Экология. Учебное пособие-1

4

5

ВВЕДЕНИЕ

К наиболее актуальным проблемам современного общества следует отнести экологические проблемы. С развитием цивилизации и научно-технического прогресса проблемы отношений между обществом и природой все более обостряются. Решение современных экологических вопросов в огромной степени зависит от постановки экологического образования и воспитания, формирования экологического мировоззрения у подрастающих поколений.

Учебное пособие «Экология» подготовлено в соответствии с рабочей учебной программой курса «Экология» и предназначено для студентов очной и заочной форм обучения всех направлений подготовки бакалавриата.

Цель предложенного учебного пособия — оказание помощи студентам в освоении понятийно-терминологического аппарата, применяемого при анализе экологических проблем регионального и глобального уровней. Предложенный в учебном пособии материал дает представления об основных характеристиках экосистемного уровня организации биосферы, об экономических и правовых аспектах экологии, о природных ресурсах и способах их рационального использования, а также об основных направлениях охраны окружающей среды.

Материал учебного пособия может быть использован студентами, обучающимися по направлениям подготовки бакалавриата «Экология и природопользование», «Фундаментальная информатика и информационные технологии», «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии», «Прикладная информатика», «Программная инженерия», «Прикладная математика и информатика», «Прикладная математика», «Информационная безопасность», «Автоматизация технологических процессов и производств», «Управление в технических системах», «Радиотехника», «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем (специалитет)», изучающими дисциплины «Экология», «Общая экология» во время подготовки к текущему модульному контролю и к итоговому зачету.

В результате освоения дисциплины «Экология» студент должен:

– знать: экологическое законодательство, роль и последствия антропогенного воздействия на живую природу и окружающую человека среду, методы и способы уменьшения влияния антропогенного фактора на окружающую среду, современные стратегии человечества по выходу из глобального экологического кризиса;

6

–уметь: применять полученные знания в практической деятельности своей специальности, различать и оценивать экологические последствия воздействия хозяйственной деятельности человека на окружающую среду, интерпретировать значимость экологических проблем современности;

–владеть: навыками анализа информационных ресурсов, методами сбора и обработки экологической информации в профессиональных целях как будущего специалиста.

7

МОДУЛЬ 1. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ

1. ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ, ЕЕ ОБЪЕКТ И ЗАДАНИЕ

Эколо́гия (от древнегреческого «οἶκος» — жилище, дом, имущество и «λόγος» — понятие, учение, наука) — это наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Термин впервые предложил немецкий биолог, философ, естествоиспытатель Эрнст Генрих Геккель в 1866 г. в книге «Общая морфология организмов»

(«Generelle Morphologie der Organismen»), где под экологией понималось по-

знание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живой природы с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды, включая непременно антагонистичные и неантагонистичные взаимоотношения животных и растений, которые контактируют друг с другом.

На современном этапе развития общества экология решает круг проблем и пользуется методами, которые выходят далеко за пределы чисто биологиче-

ской науки. Современная экология — это наука о стратегии и тактике со-

хранения и стабильного развития жизни на Земле.

Объектом изучения экологии являются экосистемы разного иерархического уровня. Предметом изучения экологии как науки, являются структура, свойства и законы функционирования экосистем разного иерархического уровня.

Цель экологии заключается в создании общей картины структуры и функционирования природы, в которой определено место и роль человека.

Основными задачами экологии являются:

–изучение структуры пространственно-временных объединений организмов (популяция, сообщество, экосистема, биосфера);

–изучение круговорота веществ и потоков энергии в надорганизменных системах;

–изучение закономерностей функционирования экосистем и биосферы в

целом;

–изучение реакции надорганизменных систем на воздействие разнообразных экологических факторов;

–моделирование биологических явлений для экологического прогнозиро-

вания;

–создание теоретической основы охраны природы;

8

– научное обоснование производственных и социально-экономических программ.

Главная же теоретическая и практическая задача экологии — рас-

крыть общие закономерности организации жизни при разработке принципов рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу.

2.ДЕФИНИЦИИ ЭКОСИСТЕМ

2.1.Понятие экосистемы

Существует несколько определений, что такое экосистемы.

1.Экосистема — единый природный организм, созданный за длительный период живыми организмами и средой их существования, где все компоненты тесно связаны путем обмена веществом и энергией.

2.Экосистемы — термодинамически открытые, функционально целостные системы, которые существуют за счет поступления из окружающей среды энергии и частично вещества и которые саморазвиваются и саморегулируются.

Размер экосистемы определяется тем пространством, где возможно осуществление процессов саморегуляции и самовосстановления совокупности составных компонентов и элементов экосистемы.

2.2.Компоненты экосистемы

С биологической точки зрения, в составе экосистем выделяют такие компоненты:

1.Неорганические вещества (кислород, азот, углекислый газ, вода, фосфор, углерод и др.), которые вступают в круговорот.

2.Органические соединения (жиры, углеводы, белки, и др.).

3.Воздушная, водяная и субстрактная среда, которая включает клима-

тический режим и другие физические факторы.

4.Продуценты — автотрофные (то есть те, которые питаются самостоятельно) живые организмы, в основном зеленые растения, которые могут создавать биомассу из простых химических элементов путем фотосинтеза.

5.Макроконсументы — гетеротрофные (те, которые питаются не самостоятельно) организмы, в основном, это животные (фаготрофы).

9

6. Микроконсументы, или редуценты — гетеротрофные организмы (бактерии, грибки, дрожжи, вирусы), которые получают энергию или при разложении мертвых тканей продуцентов или макроконсументов, или путем поглощения растворенного органического вещества (эти организмы еще называются сапротрофы).

С функциональной точки зрения в составе экосистем выделяют такие компоненты:

1.Потоки энергии.

2.Круговороты веществ.

3.Живые организмы.

4.Управляющие цепи обратных связей.

5.Информационные потоки.

Компоненты экосистемы находятся в определенных взаимосвязях и взаимодействии, что и являет собой структуру экосистемы. Структура связывает компоненты системы, придавая им общность и целостность.

2.3. Классификация экосистем

Существуют разнообразные подходы к классификации экосистем:

1.По размеру: микроэкосистемы, мезоэкосистемы, макроэкосистемы, континентальные экосистемы, глобальная экосистема — биосфера.

2.По ландшафту: северные хвойные леса, тундра, лиственные леса, тропические леса, влажные, тропические леса сухие, прерии, саванны, пустыни, вечнозеленые кустарники, горные леса (указаны только континентальные экосистемы, водные не указаны).

3.По энергии:

–природные экосистемы, движимые энергией Солнца, не субсидируемые другими видами энергии;

–природные экосистемы, движимые энергией Солнца и субсидируемые другими источниками природной энергии (ветер, дождь, др.);

–экосистемы, движимые энергией Солнца и субсидируемые дополнительной энергией, вносимой человеком (агроэкосистемы);

–индустриально-городские экосистемы, движимые энергией топлива (уголь, нефть, ядерная энергия).

10