104

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.И. Саускан краткий терминологический словарь – справочник по экологии и природопользованию

Утверждено Учёным советом университета

в качестве методического пособия для студентов рыбохозяйственных специальностей университетов

Калининград

Издательство КГТУ

2004

УДК

Саускан В.И. Краткий терминологический словарь-справочник по экологии и природопользованию: Методическое пособие - Калининград: КГТУ, 2004.

– 108 стр

В словаре- справочнике в алфавитном порядке раскрывается содержание основных терминов и понятий, используемых в курсах лекций по экологии, радиоэкологии и природопользованию в КГТУ.

Предназначено для студентов университетов, изучающих курсы экологии, радиоэкологии и природопользования

Печатается по решению редакционно-издательского совета КГТУ.

Лит. - 26 названий.

РЕЦЕНЗЕНТЫ –

ШИБАЕВ С.В., д.б.н., профессор кафедры ихтиологии и экологии КГТУ

ШКИЦКИЙ В.А., д.б.н., профессор, зав. кафедрой ихтиологии и экологии КГТУ

Абиотические факторы - факторы неживой среды (физиче­ские, химические, климатические и т.п.). Отношения живых организмов с абиотическими факторами среды регулируются законом минимума Либиха, законом толерантности Шелфорда и др. (см).

Автотрофы - организмы, синтезирующие органические веще­ства из неорганических с использованием энергии Солнца.

Агробиогеоценоз – антропогенный биогеоценоз, созданный с целью получения сельскохозяйственной продукции

Агросфера – часть биосферы, объединяющая существующие агробиогеоценозы (см.).

Агроэкология – экология агробиогеоценозов (антропогенных биогеоценозов аграрного назначения), агросферы (см).

Адаптация - эволюционно возникшее приспособление орга­низмов к условиям среды, выражающееся в в изменении их строения, функций или поведения.

Акклиматизация - комплекс мер по вселению какого-либо вида живых организмов в новое местообитание.

Активная зона атомного реактора – бетонная или металли­ческая конструкция, в которой находится ядерное топливо и где происходят ядерные реакции и выделение тепла.

Акустическое загрязнение - акустический шум - это распространяемые в воздухе беспорядочные звуковые колебания различной физической природы. Характеризуются высокой частотой колебаний - от 20 гц (герц) до 20 кгц (килогерц) и выше, и случайной величиной амплитуды. Оказывают вредное воздействие на человека. В норме шум не должен превышать 40 дб (децибел).

В то же время на ряде производств уровень общего шума превышает 60-70 дб и более. От городского транспорта шум достигает 70-90 дб. В горно-обогатительном и металлургическом производствах шум достигает 75-80 дб, шум от взрывов и турбовинтовых двигателей - 110-130 дб. В Москве, например, территории со сверхнормативным уровнем шума превышают 30% общей площади города, на этих площадях проживает 3 млн. человек. В ряде промышленных городов эта доля ещё более высока.

По данным ВОЗ (Всемирной организации здоровья), реакция на шум со стороны нервной системы начинается при уровне шума 40 дб, а нарушения сна даже при 35 дб. При 70 дб. происходят глубокие изменения в нервной системе вплоть до психического заболевания, а также изменения зрения, слуха, состава крови. при 120 дб ощущается боль в ушах, при 150 дб - потеря слуха, при 180 дб - смерть. Предельно допустимый уровень шума оценивается в 80-110 дб, недопустимый - более 100 дб.

По числу колебаний (гц/сек) различают:

инфразвук .............. 10^-1 -10^1,6

слышимый звук ..... 10^1.6-10^4.5

ультразвук............... 10^4.5-10⁹

гиперзвук............... .11⁹-10¹³

Для уменьшения зоны распространения шума на транспорте и производствах применяют специальные глушители, виброизоляцию со специальными резинопружинными амортизаторами в компрессорах, автодвигателях, станках. Применяются также архитектурно-планировочные решения и индивидуальные средства защиты.

Альтернативные источники энергии – ветроэнергетика, гелиоэнергетика, гео- и гидротермальная энергетика, энергетика волн, приливов и отливов и т.п. Сегодня в США альтернативные источники энергии обеспечивают 13% всех потребностей страны, в 2000 г эта доля составила 15-19% и будет продолжать расти, пока альтернативные экологически чистые источники энергии не вытеснят экологически грязные традиционные. За ними - будущее.

Гелиоэнергетика. . Гелиоэнергетика получила развитие в Калифорнии (США), а также в Испании, Италии, Израиле, Австралии и Японии (развитых странах тропического пояса).У солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий.

Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Кроме того, возникает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии. И, наконец, многие виды применения солнечной энергии еще как следует не апробированы, и их экономическая рентабельность не доказана.

Можно указать три основных направления использования солнечной энергии: для отопления (в том числе горячего водоснабжения) и кондиционирования воздуха, для прямого преобразования в электроэнергию посредством солнечных фотоэлектрических преобразователей и для крупномасштабного производства электроэнергии на основе теплового цикла.

Геотермальная энергия. Геотермальная энергия, т.е. теплота недр Земли, уже используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. Земная кора толщиной 32–35 км значительно тоньше лежащего под ней слоя – мантии, простирающейся примерно на 2900 км к горячему жидкому ядру. Мантия является источником богатых газами огненно-жидких пород (магмы), которые извергаются действующими вулканами. Тепло выделяется в основном вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура и количество этого тепла столь велики, что оно вызывает плавление пород мантии. Горячие породы могут создавать тепловые «мешки» под поверхностью, в контакте с которыми вода нагревается и даже превращается в пар. Поскольку такие «мешки» обычно герметичны, горячая вода и пар часто оказываются под большим давлением, а температура этих сред превышает точку кипения воды на поверхности земли. Наибольшие геотермальные ресурсы сосредоточены в вулканических зонах по границам корковых плит.

Основным недостатком геотермальной энергии является то, что ее ресурсы локализованы и ограничены, если изыскания не показывают наличия значительных залежей горячей породы или возможности бурения скважин до мантии. Существенного вклада этого ресурса в энергетику можно ожидать только в локальных географических зонах.

Приливная энергетика. Существуют приливные электростанции, в которых используется перепад уровней воды, образующийся во время прилива и отлива. Для этого отделяют прибрежный бассейн невысокой плотиной, которая задерживает приливную воду при отливе. Затем воду выпускают, и она вращает гидротурбины.

Приливные электростанции могут быть ценным энергетическим подспорьем местного характера, но на Земле не так много подходящих мест для их строительства, чтобы они могли изменить общую энергетическую ситуацию.

Ветроэнергетика. Ветроэнергетика хорошо развивается в Дании, в штате Калифорния (США), а также в Индии , Китае, Греции, Нидерландах и Швеции. Исследования, проведенные Национальной научной организацией США и НАСА, показали, что в США значительные количества ветроэнергии можно получать в районе Великих озер, на Восточном побережье и особенно на цепочке Алеутских островов. Максимальная расчетная мощность ветровых электростанций в этих областях может обеспечить 12% потребности США в электроэнергии в ближайшие годы. Крупнейшие ветроэлектростанции США расположены под Голдендейлом в штате Вашингтон, где каждый из трех генераторов (установленных на башнях высотой 60 м, с диаметром ветрового колеса, равным 90 м) дает 2,5 МВт электроэнергии. Проектируются системы на 4,0 МВт.

Твердые отходы и биомасса. Примерно половину твердых отходов составляет вода. Легко собрать можно лишь 15% мусора. Самое большее, что могут дать твердые отходы, – это энергию, соответствующую примерно 3% потребляемой нефти и 6% природного газа. Следовательно, без радикальных улучшений в организации сбора твердых отходов они вряд ли дадут большой вклад в производство электроэнергии.

На биомассу – древесину и органические отходы – приходится около 14% полного потребления энергии в мире. Биомасса – обычное бытовое топливо во многих развивающихся странах.

Были предложения выращивать растения (в том числе и лес) как источник энергии. Быстрорастущие водяные растения способны давать до 190 т сухого продукта с гектара в год. Такие продукты можно сжигать в качестве топлива или пускать на перегонку для получения жидких или газообразных углеводородов. В Бразилии сахарный тростник был применен для производства спиртовых топлив, заменяющих бензин. Их стоимость ненамного превышает стоимость обычных ископаемых энергоносителей. При правильном ведении хозяйства такой энергоресурс может быть восполняемым. Необходимы дополнительные исследования, особенно быстрорастущих культур и их рентабельности с учетом затрат на сбор, транспортировку и размельчение.

Уже сейчас в Швеции выращивают иву на плантациях и используют её в качестве биотоплива.

Топливные элементы. Топливные элементы как преобразователи химической энергии топлива в электроэнергию характеризуются более высоким КПД, нежели теплоэнергетические устройства, основанные на сжигании. Если КПД типичной электростанции, сжигающей топливо, не превышает примерно 40%, то КПД топливного элемента может достигать 85%. Правда, пока что топливные элементы относятся к дорогостоящим источникам электроэнергии.

Альфа- частицы - это относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия. Длина пробега в воздухе – несколько сантиметров, могут быть остановлены листком бумаги.

Аменсализм - подавление одного организма другим без об­ратного отрицательного воздействия.

Анаэробы - организмы, способные жить в бескислородной среде.

Антропогенные экосистемы - искусственные экосистемы, созданные человеком, или преобразованные им в своих целях естественные экосистемы.

Апвеллинг - подъём вод из глубинных слоёв к поверхности.

Ареал - область распространения (чаще всего какого-либо вида).

Аридность - сухость климата.

Аристотель - (384-322 г г до н .э.), древнегреческий философ, впервые в истории науки описал образ жизни и поведение свыше 500 видов известных ему животных и издал книгу “История животных”.

Ассимиляция - усвоение организмами питательных веществ.

Ассоциация - сообщество организмов.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли. состоит из смеси азота (78%), кислорода (21%), аргона (менее 1%), углекислого газа (0,02%- 0,03%), а также небольшой примеси гелия неона, ксенона, криптона, водорода, озона, аммиака, йода и других веществ, на долю которых приходится около 0,01% объёма атмосферы. Ещё примерно 4% составляют пары воды и пыль. Атмосфера содержит слой озона (трёхатомного кислорода, О₃),который располагается у экватора на высоте 15-20 км, в умеренных широтах - 22-26 км и на полюсах - 8-10 км.

Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному для животного и растительного мира температурному режиму и присутствию водяного пара, атмосферу можно назвать одним из главных источников жизни на Земле.

В нижней части атмосферы расположена тропосфера (до озонового экрана), над ней расположен озоновый экран, над ним - стратосфера (до 38 км от поверхности Земли, мезосфера (38-42 км), термосфера (42-80 км) и ионосфера (80-500 км).

Озоновый слой, охраняющий биосферу от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца, имеет огромное значение для существования жизни на Земле.

Концентрация озона в верхней части атмосферы (стратосфере) непостоянна, увеличивается от экватора к полюсам и подвержена сезонным изменениям с весенним максимумом,

Для жизнедеятельности организмов наиболее важными составляющими атмосферного воздуха являются: кислород, углекислый газ, озон и водяной пар. Кислород расходуется в процессах дыхания, окисления органического вещества и неорганических элементов. Углекислый газ расходуется в процессе фотосинтеза продуцентами (зелёными растениями) и выделяется при разложении органики.

В ХХ столетии на состав атмосферы значительное влияние начал оказывать антропогенный фактор, вызывающий её прогрессирующее загрязнение.

Атомная энергетика – энергетика, основанная на использовании энергии атомного ядра. До Чернобыльской трагедии необходимость преимущественного раз­вития ядерной энергетики мало у кого в мире вызывала сомнение. Рам­ки этого развития определялись лишь возможностями строительных организаций и атомного машиностроения. Волна протеста против ядер­ной энергетики многое изменила, сильно поколебав общественное мне­ние. Но и сегодня у нее остается множество сторонников..

Есть две группы стран: первые склонны к отказу или отказав­шиеся от АЭС (Швеция, например, закрыла все 6 станций к 2000 го­ду; Австрия так и не ввела в строй свою единственную АЭС из-за про­тестов населения), и вторые, которые продолжали наращивать их мощность и после Чернобыля (Япония, Франция и др.).

Кроме стресса Чернобыля, у населения накопилось много оснований недо­верия к атомной энергетике. Академики заверяли в экологической чис­тоте АЭС и их максимальной безопасности. Эти заклинания делались в атмосфере закрытости любой серьезной информации, никаких экскурсий на АЭС типа западногерманских не было, не было и намека на гласность.

Чернобыль заставил приоткрыть завесу секретности, абсолютно не­нужной и поэтому бессмысленной. Обнаружились, в частности, грубые ошибки в размещении АЭС. При таких «гарантиях безопасности» строить Армянскую АЭС в 25 км от Еревана в весьма сейсмичном районе было нелепо. Легко себе представить, что произошло бы в республике (во всей, да и за пределами ее), если бы эпицентр ар­мянского землетрясения в 1988 году был сдвинут на несколько десят­ков километров в сторону АЭС...

При­шлось перепрофилировать уже начатую строиться Краснодарскую АЭС, превратить в демонстрационную, а не действующую Крымскую АЭС и т. д. С ростом «зеленого» движения почти повсеместными стали про­тесты против строительства АЭС. Под их давлением в стадии изыска­ний к 1990 году прекращены работы на 20 площадках, в стадии строи­тельства на 15 и в стадии расширения — на 4.

Так как же все-таки оценивать перспективы атомной энергетики пос­ле Чернобыля? Какой путь выбирать на этом сложном перекрестке мнений: австрийско-шведский или французско-японский? Встречаются доводы и за тот, и за дру­гой вариант. Думается все же, что надо выбирать путь, по которому идет большинство развитых стран, используя весь арсенал усиления безопасности АЭС, накопленный ими. Выбор площадки играет при этом огромную роль. Важно, чтобы АЭС размещались около крупных водо­емов, которые служили бы прудом-охладителем станции. Необходима тщательная геологическая и экологическая экспертиза, исключающая строительство АЭС на толщах осадочных песчано-глинистых пород или в районах развития карста. Возможно и подземное или полууглублен­ное размещение АЭС. Серьезные исследователи считают, что мы вынуж­дены будем в течение ближайших 30—50 лет продолжать использо­вать атомную энергию, чтобы не превратиться в слаборазвитую страну.

Хотим мы этого или нет, но на­ступила новая эра в истории цивилизации, в которой не обойтись без космических ракет, АЭС и электроники.

Необходима гласность и открытость всех решений по атомной энергетике, формирование нор­мального отношения к этой неизбежности.

Аутэкология - раздел экологии, изучающий взаимоотношения организмов (видов) с окружающей средой.

Аэрозоль - взвешенные в газообразной среде частицы твёр­дых или жидких веществ.

Бета – частицы - быстрые электроны. Проникают в живую ткань на несколько сантиметров.

Биогены - вещества или элементы, необходимые для сущест­вования живых организмов ( в первую очередь углерод, кислород, азот, водород, фосфор, сера, калий, натрий, кальций и др.).

Биогеография - отрасль знаний о закономерностях распреде­ления флоры и фауны, отдельных видов и их сообществ.

Биогеоценоз - природная система функционально связанных живых организмов и среды обитания (биоценоз+биотоп).

Биокосное вещество – вещество, возникшее в результате взаимодействия живых организмов с неживой (косной, по В.И. Вернадскому) природой.

Биологическая продуктивность - биомасса, производимая популяцией или сообществом на единицу площади или в целом за единицу времени.

Биологические ресурсы – см. «живые ресурсы».

Биомасса - масса живых организмов в каком-либо биотопе, плотность биомассы = биомасса на единицу площади или объёма.

Биом - население какой-либо природно-климатической зоны.

Биоценозы (консорции, ассоциации) образуют комплексы, называемые биомами, или формациями. Примеры биомов: население африканской саванны, американской прерии, лиственных лесов умеренной зоны Европы и т.п.

Биомы объединяют в три основных типа: наземные, пресноводные и морские.

К н а з е м н ы м биомам относят биомы:

- тундры (арктической и альпийской);

-северных хвойных лесов;

-листопадных лесов умеренной зоны;

-тропических джунглей (сельвы);

-тропических степей и саванн;

-жестколистные леса умеренной зоны (пример: эвкаклипты);

-пустынь, и другие.

К п р е с н о в о д н ы м биомам относят:

-стоячие воды, или лентические водоёмы (лат. “lenis” - спокойный)- озёра, пруды;

-проточные воды, или лотические водоёмы (“lotus” - омывающий);

- эстуарии и лиманы.

Среди о к е а н и ч е с к и х и м о р с к и х водоёмов выделяют:

- биомы океанической области;

- биомы континентального шельфа;

- биомы материкового склона и прилежащих к нему подводных возвышенностей;

- биомы островных шельфов, и другие.

Биомелиорация - искусственное улучшение полезных для че­ловека свойств экосистем.

Биоразнообразие –

Огромное разнообразие жизни на нашей планете всегда поражало людей, особенно исследователей.

Мало того, что в природе существуют миллионы видов живых и растительных организмов, каждый вид состоит из многих подвидов и популяций, которые в свою очередь также представлены множеством групп организмов. В природе нет даже двух полностью идентичных организмов - представителей одной и той же популяции или вида. Даже однояйцевые близнецы с одинаковой наследственностью хоть чем-то , но отличаются друг от друга.

Многим казалось, что это разнообразие чрезмерное, избыточное. Процессы вымирания видов происходили всегда по естественным причинам, одни виды и группы видов, даже более высокие таксономические группы живых и растительных организмов , сменялись другими как в процессах эволюции , так и в периоды резких смен климата планеты или в периоды крупных космических катастроф. Об этом свидетельствуют данные археологии и палеонтологии.

Однако в последние 2-3 века, особенно в ХХ веке биологическое разнообразие на нашей планете начало заметно сокращаться по вине людей, процесс обеднения биоразнообразия принял угрожающие масштабы. Развитие земледелия и животноводства привело к резкому сокращению площади лесов и естественных луговых угодий. Осушение болот, орошение засушливых земель, расширение площади городских поселений, разработка полезных ископаемых открытым способом, пожары, загрязнение территорий и многие другие виды деятельности человека усугубили состояние природной флоры и фауны.

Среди важнейших особенностей негативного антропогенного воздействия на биоразнообразие можно отметить следующие:

1. Огромные площади поверхности нашей планеты заняты немногими видами культурных растений (монокультурами) с чистыми сортами, выравненными по наследственным качествам.

2. Разрушаются многие типы природных экосистем и заменяются антропогенным культурным и техногенным ландшафтом.

3. Снижается число видов в некоторых биоценозах, что приводит к уменьшению стабильности экосистем, нарушению устоявшихся трофических цепей, сокращению биопродуктивности экосистем, уменьшению эстетической ценности ландшафтов.

4. Некоторые виды и популяции полностью вымирают под влиянием изменений окружающей среды или полностью уничтожаются человеком , многие другие - значительно сокращают свою численность и биомассу под влиянием охоты и рыболовства.

Сообщества живых организмов и сами экосистемы могут стабильно существовать и функционировать лишь при сохранении определённого уровня биоразнообразия , которое обеспечивает:

• взаимную дополнительность частей , необходимых для нормального функционирования сообществ , биоценозов и экосистем

( пример: первичные продуценты- консументы- редуценты) , круговоротов веществ и энергии;

- взаимозаменяемость видов (актёры в “пьесе” могут заменяться);

- надёжность саморегуляции экосистем ( на основе принципа “обратных связей” обеспечивается устойчивость любой экосистемы: увеличение или уменьшение чего-либо ведёт к возрастанию противодействия в результате вся система как бы колеблется возле некоторой нормы).

Таким образом биоразнообразие - одно из главнейших условий устойчивости жизни на Земле. Оно создаёт взаимодополнительность и взаимозаменяемость видов в экосистемах, обеспечивает самовосстановительные способности сообшеств и экосистем, их саморегуляцию на оптимальном уровне.

Ещё в середине XIX века американский географ Г.Марш подметил суть проблемы охраны видов животных и растений. Он обратил внимание. что человек, потребляя животные и растительные продукты, уменьшает обилие видов. служащих удовлетворению его потребностей. Вместе с тем он уничтожает так называемые “вредные” (с его точки зрения) виды, которые наносят ущерб численности “полезных” видов. Таким образом, человек изменяет природное равновесие между различными формами живой и растительной жизни.

В ХХ века процесс обеднения биоразнообразия на нашей планете принял угрожающие масштабы.

На небольших территориях процесс обеднения биоты наиболее заметен. Так, флора Беларуси, насчитывающая около 1800 видов. в течение ХХ века сократилась почти на 100 видов. Уничтожаются, в основном, виды, полезные для человека - пищевые , лекарственные и красиво цветущие растения , животные . обладающие вкусным мясом , красивым мехом или оперением , ценные виды рыб.

Скорость естественного вымирания видов несравненно меньше , чем скорость их уничтожения человеком.

Почему каждый вид , независимо от степени его полезности для человека, ценность представляет ценность ?

Каждый вид обладает неповторимым генофондом , который сложился в процессе длительной эволюции. Нам заранее ничего неизвестно о степени полезности для человека того или иного вида в будущем.

Кроме того, исчезновение с лица Земли того или иного вида животных или растений, означает необратимое изменение зародышевой плазмы биосферы, невосполнимую потери потенциально очень ценной для человека генетической информации. Поэтому охране подлежит весь генофонд биосферы, кроме возбудителей болезней.

Биосфера - область существования живых организмов на Земле (включает всю гидросферу, верхнюю часть литосферы- до глубины 4 км, и нижнюю часть атмосферы – от поверхности Земли до озонового слоя).

Биота - совокупность организмов, населяющих какой-либо ре­гион или исторически сложившийся экосистемный комплекс.

Биотические факторы - факторы живой среды, входящие в комплекс взаимоотношений живых организмов.

Биотоп - местообитание вида, стация, относительно однород­ное по абиотическим условиям пространство.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) – количество кислорода, которое будет извлечено из воды при окислении всех ор­ганических веществ, содержащихся в ней, мг кислорода на 1 л воды.

Биоценоз - сообщество живых организмов, входящих в одну экосистему и населяющих один биотоп. Термин предложен в 1877 г К.Мёбиусом.

Биполярные ареалы - биогеографический термин для обо­значения ареалов видов, обитающих в районах как северного, так и южного полушарий, но отсутствующих в экваториально-тропиче­ской области.

Бюффон Ж. –(1707-1788), французский зоолог, допускал превращение одного вида в другой под влиянием изменившихся условий.

Будыко М.И. – отечественный академик- климатолог, автор гипотезы потепления климата на планете (см. «парниковый эффект»).

Вернадский В.И. – (1863-1945) крупный русский учёный, геохимик и эколог, создатель учения о биосфере и ноосфере. Сформулировал три основных биогеохимических принципа:

1. Биогенная миграция атомов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению.

2. Эволюция видов идёт в направлении увеличения биогенной миграции атомов.

3. В течение всей истории нашей планеты её заселение было максимально возможным для живого вещества, которое существовало на разных этапах развития Земли.

По В.И. Вернадскому каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природой. Вернадский считал, что жизнь, со всеми её проявлениями, произвела глубокие изменения на нашей планете. По его мнению биосфера - это целостная система, функционирующая как единый организм По В.И. Вернадскому , человечество и природная среда образуют единую систему - ноосферу. В перспективе, как полагал В.И. Вернадский, между человеческой цивилизацией и природой может быть достигнута гармония. Ноосфера -”такого рода состояние биосферы , в котором должны проявляться разум и направляемая им работа человека , как новая небывалая на планете геологическая сила”.

Взаимодействие между видами, популяциями –

между популяциями организмов различных видов обычно доминируют следующие виды связей: трофические (пищевые), фабрические (использование материалов растительного или животного происхождения) и форические (транспортировка одних организмов другими). Каждая популяция занимает в экосистеме определённую “экологическую нишу”. Если популяция одного вида по каким-либо причинам исчезает из ниши, то её место неминуемо занимает популяция какого-либо другого вида, из близкой или далёкой таксономической группы, которая продолжает выполнять в экосистеме функцию исчезнувшей популяции (как в пьесе, роль ушедшего актёра берёт на себя другой актёр).

Если какая-либо экологическая ниша остаётся свободной в биоценозе, то такой биоценоз называют “ненасыщенным”, если заняты все ниши - насыщенным.

Формы взаимоотношений между двумя популяциями разных таксономических групп обычно группируют следующим образом - Внутри экосистем между популяциями и видами гидробионтов в природе существуют сложные и многообразные биотические взаимоотношения, которые типизируются следующим образом для случаев, когда взаимодействуют две популяции :

1.Нейтрализм. Популяции не взаимодействуют.

2.Подавляющая конкуренция. Одна из популяций активно подавляет другую.

3.Косвенная конкуренция. Пример: борьба за общий дефицитный трофический ресурс, взаимное подавление.

4.Аменсализм. Подавление одной популяции другой без обратной подавляющей реакции.

5.Паразитизм. Организмы какого-либо вида гидробионтов паразитируют на организмах другого вида гидробионтов, часто таксономически весьма далёкого.

6.Хищничество. Численность популяции хищника зависит от численности популяции жертвы и наоборот

7.Комменсализм. Одна из двух взаимодействующих популяций извлекает пользу из взаимодействии, а для второй это безразлично.

8.Протокооперация.Обе популяции при взаимодействии извлекают из него пользу, но эти отношения не обязательны для их выживания.

9.Мутуализм. Взаимодействие популяций взаимовыгодно и необходимо для каждой из них для выживания..

Приведём некоторые примеры .

Конкуренция.

Конкурентные отношения между популяциями двух видов были впервые описаны с помощью математических моделей двумя учёными - Лоткой и Вольтерра (в 1925 и 1926 гг, независимо друг от друга).

Хищничество.

При постоянных условиях существования взаимоотношения хищника и жертвы могут возбудить колебания численности и того и другого. Это происходит потому, что при росте плотности жертвы вероятность её поимки хищником возрастает быстрее, чем сама плотность. Растущая обеспеченность хищников пищей усиливает их размножение, в результате чего прогрессивно увеличивается воздействие на жертву и уменьшается её численность, что в свою очередь приводит к сокращению численности хищника. Вслед за этим вновь происходит интенсивное размножение жертвы, благодаря чему цикл повторяется. В результате таких взаимоотношений создаётся так называемое “подвижное равновесие” между популяциями хищника и жертвы.

В биоценозах, существующих длительное время, острота воздействия популяции хищников на популяцию жертвы сглаживается, поскольку в ходе эволюции вырабатываются различные приспособления, ”коадаптации”, предупреждающие разрушительные взаимодействия популяций, так как неограниченное выедание неизбежно привело бы к полному исчезновению жертвы и к последующему исчезновению хищника.

Популяции хищников часто оказывают на популяции жертв положительное влияние, так как нападают на больных и ослабленных животных, улучшая тем самым генофонд популяции и сокращая возможность эпизоотий.

Напротив, при искусственном сокращении числа хищников, например, при охоте или вылове рыб-хищников, в популяциях их жертв могут вспыхнуть эпизоотии, происходит снижение темпа роста особей и ухудшение их популяционного генофонда.

П аразитизм.

Паразитические и болезнетворные, или патогенные организмы обладают более высоким биотическим потенциалом, чем, например, хищники. Паразит и хозяин в процессе коэволюции приходят к определённому равновесному состоянию: адаптации паразита снижают его вирулентность, а адаптации хозяина снижают опасность паразита для его здоровья.

Однако в случаях резкой перестройки биогеоценозов или акклиматизации в них новых вселенцев, когда во взаимодействие вступают паразит и хозяин исторически и эволюционно не адаптированные друг к другу, их отношения могут принимать крайне острый характер. Так, паразитический червь Nitzchia sturionis, занесённый в Аральское море вместе с акклиматизируемой из Волги севрюгой, вызвало в 30-х годах прошлого столетия массовую гибель ценнейшей местной рыбы - аральского шипа.

Этот пример наглядно иллюстрирует, к каким негативным последствиям может привести необдуманное вмешательство человека в природу.

Комменсализм.

Характерные примеры комменсализма: прикреплённые растения и животные (с одной стороны), подвижные организмы (с другой). Комменсализм особенно часто наблюдается у гидробионтов в океане. Так, в норках червей, телах губок, под куполом медуз, на раковинах моллюсков, на панцирях морских черепах и ракообразных и т.п. часто поселяются другие организмы, которые не причиняют вреда своим хозяевам.

Протокооперация..

Характерный пример из жизни гидробионтов: голотурии закрепляются на панцире крабов, при этом голотурии защищают крабов специальными стрекательными клетками, а крабы перемещают их на большие расстояния.

Мутуализм.

Характерные примеры:

1)” азотфиксирующие бактерии- бобовые растения” ;

2) “бактерии пищеварительного тракта - копытные млекопитающие”;

3) “мицеллий грибов - корни растений”;

4)”водоросли-грибы” (лишайник). Функционально и морфологически их

Мутуалистическая связь настолько сильна, что иногда их рассматривают как единый организм, отличный от водорослей и грибов. Некоторые примитивные лишайники рассматривают и как систему, в которой гриб является паразитом, глубоко проникшим в клетки водоросли. У эволюционно более развитых грибов мицелий гриба уже не вторгается в клетки водорослей и оба организма уже живут в полной гармонии. Таким образом, наблюдается эволюция лишайников от системы “паразит-хозяин” к более прогрессивной мутуалистической системе .

Анализируя типы отношений между популяциями и видами в биоценозах можно видеть, что:

1) в ходе эволюции и развития биоценозов отмечается тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий и росту роли положительных взаимодействий, способствующих выживанию этих популяций и видов;

2) в более молодых, относительно недавно сформированных биогеоценозах, вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий значительно больше, чем в старых, сложившихся и устоявшихся сообществах живых организмов.

Вид (биол.) - совокупность морфофизиологически сходных живых организмов, свободно скрещивающихся друг с другом и за­нимающих определённый ареал, часто состоящая из отдельных

популяций, но генетически изолированная от других подобных со­вокупностей (видов).

Влияние экологии на здоровье –

По имеющимся данным изменившаяся окружающая среда в сочетании с неправильным отношением человека к своему здоровью являются в 77% случаев причиной заболеваний, в 50% - причиной смерти, в 57% случаев - причиной неправильного физического развития.

Из ядов, регулярно попадающих в организм человека,70% поступают с пищей, 20% - из воздуха и 10% - с водой.

Пищевые продукты.

Контроль за содержанием в продуктах питания вредных веществ ведётся по 14 элементам, наиболее опасными и токсичными из которых являются кадмий, ртуть и свинец. Кадмия больше всего в растительной пище и грибах, ртути и нитрозаминов -в рыбных продуктах, свинца - как в продуктах растительного, так и животного происхождения. Пестицидов много в растительной пище, нитриты используются как консерванты при изготовлении колбас, ветчины, многих консервов. Многие из них обладают канцерогенным действием. Арахис, экспортируемый из других стран, на 24% заражён афлотоксином.

Радионуклиды мигрируют по пищевым цепям и попадают в организм человека через продукты питания в радиозагрязнённых зонах. Среди пищевых продуктов, не соответствующих гигиеническим показателям безопасности, наибольшую долю составляют:

-продукция виноделия (21%);

-мёд и продукты пчеловодства (19%);

-напитки (15%);

-хлебобулочные и мукомольные изделия (13%).

Атмосферный воздух (см. также «загрязнение атмосферы»).

атмосферный воздух наиболее загрязнён в крупных городах, промышленных центрах, особенно с развитой металлургической, перерабатывающей и угольной промышленностью, где основные загрязняющие вещества - это пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода, сажа, диоксид азота, сероводород, фтор, фенол, металлы и др.

В таких центрах средние уровни заболеваемости населения выше норм на 40% для органов дыхания, на 130% для болезней сердечно-сосудистой системы, на 176% для болезней кожи, на 35% - для злокачественных новообразований.

При этом наименее чувствительна группа населения в возрасте 20-39 лет, а наиболее чувствительны дети от 3 до 6 лет (выше в 3,3 раза) и более 60 лет (в 1,6 раза).

Питьевая вода (см. также «загрязнение гидросферы» и «ресурсы пресной воды»).

До 80% всех химических соединений, попадающих во внешнюю среду, рано или поздно поступают в водоисточники. В России качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям в 20-25% случаев и по микробиологическим показателям - в 10-15% случаев. В целом же около 50% населения РФ продолжают использовать для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества. В большинстве водоёмов современной России качество воды не отвечает нормативным требованиям, продолжается процесс увеличения числа объектов с высоким (более 10 ПДК) и экстремальным уровнем превышения нормы (более 100 ПДК). Наиболее загрязнены водоёмы низовьев Волги, южного Урала, Кузбасса, некоторых территорий Севера, тяжёлое положение в отношении воды в России в Архангельской, Курской, Томской, Ярославской, Калужской и Калининградской областях, Приморском крае, Калмыкии и Дагестане. В крупных городах России ежегодно в период весеннего паводка наступает ухудшение качества питьевой воды. В связи с этим производится гиперхлорирование питьевой воды, что небезопасно для здоровья в связи с образованием хлорорганических соединений. В 22% случаев в централизованных источниках водоснабжения вода не отвечает санитарно-химическим требованиям. При использовании децентрализованных источников санитарно-химическим нормам не соответствуют 28% источников, бактериологическим - 29%.

В ряде регионов, в том числе и в Калининградской области, области, до 64% источников питьевого водоснабжения не имеют зон санитарной охраны.

Гамма –излучение - имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью. Легко проникает в живые ткани.

Геккель Э. – (1834-1919), немецкий учёный, который в 1866 г впервые употребил в научной литературе термин “экология”, который прижился не сразу и первоначально обозначал лишь один из разделов биологии, исследующий связь живого мира с неживой природой, и получил всеобщее признание лишь в конце Х1Х века.

Генетические последствия радиооблучения - особенности биологического действия ионизирующего излучения на клетки обу­словлены как специфическими свойствами этого вида излучения, так и организацией жизнедеятельности клеток. Основным отли­чием ионизирующего излучения от других поражающих факторов (высокой темпера­туры, химических ядов и др.) является его способность ионизировать любые атомы. При ионизации происходит отрыв электро­на от атома и образование ионов. Если при облучении живых клеток ионизируются атомы, входящие в небольшие молекулы (напр. воды, сахаров, аминокислот, вита­минов и др.), эти молекулы могут распадать­ся с образованием вторичных продуктов — свободных радикалов, обладающих боль­шой реакционной способностью. Этот про­цесс называется радиолизом. При иониза­ции атомов макромолекул (белков, фер­ментов, нуклеиновых кислот), они теряют свои биологические функции, т. е. инактивируются.

Различают два пути воздействия на клет­ки ионизирующего излучения: прямой, при котором энергия излучения поглощается непосредственно в самих макромолекулах, и косвенный, при котором энергия излуче­ния поглощается водой и другими низкомо­лекулярными соединениями клетки, а мак­ромолекулы повреждаются продуктами ра­диолиза. В каждой клетке содержится мно­го макромолекул каждого из видов, находя­щихся в ядре, протоплазме (цитоплазме) и многочисленных клеточных мембранах, от­деляющих клетку от внешней среды, а ее внутренние органы (органеллы) друг от дру­га. Доля повреждаемых при облучении мак­ромолекул зависит от дозы ионизирующего излучения и даже при дозах в несколько

десятков грей очень мала из за многочисленности молекул каждого вида. Но при любой поглощенной дозе — даже в 0,01 Гр (1 рад) — в каждой клетке осуществляются тысячи актов ионизации во всех клеточных структурах, что приводит к нарушению многих свойств и функций клеток — проницаемости мембран, ионного состава и т.п.

Однако большинство наблюдаемых изменений являются временными и не вызывает гибели клетки. И лишь ионизация уникальной для клетки гигантской молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), несущей в себе всю генетическую информацию может привести к потере клеткой способности к неограниченному делению, т. е. репродуктивной гибели клетки. Это происходит в результате разрыва одной или обе их нитей молекулы ДНК, что препятствует дальнейшему воспроизводству нормальных клеток. Конечньй поражающий эффект облучения опре­деляется невосстановленной после естественной репарации частью этих повреждений. Доля их в обычных условиях очень невелика и составляет малые доли процента, что и обусловливает относитель­ную устойчивость живых клеток к дейст­вию ионизирующего излучения.

Гибель в результате воздействия ионизи­рующего излучения целостного организма млекопитающих обусловлена опустошением популяции делящихся клеток тканей, не­обходимых для жизнедеятельности. Такими критическими системами являются систе­мы кроветворения и пищеварения.

В последнее время особое внимание ис­следователей привлекают некоторые осо­бенности действия на клетки малых доз ионизирующего излучения в связи с обна­руженной его способностью стимулировать пролиферацию (размножение) покоящихся клеток и инициировать адаптивный ответ, т. е. снижение эффекта больших доз при предварительном облучении в малой дозе около 10 рад (0,1 Гр). Механизм этих про­цессов пока не выяснен (см также «мутации»).

Генофонд - совокупность генов популяции или вида.

Геосферы - концентрические оболочки Земли (гидросфера, литосфера, атмосфера, биосфера и т.п.).

Геотермальная энергия – тепло недр Земли, извлекаемое на поверхность в виде горячей воды или пара, которые можно исполь­зовать для обогрева помещений и для выработки электроэнергии.

Гетеротрофы - организмы, питающиеся готовыми органиче­скими веществами.

Гидробионты - организмы, обитающие в водной среде.

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая Мировой океан, подземные воды, ледники, озера, реки и др.

Основой (95% по массе воды) гидросферы является Мировой океан, занимающий около 71% всей площади поверхности Земли.

Средняя глубина мирового океана составляет около 4 км, максимальная - более 11 км (Марианская впадина в Тихом океане).

По вертикали пелагиаль (толщу вод) океана подразделяют на несколько слоёв: верхний слой (эпипелагиаль) имеет глубину от поверхности до 200-500 м, мезопелагиаль - от 200-500м до 1-2 км, батипелагиаль - от 1-2 км до 3 км, абиссопелагиаль (3-5 км) и хадопелагиаль - более 5 км.

Гомеостаз – способность биологических систем поддерживать относительное постоянство внутренней среды, несмотря на изменчивость внешних условий.

Гумбольдт А. – (1769-1859), немецкий естествоиспытатель, впервые систематизировал накопленные знания по географии растений, показал роль климата в жизни растений и обосновал идею широтной зональности и вертикальной поясности Земли.

Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в ре­зультате разложения живых и растительных организмов и продук­тов их жизнедеятельности.

Дарвин Ч. – (1809-1882) – великий английский учёный-эволюционист, основатель учения об эволюции органического мира. Основные идеи дарвинизма - это вариабельность особей организмов одного и того же вида, частичная наследуемость приобретённых признаков, борьба за существование и естественный отбор среди особей внутри вида. Основная научная работа Ч. Дарвина - книга “Происхождение видов”, которая вышла в 1859 г.

Дегенерация - вырождение.

Деградация водных ресурсов СССР и России -- постепенное разрушение водных экосистем на нашей территории. под влиянием хозяйственно деятельности человека продолжается прогрессирующее снижение водных ресурсов южных рек нашей страны. Сейчас уменьшение природного годового стока под влиянием антропогенных факторов составляет от 10% (река Волга) до 25-40% (реки Дон, Кубань, Терек, Сулак). Малые реки России охвачены процессом интенсивной деградации, особенно в последние 10-15 лет. Помимо снижения величины их стока происходит деградация русел и активное заиление. Наиболее интенсивные процессы деградации наблюдаются в лесостепной и степной зонах (в Татарстане, Калмыкии, Белгородской, Воронежской, Саратовской и Волгоградской областях), индустриальных районах Урала (Пермская, Свердловская, Челябинская обасти и Башкорторстан) и вблизи крупных промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Кемерово и др.).

Параллельно происходит активный процесс загрязнения водоёмов.

Демографический взрыв - интенсивный рост численности населения планеты или её регионов. Народонаселение нашей планеты за последние 2 тысячелетия росло следующим образом (млрд. чел.):

начало н. э. - 0,08, 200 год -0,18, 400 год- 0,2, 600 год - 0,25, 800 год - 0,3, 1000 год - 0,35, 1200 год- 0,4, 1400 год - 0,5, 1600 год - 0,8, 1800 год - 1,25, 1900 год - 1,5 и 2000 год - 6 млрд. чел.

Темпы прироста в развитых и развивающихся странах значительно различаются. Если в 1950 году население развитых стран составляло 32,1 % всего населения планеты, а население развивающихся стран - 67,9% ,то по прогнозу демографической ситуации в 2025 году доля населения развивающихся стран вырастет до 84%,а доля населения развитых упадёт до 15,8%,при этом общая численность населения планеты возрастёт до 8,6 млрд. человек, из которых жители развивающихся стран Азии составят 4,9 млрд. чел.,Африки-1,6 и Латинской Америки - 0,8 млрд. чел., а жители развитых стран -1,3 млрд. чел. Наиболее высокие темпы прироста населения прогнозируются по Африке - 706 % за 75 лет, Латинской Америке - 461 % и Азии - 358%,а в развитых странах - лишь 163%.

Согласно теории демографического перехода Фрэнка Ноутстойна (1945 г.) рост народонаселения имеет 3 основные стадии:

1 стадия. Высокая рождаемость и смертность среди населения.

2 стадия. При высокой рождаемости происходит резкое снижение уровня смертности в связи с развитием здравоохранения и экономики, происходит резкий рост численности населения.

3 стадия. Наблюдается снижение рождаемости в связи с новыми целями и задачами цивилизованного общества.

Если развитые страны уже перешли в третью стадию, то развивающиеся находятся на переходе из второй в третью.

Прогноз: эксперты ООН по демографии полагают, что снижение рождаемости в “третьем мире” произойдёт после 2000 года, а к 2100 году население Земли стабилизируется на уровне около 11 млрд. чел. Однако другие учёные считают, что этот прогноз не учитывает географии “демографического взрыва”, особенно высоких темпов роста народонаселения стран Африки (Кении, Нигерии и др.). Так, например, к середине ХХI века население Германии уменьшится по сравнению с современным, а население Нигерии вырастет от 100 до 532 млн. чел., то есть в некоторых странах “демографический переход” Ноутстойна будет блокирован. Таким образом, демографический взрыв продолжается, и это приводит вследствие развития промышленности, сельского хозяйства, транспорта и энергетики, урбанизации общества, к интенсивному загрязнению природной среды и истощению природных ресурсов и, как следствие, к росту заболеваемости и сокращению продолжительности жизни людей.

Демографический взрыв населения нашей планеты привёл к опасному загрязнению всех геосфер - атмосферы, гидросферы и литосферы, и переэксплуатации природных - живых и неживых ресурсов Земли. Человек стал мощной геотрансформирующей силой, активно вмешался в устоявшиеся в течение миллионов лет процессы круговорота веществ в природе, но и сам достаточно болезненно ощутил на себе мощные ответные реакции природной среды, биосферы, последствиями которых для людей стал рост заболеваемости и смертности, ухудшение условий обитания, качества пищи, воды и зон отдыха, экономические трудности. Происходит это потому, что природа не в состоянии за какие-то 100-150 лет активного антропогенного воздействия, а это лишь мгновение в планетарных процессах, уравновесить это влияние, придать природным процессам стабильный характер, устранить напряжённость на вводе и выводе веществ и энергии в процессе функционирования планетарной экосистемы - биосферы.

Демэкология – популяционная экология. Изучает популяционные характеристики, методы популяционных исследований и др.

Детергенты – синтетические моющие средства, загрязняющие водоёмы, очень токсичны и практически не подвергаются процессам биологического разложения.

Детрит - органический ил и остатки организмов в водной среде.

Динамика биоценозов –

Суточная динамика. В каждом естественном биоценозе имеются группы организмов, активность жизни которых наиболее выражена в разное время суток. Одни активны в ночное время, а днём скрываются в различных убежищах, другие - наоборот, ночью пассивны, но максимально активны в дневное время.

Поэтому в составе и в соотношении численности отдельных видов биоценоза происходят периодические изменения, поскольку отдельные организмы на определённое время выключаются из него. У растений в течение суток также меняются интенсивность и характер физиологических процессов - в ночные часы не осуществляется фотосинтез, у многих растений цветки раскрываются только ночью и опыляются ночными животными, другие же приспособлены к опылению днём. Иными словами для каждого вида животных или растений характерны свои биоритмы, в том числе и суточные. Многие животные совершают суточные миграции: например, зоо- и фитопланктон в Каспийском море днём держится на глубинах 100-350 метров, а ночью поднимается к поверхности. Вертикальные суточные миграции характерны и для обитателей почвы. Суточные изменения происходят со строгой периодичностью, связанной с вращением Земли вокруг собственной оси.

Синоптические изменения. Могут происходить краткосрочные изменения состояния биоценозов, связанные с погодными явлениями, так называемые синоптические изменения, например в связи с дождями и ливнями. В частности, морской планктон во время сильных ливней опускается на глубину из-за сильного опреснения поверхностных слоёв воды.

Сезонная динамика. Биологические циклы животного и растительного мира тесно связаны с сезонами года. Весной и летом у многих видов происходят процессы размножения. Летом у животных усиливается питание и темп роста организмов, зимой эти процессы обычно ослабевают. Живые организмы обычно совершают сезонные миграции, например, у рыб - это нерестовые, кормовые или зимовальные миграции.

У многих растений весеннее цветение сменяется летним плодоношением, активным ростом, а позднее - осенним листопадом и зимним покоем.

И суточные, и сезонные изменения в биоценозах являются адаптациями животных и растений к суточным и сезонным изменениям условий их обитания, они выработаны в процессе длительной эволюции и обеспечивают выживание биоценозов в изменяющихся условиях.

Единица измерения радиоактивности – Беккерель (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это - огромная величина: 1 Ки = 37 млрд. Бк. Кюри, определяемое как такое количество радиоактивного изотопа, в котором каждую секун­ду распадается 3,7х10¹⁰ атомов, т. е. происходит 2,2-10¹² актов распада в минуту. Реальный вес вещества, соответствующего одному кюри, очень различен у долгоживущих, т. е. медленно распадающихся, и у коротко-живущих, т. е. быстро распадающихся, изотопов. Например, для радия 1 Ки соответствует 1 г, а для только что образовавшегося радиоактив­ного натрия — гораздо меньшее количество, около 10-⁷ г! С биологи­ческой точки зрения 1 Ки — активность очень высокая, и поэтому на практике широко пользуются более мелкими единицами: 'милликюри (мКи)=10-³ Ки; микрокюри (мкКи)=10-⁶ Ки; нанокюри (нКи) = 10-⁹ Ки; пикокюри (пКи) ==10-¹² Ки. Возможный диапазон активностей так велик, что следует быть очень внимательным к запятым в десятич­ных дробях. Активность, выраженная в кюри, показывает, сколько аль­фа- или бета-частиц, или гамма-лучей испускает источник радиоактивности, но это ничего не говорит о действии, которое они производят на организмы, попавшие «под обстрел».

Единица измерения ионизационного воздействия радиоактивного излучения на вещество - экспозиционная доза. Часто измеряется в Рентгенах (Р). Поскольку 1 Рентген - довольно большая величина, на практике удобнее пользоваться миллионной (мкР) или тысячной (мР) долями Рентгена. Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Единица измерения мощности экспозиционной дозы - микроРентген/час.

Единицы измерения ионизационного воздействия радиоактивного излучения на человека - эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы. Измеряются, соответственно, в Зивертах (Зв) и Зивертах/час. В быту можно считать, что 1 Зиверт = 100 Рентген. Необходимо указывать на какой орган, часть или все тело пришлась данная доза.

Наиболее удобной единицей для всех типов излучения слу­жит рад. Один рад — это такая доза излучения, при которой на 1 г тка­ни поглощается 100 эрг энергии. Более старую единицу дозы — рентген (Р) — строго говоря, можно использовать только для гамма- и рентге­новских лучей. Однако, пока речь идет о воздействии на живые орга­низмы, рад и рентген — почти одно и то же. В 1000 раз меньшие еди­ницы, а именно миллирентген (мР) или миллирад (мрад), удобны для измерения тех уровней излучения, которые часто регистрируются в окру­жающей среде. Важно подчеркнуть, что рентген или рад — это единицы суммарной дозы. Доза излучения, полученная в единицу времени, называется интенсивностью дозы. Так, если организм получает 10 мР в час, то суммарная доза за 24 ч составит 240 мР, или 0,240 Р. Очень важное значение имеет время, за которое организм получает данную дозу.

Счетчики состоят из двух основных частей: 1) детектора (и 2) электронного счетчи­ка. Для измерения бета- частиц обычно используются газовые счетчи­ки, такие, как счетчик Гейгера, а для измерения гамма- и других типов излучения широко применяют твердые или жидкостные сцинтиляционные счетчики (они содержат вещества, которые превращают невидимое излучение в видимое излучение, регистрируемое фотоэлектрической си­стемой).

Живые ресурсы – природные ресурсы всех живых организмов на планете. Биомасса единовременно живущих на Земле организмов составляет примерно 2423 млрд. т., из которых 99,9% (2420 млрд. т) приходятся на долю организмов суши и лишь около 0,1% (3 млрд. т) - на долю обитателей водной среды (гидробионтов).

Из 2732 тыс. видов описанных наукой живых организмов нашей планеты - 2274 тыс. видов животных, и 352 тыс. видов растений ( остальное - это грибы и дробянки). Антропогенные изменения в экосистемах и неконтролируемая охота на диких животных привели к значительным изменениям в животном мире на планете.

Растительность. На суше около 99,2% общей биомассы приходится на долю растительности, обладающей свойством фотосинтеза, и лишь 0,8% - на долю животных и микроорганизмов. Интересно, что в Мировом океане наблюдается обратная картина: там животные составляют основу биомассы (93,7%), а водная растительность - лишь 6,3% (причина заключается в существенных различиях в скорости размножения растений суши и океана: в океане она даёт ежегодно много генераций, то есть эффективно использует солнечную энергию в процессе фотосинтеза и высокопродуктивна).

Всего в биосфере доля “живого вещества” составляет лишь 0,25% от массы всей биосферы и 0,01% от массы всей планеты.

Человек использует для своих целей лишь около 3% ежегодной продуктивности фитомассы суши, и из этого количества лишь 10% превращаются в продовольствие. По разным оценкам, даже при современной агротехнике ресурсы нашей планеты позволят прокормить более 15 млрд. (по другим оценкам - до 40 млрд.) человек.

Для решения продовольственной проблемы человек использует методы химизации, мелиорации, селекции и генетики, биотехнологии. Растительность является также неисчерпаемым источником различных лекарственных препаратов, используется в текстильной промышленности, в строительстве, производстве мебели и различных предметов обихода. Особую роль играют лесные ресурсы (см.).

Идёт процесс вымирания некоторых видов растительности. Исчезают растения там, где погибают или трансформируются экосистемы. В среднем, каждый исчезнувший вид растений уносит с собой более 5 видов беспозвоночных животных.

Животный мир.

Это важнейшая часть биосферы планеты, насчитывающая примерно 2274 тысяч ныне описанных наукой видов живых организмов Фауна необходима для нормального функционирования всей биосферы и круговоротов веществ в природе.

Многие виды животных используются как продукты питания, либо в фармацевтических целях, а также для изготовления одежды, обуви и производства кустарных изделий. Многие из животных - друзья человека, объекты приручения, селекции и генетики (собаки, кошки и др.).

С другой стороны некоторые представители животного мира наносят вред человек (например, носители и переносчики болезней и паразиты человека, домашних животных и культурных растений, вредители сельского хозяйства и др.) Животный мир относится к группе исчерпаемых возобновимых природных ресурсов, однако целенаправленное истребление человеком некоторых видов животных привело к тому, что некоторых из них можно считать исчерпаемыми невозобновимыми ресурсами.

Так, за последние 370 лет из фауны Земли исчезло 130 видов птиц и млекопитающих. Скорость вымирания непрерывно возрастала, особенно за последние 2 века. Сейчас вымирание грозит примерно 1 тыс. видов птиц и млекопитающих. Например, поголовье африканских слонов ещё в 1979 году составляло 1300 тыс., в 1989 г - 600 тыс., а сейчас сократилось до 300-400 тыс. 20 лет назад в Африке было 60 тыс. носорогов, сейчас - 2 тыс.(один рог стоит несколько десятков тысяч долларов США).Сохранилось лишь около 100 особей суматранского носорога. С 1966 г ведётся “Красная книга” исчезающих видов, в которую занесены ,например , лемуры, орангутан, горилла, японский и белый журавль, кондор, коморский варан, некоторые виды морских черепах .Заповедными, запрещёнными для охоты и промысла территориями охвачены лишь 2% площади планеты, а необходимо для сохранения живой природы - более 30%.

Помимо полного и безвозвратного вымирания видов широкое распространение приобрело резкое снижение численности интенсивно эксплуатируемых человеком видов и популяций. Всего за 27 лет исчезла стеллерова морская корова - морское млекопитающее в водах Командорских островов тихого океана. За короткое время был почти полностью выбит североамериканский зубр , “странствующий голубь” и “бескрылая гагарка” в северной части Америки и Европы. Большая угроза нависла над самыми крупными животными - китами, некоторые виды этих обитателей океана уже находятся на грани исчезновения. Как мы уже знаем, антропогенные изменения в экосистемах и неконтролируемая охота на диких животных привели к значительным изменениям в животном мире на планете. В ряде случаев человек в массе уничтожал некоторых животных, якобы угрожавших жизни людей или сельскому хозяйству. Так было, например, с тигром в южной Азии, с некоторыми копытными в Африке, якобы бывшими переносчиками сонной болезни, от которой страдал домашний скот.

Большой вред наносит также спортивная охота, нерегулируемое любительское рыболовство и браконьерство. многих животных убивают из-за якобы высокой лекарственной ценности отдельных частей их тела или органов. кроме прямого уничтожения животных, человек оказывает на них косвенное влияние - изменяет природную среду, меняет состав и структуру природных сообществ и экосистем.

Так, сокращение площади лесов в Европе привело к исчезновению здесь многих мелких животных. Гидростроительство на реках европейской части СССР привело к изменению режима и состава фауны южно-европейских и восточно-азиатских морей - Чёрного, Азовского, Каспийского и Аральского.

С целью сохранения животных создают заповедники и заказники, ограничивают добычу и разрабатывают мероприятия по воспроизводству полезных и ценных видов. Однако нельзя сказать, что меры эти достаточно эффективные. Известно, что заповедными, запрещёнными для охоты и промысла территориями охвачены лишь 2% площади планеты, а необходимо для сохранения живой природы - более 30%.

Загрязнение - привнесение в среду или возникновение в ней новых физических, химических или биологических агентов, либо превышение норм их содержания, приводящее к негативным для че­ловека последствиям. Загрязнение может быть п р и р о д н ы м (извержение вулкана, землетрясение и поступление веществ через земную кору и др.) и а н т р о п о г е н н ы м , происходящим вследствие деятельности людей. Виды загрязнения по своей природе:

1) Ингредиентное (химическое) - отходы химической промышленности, бытовые стоки и мусор, утечка при нефтедобыче, нефтепереработке, транспортировке и перегрузке, утечка микробиологических препаратов, отходы пищевой промышленности, отходы при добыче полезных ископаемых на дне, ядохимикаты и удобрения используемые в сельском хозяйстве, отходы животноводческих ферм, аварийные выбросы остатки химического оружия ,захоронения контейнеров ,прочие;

2) Параметрическое (физическое) –шумовое (акустическое), тепловое , радиационное, электромагнитное;

3) Биоценотическое (биологическое) - сокращение биоразнообразия нарушение баланса популяций в экосистемах, случайная и недостаточно обоснованная направленная интродукция и акклиматизация, нерегулируемый вылов, перепромысел, генная инженерия (искусственное изменение генофонда, создание генетически измененных видов и продуктов питания, клонирование и др.) нарушение биотопа, субстрата, комплексный фактор беспокойства, прочие;

4) Стациально- деструкционное (механическое) - разработка месторождений , разрушение поверхности Земли и дна водоёмов различными, в т.ч. взрывными способами, разрушение берегов, грунтов и т.п..

Загрязнение атмосферы –

В основе загрязнения атмосферы - техногенное загрязнение. Производственные мощности на Земле удваиваются каждые 14-15 лет. Сейчас в атмосферу ежегодно выбрасывается 700 млн. т. различных аэрозолей и газов, не считая твёрдых частиц размером более 10 мкм, которые оседают вблизи источника загрязнения.

Транспорт. Один из основных источников загрязнения атмосферы - автомобильный транспорт. Мировой парк автомобилей насчитывал ещё в 1986 г более 300 млн. машин, ежегодно он значительно расширяется. Годовой выброс вредных веществ автомобильным транспортом в атмосферу составляет около 50 млн. т. углеводородов и 200 млн. т оксида углерода , при использовании бензиновых двигателей. Кроме того автотранспортом выбрасываются и другие вредные примеси: оксиды азота, канцерогенный бензопирен, альдегиды, диоксид серы, свинец, хлор, бром. Дизельные двигатели выделяют значительные количества сажи и частичек копоти.

При сгорании 1 кг горючего карбюраторный двигатель выбрасывает в воздух 800 г окиси углерода (СО), или угарного газа, 90 г углеводородов, 20 г оксидов азота, 0,7 г альдегидов, 0,6 г диоксида серы, 0,5 г соединений свинца, 0,001 г бензапирена и др.

Кроме автотранспорта, атмосферу сильно загрязняют и другие виды транспорта - железнодорожный, морской, речной и авиационный. Например, один самолёт при перелёте на расстояние 1000 км тратит столько же кислорода, сколько потребляет человек в течение года. Особенно загрязнены вокзалы, порты, причалы и аэродромы.

Промышленные предприятия. Основными загрязнителями являются чёрная и цветная металлургия, цементная промышленность, коксовое производство, нефтяная и химическая промышленность. Они загрязняют атмосферу такими веществами и материалами, как пыль, дымы, в том числе дымы окислов железа рыжего цвета, соединениями С, S, фтора, N, Cl и др. Много вредных веществ выделяются котельными теплоэлектроцентралей и при использовании котелков для отопления домов. В некоторых странах для отопления используют низкокачественный каменный и бурый уголь, содержащие высокие концентрации серы, а например в Индии, в Калькутте, топят сухим навозом.

Основные вещества загрязнители.

- оксид углерода (СО), угарный газ. Составляет, в среднем 33% всех вредных выбросов в атмосферу. Ниже всего концентрация СО вблизи озонового слоя (озон - активный окислитель), на высоте 8-25 км, а также у поверхности Земли, особенно на суше, так как в почве много микрофлоры, окисляющей СО до СО₂. Оксид углерода и продукты его фотохимических превращений очень токсичны для человека. В организме он вытесняет кислород из его соединений с гемоглобином крови и человек может погибнуть от кислородного голодания.

Двуокись серы, SO₂.Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательного тракта, вызывает хронические бронхиты, эмфизему, воспаление лёгких и др. От двуокиси серы страдают также хвойные и фруктовые деревья.

Во влажном воздухе двуокись серы соединяясь с парами воды образует сернистую кислоту и выпадает на землю в виде кислотных дождей. При наличии в воздухе или почве металлов (особенно свинца, ртути, кадмия, алюминия), образуются поражающие всё живое соли серной кислоты.

Другие газы и аэрозоли. Это хлор, фтор, аэрозоли и дымы (твёрдые частицы углерода, золы, кремнезёмной и цементной пыли).

При современной технологии производства цемента примерно 20% его идёт на выбросы в атмосферу.

Загрязнение атмосферы влияет и на растительный покров (наступает гибель всех физиологических функций растений, в частности, угнетение роста, цветения и плодоношения), ухудшает качество почв (особенно, если при соединении SO₃ c водой образуется серная кислота), наступает подкисление почв, нарушаются газовый режим и микробиологические процессы, разрушает здания и сооружения ,так как твёрдые частицы играют роль абразивных материалов и вызывают коррозию металлов.

Зависимость загрязнения от климата и синоптических ситуаций.

При постоянных выбросах наиболее опасны для человека условия антициклона, с безградиентным барическим полем, со слабыми ветрами и штилями, отсутствием горизонтального и вертикального перемешивания воздушных масс, с образованием приземных смогов.

И наоборот, циклонические условия наиболее благоприятны для рассеивания вредных примесей.

В высоких широтах токсические вещества разлагаются медленнее, чем в тропиках, где выше уровень солнечной радиации, особенно ультрафиолетового излучения, вызывающего фотохимические реакции окисления техногенных выбросов. Во влажных тёплых районах токсиканты разрушаются и вымываются быстрее, чем в сухих холодных районах, где происходит накопление токсикантов.

Опасны с точки зрения загрязнения также межгорные котловины и долины, где часто наблюдается застой воздуха. Холмистая местность более опасна, чем открытая ветрам равнина.

Наиболее важные глобальные последствия загрязнения атмосферы – это «парниковый эффект», разрушение озонового слоя и кислотные дожди.

Загрязнение гидросферы –

Основными загрязнителями гидросферы являются сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), в том числе нефть и нефтепродукты, детергенты, тяжёлые металлы, радиоактивные элементы, пестициды и др.

Объёмы загрязняющих веществ, поступающих ежегодно в Мировой океан в результате техногенных причин, чрезвычайно велики. Сейчас на планете грязные сточные воды загрязняют более 1/3 всей чистой воды, однако ввиду неравномерного распределения степени загрязнения, в районах с высокой плотностью промышленного и с/х производства, плотности населения, степень загрязнения значительно больше.

По подсчётам специалистов в целом на Земле ежегодно в реки сбрасывается 160 куб. км промышленных сточных вод, которые загрязняют до 4 тыс. куб. км естественной чистой воды. К 2000 году по расчётам специалистов годовой объём сбрасываемых загрязнённых сточных вод достигнет 2400 куб. км , для очистки которых потребуется ежегодно 20-25 тыс. куб. км чистой воды.

а)Нефть и нефтепродукты. Это наиболее мощные загрязнители гидросферы. В целом, в гидросферу ежегодно поступает 30-35 млн. т нефти и нефтепродуктов.

Основные пути загрязнения нефтью и нефтепродуктами следующие:

-естественный выход в районах месторождений;

-нефтедобыча;

-транспортировка и перегрузка;

- переработка и использование в качестве топлива и промышленного сырья.

Наиболее крупные естественные выходы нефти в гидросферу расположены на шельфе южной Калифорнии, в Мексиканском и Персидском заливах, в Карибском и Аравийском морях, у северных берегов Аляски и Канады, у берегов Индонезии, на Каспийском, Северном и Балтийском морях. В некоторых месторождениях происходят “залповые” выбросы нефти. Например, в Санта-Барбаре (Калифорния) однажды нефть в результате выброса покрыла акваторию океана площадью 2072 км. Через 100 дней после начала выброса объём разлившейся нефти оценивался в 100 млн. л.

Значительные утечки происходят и при транспортировке нефти. 65% мировой добычи нефти перевозится морским путём, каждые 10 лет происходит удвоение объёмов перевозимой нефти, с соответствующим увеличением тоннажа танкерного флота.

б)Детергенты (синтетические моющие средства). Детергенты очень токсичны и практически не подвергаются процессам биологического разложения. Они широко применяются в промышленности и на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Ежегодно производится более 4 тыс. т детергентов, их производство постоянно увеличивается. В промышленных районах в сточных водах содержится до 15 мг детергентов на каждый литр воды. В таких районах на реках и каналах, на порогах и шлюзах образуется слой пены, затрудняющий судоходство.

в) Тяжёлые металлы (ртуть, свинец ,цинк, медь, хром, олово ,марганец).

Наибольшую опасность представляет ртуть и её соединения, особенно метилртутные. В среднем, в морской воде содержится 0,15 мл/л ртути. Учитывая, что ежегодно производится 9 тыс. т ртути, а также её высокую химическую устойчивость, возможно сильное локальное загрязнение внутренних водоёмов и прибрежных участков морей. В водоёмах ртуть концентрируется в гидробионтах и донных отложениях.

Вред гидробионтам наносит также загрязнение свинцом и его соединениями. Наиболее высока концентрация свинца в северном полушарии, так как именно здесь в промышленности используется 90% мирового производства этого металла.

г)Радиоактивные элементы. Испытания ядерного и термоядерного оружия, развитие ядерной энергетики, проблема захоронения радиоактивных изотопов, аварии судов с атомными двигателями, привели к значительному загрязнению гидросферы радиоактивными элементами. Известно, что они весьма стойки и способны сохраняться и накапливаться в водоёмах в течение длительного времени. В ряде районов Мирового океана радиоактивность вод в результате антропогенного воздействия значительно превысила естественный фон. Так, по только в Атлантическом океане захоронено свыше 14 тыс. контейнеров с отходами цезия и плутония, что повысило радиоактивность вод в местах захоронения в 3-70 раз, в Тихом океане - свыше 47 тыс. контейнеров, что привело к росту радиоактивности вод в 2-2,5 раза.

д)Пестициды. Загрязнение воды пестицидами происходит как вследствие прямого их внесения в водоёмы при их использовании для борьбы с вредителями, так и при поступлении в них воды, стекающей с поверхности обработанных ядохимикатами с/х и лесных земель, а также при сбросе отходов предприятий-изготовителей ядохимикатов, при их транспортировке и хранении, частично - при переносе атмосферными потоками. Токсичность пестицидов выше в непроточной воде.

Однако даже в проточной воде, при больших сбросах, их дозировка может оказаться гибельной для рыб и других гидробионтов. Пестициды более токсичны и лучше растворяются при повышении температуры воды. Известны случаи массовой гибели осетровых рыб на Каспийском и Азовском морях под воздействием пестицидов.

е) Азот и фосфор. Эвтрофикация водоёмов. С/х стоки,стоки животноводческих ферм, канализационные стоки вносят в водоёмы большие количества соединений фосфора и азота,что приводит к явлению “эвтрофикации” водоёмов.

При эвтрофикации сначала резко возрастает количество фито- и зоопланктона, а затем и других, более крупных гидробионтов, в том числе рыб. Затем жизнедеятельность и отмирание этих организмов приводят к падению содержания кислорода в воде и накоплению сероводорода. Постепенно такой водоём становится непригодным для жизни, количество живых организмов в нём резко сокращается, пока он не придёт в исходное состояние и цикл не возобновляется.

Наиболее неблагоприятные последствия загрязнения гидросферы следующие:

1.Изменения органолептических (вкусовых, цветовых , запаха) свойств воды;

2.Нарушение кислородного режима и уменьшение выделения кислорода в атмосферу (уменьшение масштабов процессов фотосинтеза);

3.Нарушение естественного хода химических процессов в воде;

4.Аккумуляция в гидробионтах токсических веществ, их отравление, возможное отравление людей при питании ими;

5.Снижение возможностей использования водоёмов в рекреационных;

6.Затруднения при навигации (при загрязнении детергентами);

7.Изменение теплового баланса из-за изменения отражающих свойств поверхности воды, особенно при загрязнении нефтью и нефтепродуктами, как следствие - воздействие на планетарный тепловой баланс;

8.Уменьшение биопродуктивности водоёма или его участка из-за сокращения количества зоопланктона, очень чувствительного к загрязнению вод.

Заказник – территория или акватория, где на научной основе ограничен промысел или хозяйственное использование охраняемых видов. В заказниках охрану и воспроизводство одних видов сочетают с регламентированной эксплуатацией других. В России имеется более 1500 заказников.

Законы и принципы экологии (основные)–

1.Закон лимитирующих факторов (по Ю.Либиху).

В природе всегда есть фактор, который лимитирует возможность жизни того или иного организма внутри того или иного биотопа (например, содержание бора в почве лимитирует урожай зерновых культур, а содержание фосфатов в морской воде - развитие планктона).

2.Закон оптимальности (по Н.Ф. Реймерсу).

С наибольшей эффективностью любая система функционирует в определённых пространственно-временных пределах, то есть для любой систематической группы живых организмов существуют оптимальные размеры организмов и оптимальное время их существования (продолжительность жизни),при которых они наиболее устойчивы к внешней среде (примеры: вирусы, бактерии, планктон, насекомые, грызуны, пресмыкающиеся, млекопитающие, птицы и др.).

3.Закон критических уровней развития природных систем (по В.И.Кузьмину и А.В Жирмунскому).

Развивающиеся биологические системы (от клетки до биоценоза) среди критических уровней имеют такие, соотношения последовательных значений которых равны “е^е” (е -число Непера, основание натуральных логарифмов).

В рамках состояния между критическими уровнями биосистема сохраняет свои качественные свойства, она относительно стабильна, а после перехода критического уровня развития биосистема переходит в качественно новое состояние.

В природе существует единство ритмов Солнечной системы, Земли и биосистем, характеризующееся своими критическими константами переходов из одного состояния в другое.

4.Биогеохимические принципы (по В.И.Вернадскому).- см.

5.Закон толерантности (выносливости) видов по Шелфорду.

У каждого вида живых организмов существуют существуют пределы выносливости по отношению к каждому фактору внешней среды,, между которыми располагается его экологический оптимум. За этими пределами (верхним и нижним значением какого-либо фактора среды) вид существовать не может.

6.Принцип саморегуляции популяций (по Г.В.Никольскому).

Каждая популяция обладает свойством саморегуляции своей численности: при её снижении усиливаются механизмы воспроизводства и наоборот. Таким образом, для каждой популяции имеется своя оптимальная численность в рамках данного биотопа, которая может меняться в зависимости от изменений климата и “экологической ёмкости среды”.

7. Принцип “пирамидальной “ организации экосистем.”

Биомасса и продукция последовательных трофических уровней любой экосистемы (снизу вверх) скачкообразно уменьшается от одного уровня к другому. Максимальной является биомасса автотрофов (продуцентов), минимальной - гетеротрофов (консументов высшего порядка).

8. Закономерности сукцессий экосистем.

Сукцессия (развитие биоценозов)- это закономерный направленный естественный процесс, который можно предвидеть. Он является результатом изменений, вносимых в среду обитания самими сообществами. Сукцессия заканчивается образованием климаксового биоценоза, характеризующегося максимальной величиной биомассы, наибольшим биологическим разнообразием и наиболее многочисленными связями между различными организмами при данном потоке энергии. Климаксовый биоценоз максимально защищён от возможных нарушений среды, то есть находится в состоянии гомеостаза.

9. Принцип минимизации антропогенного вмешательства в природу.

Без вмешательства человека любые природные системы ,как правило, находятся в состоянии гомеостаза, то есть достигли оптимального для себя в данных условиях состояния. Любое антропогенное вмешательство в природу, особенно недостаточно продуманное и обоснованное, нарушает это состояние и ухудшает свойства экосистем и входящих в их состав сообществ и популяций.

10. Принцип единства системы “природа-человек” и обязательности адекватных ответных реакций экосистем на антропогенное вмешательство.

Окружающая природа и человек являются неразрывно и тесно взаимосвязанными элементами биосферы. Каждое негативное антропогенное воздействие на природу вызывает адекватную ответную реакцию природы, которая ухудшает состояние человека, как вида Homo sapiens.

11. Законы Б. Коммонера.

• всё связано со всем;

• всё надо куда то девать;

• за всё надо платить;

• природа знает лучше.

Замор - массовая гибель водных организмов из-за снижения содержания кислорода в воде.