Ограничечисленностьживу ая

щихнапланетелюдейпозволялаимуд

о-

влетсвоижизнерятьпотр,неизменяяныебностисущественнымобразомпр

и-

роду.Основужизничеловечбщэтопериодессоставлялокоговабир

а-

тельстпродуктовготовприродыыхкореньев( ,ягод,морепр

одуктови.

.),а

такжеохотанакрупныхживотных.Отжизнедеятелоды

ьностипервобытных

охотников-собирабысутилизелейроприрокомпднымиваорглексамиись

а-

низмовтом(числеикроорганизмов),таккакбылиисключительноорганич

е-

скиминебольшимипообъему.

Использовалюдьмиогняиеередкопривопустдилошительнымж

а-

рамис растительностиененаобширныхтерриториях,однакоощутвл мого

я-

ниянабиосферуэтиизмнеоказывалинения.

Земледельческо-скотоводческоеобществоаграрная( культура).

Аграр-

наякультура

охватываетэпохуспоявселхозяйстваенияьскогооко( тыс8.лет

дон.э.),косновойгдаматепроииальногобылиземледелиеводстваск тово

д-

ст,довозникновенияпромышленногопроизводствасер

едине XVIII в.н.э.

Напротяжениимнс тысячелгихтен

етийнестабильностьохотничьего

о-

зяйствавынуждлюдейискновыеисточникиалатьобе воегопечениясуществ

о-

вания.Врезультатепримерно10

-12тыс.летназпредшествующегобазе

о-

бирательстваурожаядикихзлаковво никлоемледе.Парасразвлиелльно

ити-

земледелияшлоприручениедомашнихживотных,испопользяуемыхч

е-

ниям,молокасаишерсти.Первоначальноземлед

елискотевоводствозникли

наБлижнемВо,всреднемтокеяругорныхсистем,окаймполукольцомяющих

Месопонизменностьв(тамскую

кн азываемомПолумесяцеплодоро)Отту. даия

онисталираспростравСевернуюАфрику,Югояться

-ВосточнуюЕвропуи

глубьАзии.Независочагиземледелияскотоводствамыесформировалисьн

е-

сколькопозжевВосточнойиЮго

-ВосточАзии,ЦенАмерикетральной,

ио т-

тудапроизвод

ящеехозяйстраспрввоосехнаправленияхстранило.Процессь

этотбылдлительнымпродовплотьдоначалажался

III тысячелетиядон.э.

Споявлпервыхс ниемльскохультурмоговоритьзяйственныхжно

формированиинаВостокепервыхц

ивилиз,смениациир.Рвашихзвитиерство

земледелияскотоводствачастоприводилоглубокомупреобразованиюлан

д-

шафта,напримервМеждурМесопотамии( )н чьесколькотысячелетиитому

назад.

Переходкаграрнойсельс( культуре) охоназываютяйственной

неолитиче-

скойреволюцией,

таккакчеловперотприсваивающейшелкэкономикиохо(

т-

ничье-собирающегохозяйства)кэкономикепроизводящей.

Сэкологическойто

ч-

кизренприсваивающеехозяйство

- адаптациячелобщвечкпрескоготва

и-

роднымэкосистемам,тогдакак

производящеехозяйство

- этоадаптацияпр

и-

родныхэкоксистемхозяйства. ам

Свозникнсельскогоиемхозяйстваначалееолитавоздч лйствие

о-

веканабиосферуувеличилосьвомногораз,чтпривелокнебываломудемогр

а-

фичеро.Бесспорнокомуту,э

тобылатехнологическаяреволюцистор

е-

ловечес,благодковтразныхваоройчастяхрясветабылизал

оженыосновы

классструктурыобществавой.

Влиянаграрцивилизацииенприойср.оедную

Распространениесел

ь-

скохозяйственныхкультуроказалокатас

трофичвоздействиенабольшоское

числоназемнэкосиствыпервзвалохмрьезноеантропоге

нноепотрясение

био:усфекоизменениерсоставаилосьыживотногомира,сопровождавшееся

вымиракруппредставителейниемыхфауныкоторых( па читалитухиконк

у-

рентамидомашнихживотных),такжеизмпенилсярвоначальныйрастительный

покровнаобширныхплощадях.Лесныеэкосмеиснтемыпастбялисьачала

и-

щ,затемполямисельскохозяйстве

нныхкультур.

Массовоеуничтоженлесовнерациспользованиеональноеземе

льум

е-

ренныхитропическихзонбезворазсложившиесявратнорушилиэкос

истемына

огромныхтерриториях.

Боязньлесов,свойственнчелосредниевека, уя

ы-

лиласьвуничтоженихразлц чнымиввовсехлизациямичастяхсвета.

Например,вКитаевнастоящее

времятолько5площади%покрытолесами,тогда

каквначаленеолиталесазанималименее90егот%рритории.

Созданиечеловекомискусствеагроэ,осконовуныхсострыхиаем

в-

ляюткультуррастенияжив, ыеопутствовалотныеприручение

граниченного

числаживотных;частьиз спользоваласькактягловая

ила. Врезультате

значительноувеличиласьмассапищи,производнаединповерхности, цемой

количествомехаэн,поступающейергииическойвраспоряжчеловека. ние

Возникновениесельскогохозяйства

позвоседлыйловестобразижизни,

способствовалоувеличеплотнаселенияиюбразостиперпоселваниюых

е-