Современные проблемы экологии и природопользования. Учебно-методическое пособие

энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир граждан (за исключением теплоэлектростанций) расположены за его пределами. Это – месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции. Кроме того, чтобы накормить одного горожанина, требуется не менее 1 га сельскохозяйственных угодий (включающих пашню, сенокосы и пастбища). В России на одного горожанина приходится около 2 га сельхозугодий. Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой человек использует для непосредственного употребления. Основную часть воды тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного горожанина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии – она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.

Растения (продуценты) в составе городских экосистем растут в лесопарках, парках, садах и на газонах, но их главное назначение – не производство органического вещества (древесины, сена, съедобных плодов

ит.д.), а регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в нее при работе промышленных предприятий

итранспорта. Растения также имеют большое эстетическое и декоративное значение.

101

Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей. Трясогузка, зяблик, славки; млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и особой группой городских животных – спутников человека. В ее составе – птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби), грызуны (крысы, мыши) и насекомые (тараканы, клопы, моль, мухи и др.). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, вороны, воробьи). Это – санитары города. Разложение органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.

Горожане разводят домашних животных – собак и кошек, декоративных животных (попугаев, голубей, хомячков, аквариумных рыбок), в конюшнях ипподромов – лошадей.

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов – сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности и транспорта. Наконец, он определяет размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а в последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного строительства. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и сельскохозяйственных угодий, их «расползание» требует строительства новых шоссейных дорог, что уменьшает долю экосистем, способных производить продукты питания и осуществлять круговорот кислорода.

Городские или урбанизированные территории настолько специфичны, что их можно рассматривать как своего рода аномальные явления. Назовем важнейшие из присущих им специфических свойств.

102

-город можно рассматривать как своеобразную биохимическую провинцию. Для нее характерен аккумуляционный тип потока веществ. Хотя, химический состав таких образований может существенно различаться в зависимости от наличия предприятий различного профиля и других факторов, но практически во всех случаях такие потоки являются закономерным явлением.

-атмосфера городов характеризуется пониженной прозрачностью. Например, в Москве поверхности земли достигает на 10% меньше прямой солнечной радиации и на 80% меньше ультрафиолетовых лучей, чем в окружающей местности. В городах выше запыленность атмосферы. Здесь нередко выпадает о 500до 1500 кг\км2 пыли в сутки, в то время как в сельской местности количество ее не превышает 5-15 кг\км2 в сутки;

-для городов характерно повышенное прогревание воздуха. Их рассматривают как специфические «острова тепла». В средних широтах годовая температура здесь может быть на 1-2 ºС выше, чем в окружающей местности, а в отдельные периоды , например при большом контрасте суточных температур и безветренной погоде, в ночные часы здесь может быть теплее, чем за городом на 6-8ºС;

-повышенная запыленность ведет к увеличению ядер конденсации для влаги. Этот факт, а также замедление воздушных потоков над городом (следствие дополнительной «шероховатости» поверхности) являются причинами большей облачности, а также дней с туманами и атмосферными осадками (в Москве, например, осадков выпадает больше, чем на окружающих территориях на 10%);

-в воздухе содержится значительно больше микроорганизмов, ниже самоочищающая способность атмосферы;

-крайне специфичны влагообороты городов. Природные циклы влагооборотов практически полностью разрушены. На большей части территории осадки не проникают в почву, поэтому питание грунтовых вод

103

и грунтовая составляющая стока сведена до минимума. Транспирационный расход влаги также незначителен. Выпадающие осадки в основном расходуются через поверхностный сток. Последний в периоды ливней характеризуются высокой интенсивностью и сильной загрязненностью;

-городские реки и другие водоемы несут большую нагрузку загрязняющих веществ и в то же время характеризуются низкой способностью к самоочищению;

-города – колоссальный потребитель чистой и возврата загрязненной воды (в крупных городах потребление воды на душу населения в десятки раз больше, чем в сельской местности).

Выполните задания:

1.Город – биогеохимическая провинция

2.Пониженная прозрачность атмосферы

3.Повышенное прогревание воздуха

4.Повышенная запыленность

5.Большое содержание микроорганизмов

6.Влагообороты городов

7.Низкая способность и самоочищение городских водоемов

2.Заполните таблицу 13.

104

Таблица 13 Классификация природно-территориальных комплексов (ПТК) по степени измененности антропогенным воздействием

1.Естественный

2.Антропогенномалоизмененный измененный слабоизмененный

Сделайте вывод.

Вопросы для беседы

1.Какой процент населения проживает в городах в среднем в мире и отдельных странах?

2.Какие тенденции характерны для роста численности городского населения?

3.Перечислите основные специфические особенности городской среды: качество воздуха, смоговые явления и виды смогов, вложение энергии, потоков веществ и др.

4.Чем принципиально отличаются города от природных экосистем?

5.Какие свойства экосистем нарушены или отсутствуют в городах?

6.Что понимается под экополисами?

7.Как влияет древесная растительность на экологическую среду города?

8.Почему в городе в основном используется энергия нефти, газа, угля, а не солнечная энергия?

9.Длительность существования экосистемы зависит от ее экологического равновесия. Что можно сказать про экологическое равновесие в городской экосистеме?

105

10.Возможно ли существование городской экосистемы без регулирования происходящих в ней процессов человеком?

11.Что делает человек, чтобы уменьшить загрязнение атмосферы промышленными отходами?

12.Какой обработке подвергается вода перед поступлением ее в водопроводную сеть?

Вопросы для подготовки к экзамену

1.Предмет и задачи экологии.

2.История экологии как науки.

3.Основные методы экологии.

4.Значение экологического образования.

5.Понятие экологического фактора, классификация факторов среды.

6.Среда и условия существования организмов.

7.Влияние на организмы абиотических факторов.

8.Экологическая пластичность организмов.

9.Совместное действие экологических факторов. Лимитирующий экологический фактор.

10.Водная среда жизни.

11.Наземно-воздушная среда жизни.

12.Почва как среда жизни.

13.Живые организмы как среда жизни.

14.Биологические ритмы и их классификация.

15.Внутренние биологические ритмы.

16.Биологические часы. Фотопериодизм. Приспособленность организмов к неблагоприятным сезонным факторам.

17.Понятие о популяции, пространственные подразделения популяций.

18.Основные характеристики популяций: численность, плотность, рождаемость, смертность, половая и возрастная структура.

19.Экологические стратегии популяций. Рост популяции.

20.Внутривидовые и межвидовые отношения в популяциях.

21.Понятие о биоценозе, видовая структура биоценоза.

22.Пространственная и экологическая структура биоценоза.

23.Экологическая ниша. Отношение организмов в биоценозе.

24.Понятие об экосистемах их классификация.

25.Зональность экосистем.

26.Поток энергии в экосистемах.

106

27.Структура экосистем.

28.Пищевые цепи и сети, трофические уровни.

29.Экологические пирамиды.

30.Свойства экосистем.

31.Возникновение и развитие биосферы.

32.Структура биосферы.

33.Типы веществ биосферы.

34.Основные особенности живого вещества биосферы.

35.Уровни существования живого вещества биосферы.

36.Основные свойства биосферы.

37.Развитие биосферы в ноосферу.

38.Законы экологии Г.Коммонера.

39.Структура, химический состав атмосферы.

40.Основные источники загрязнения атмосферы.

41.Экологические последствия загрязнения атмосферы.

42.Методы контроля за состоянием загрязнения атмосферы.

43.Экологические проблемы гидросферы.

44.Основные виды загрязнения вод.

45.Основные показатели качества вод и их химический состав.

46.Критерии оценки качества вод.

47.Экологические последствия загрязнения гидросферы.

48.Пути решения проблемы дефицита воды.

49.Поверхностные и подземные воды России.

50.Эрозия почв.

51.Меры борьбы с эрозией почв.

52.Загрязнение почв.

53.Биологические методы борьбы с нежелательными видами организмов.

54.Засоление, заболачивание и опустынивание почв.

55.Отчуждение земель.

56.Экологическое состояние земельных ресурсов в России.

57.Международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды.

58.Методы экологических исследований.

59.Экологический прогноз и прогнозирование.

60.экологический мониторинг.

61.Экологическая аттестация и паспортизация.

62.Экологическая экспертиза.

107

Темы рефератов, рекомендуемые для самостоятельного выполнения

1.Международная экологическая политика РФ.

2.Международные экологические организации.

3.Международная экологическая конференция в Рио-де-Жанейро, 1992 г.

4.Международная экологическая организация.

5.Международные неправительственные (общественные) экологические организации.

6.Неправительственные (общественные) экологические организации РФ.

7.Основы экологического права.

8.Основы природноресурсного законодательства.

9.Основы природоохранительного законодательства РФ.

10.Государственная концепция РФ в сфере экологии.

11.Государственная стратегия РФ в сфере экологии.

12.Основ современной экологической политики.

13.Социально-экономические приоритеты охраны природы и рационального использования природных ресурсов.

14.Экологические проблемы растениеводства.

15.Экологически проблемы механизации.

16.Экологические проблемы электрификации.

17.Коэволюция биосферы и ноосферы.

18.Эволюция биосферы.

19.Экологические проблемы техносферы.

20.Современные стратегии выживания человечества.

21. Значение температуры и освещенности, как основных экологических факторов в сельскохозяйственном производстве.

22.Основные демографические проблемы современности.

23.Популяция – основная эволюционная единица.

24.Сравнительная характеристика экосистемы и биогеоценоза.

25.Основные принципы формирования искусственных экосистем.

26.Экологически чистые источники энергии человечества.

27.Безотходные технологии, как мера охраны атмосферного воздуха.

28.Нормирование атмосферных загрязнений.

29.Классификация ксенобионтов по классам токсичности для теплокровных.

108

30.Особенности водных ресурсов Ставропольского края (района вашего местожительства).

31.Автрофикация пресноводных водоемов.

32.Экологически проблемы морских экосистем.

33.Международные правовые документы по охране водных ресурсов.

34.Земледельческие поля орошения и фильтрации, как мера охраны водных ресурсов от загрязнения.

35.Экологические проблемы орошения и пути их решения.

36.Эрозия почв Ставропольского края (вашего района).

37.Экологические проблемы почв Ставропольского края.

38.Экологические проблемы мелиорации.

39.Почва как экологическая экосистема.

40.Редкие и исчезающие млекопитающие Ставропольского края.

41.Редкие и исчезающие насекомые Ставропольского края.

42.Редкие и исчезающие растения Ставропольского края.

43.Зоологические и ботанические заказники Ставропольского края.

44.Памятники природы Ставропольского края.

45.Биосферные заповедники России.

46.Национальные парки РФ.

47.Рекреационное воздействие на природные экосистемы.

48.Экологические проблемы биотехнологии.

109

Глоссарий

Адаптация, процесс приспособления организма, популяции или сообщества к определённым условиям внешней среды; соответствие между условиями окружающей среды и способностью организмов процветать в ней (И.И.Дедю, 1990).

Акклиматизация, приспособление организмов к новым, или изменившимся условиям существования, в которых они проходят все стадии развития и дают жизнестойкое потомство (БЭС, 1995).

Аллелопатия, специфическая форма биотических связей, выражающихся во взаимодействии растительных организмов в фитоценозах; химическое влияние одних видов растений на другие посредством специфически действующих выделений … (И.И.Дедю, 1990).

Аменсализм, форма взаимодействия между популяциями, при которой одна из них подавляет другую без извлечения пользы для себя и без обратного отрицательного воздействия со стороны подавляемой (И.И.Дедю, 1990).

Анабиоз – способность организмов переживать неблагоприятное время (изменение температуры окружающей среды, отсутствие влаги и др.) в состоянии, при котором резко снижается обмен веществ и отсутствуют видимые проявления жизни (И.И.Дедю, 1990).

Антропические факторы, факторы воздействия человеческой деятельности на природную среду (И.И.Дедю, 1990). Антропогенез, происхождение человека, становление его как вида в процессе формирования общества – социогенеза (И.И.Дедю, 1990). Антропогенные факторы, факторы, обязанные своим происхождением деятельности человека (И.И.Дедю, 1990).

Ареал, часть земной поверхности (территории или акватории), в пределах которой распространён и проходит полный цикл своего развития данный таксон … (БЭС, 1995).

Биогенные элементы, химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнедеятельности (БЭС, 1995).

Биогеоценоз, крупная наземная естественная экосистема с чётко выраженными ландшафтно-географическими границами и определённым преобладающим типом растительности.

110