Закон Гаузе или принцип конкурентного исключения: Два вида, рост популяций которых ограничен одной и той же пищей, не могут сосуществовать

. Один вид неизбежно вытесняет другой.

Популяция (populus – от лат. народ. население) – одно из центральных понятий в биологии и обозначает совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию. Она является первой надорганизменной биологической системой. С экологических позиций четкого определения определение популяции еще не выработано. Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Основным свойством популяций, как и других биологических систем является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах: продуктивности, устойчивости, структуре, распределении в пространстве. Популяциям присущи конкретные генетические и экологические признаки, отражающие способность систем поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость. Наука, объединяющая генетические, экологические и эволюционные подходы к изучению популяций, известна как популяционная биология.

Численность и плотность – основные параметры популяции. Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.

Рождаемость различают абсолютную и удельную. Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей. Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года. Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции).

Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида.

ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии, что все его семена прорастут. Исключительно обильно семеносят ивы, тополя, березы, осина, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут ив течение 36 часов могут сплошным слоем покрыть всю планету. Очень высока плодовитость у большинства видов насекомых и низка у хищников, крупных млекопитающих.

Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной (количество особей, погибших за определенное время), так и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.

Различают три типа смертности:

- одинаковый на всех стадиях развития; встречается редко, в оптимальных условиях;

- повышенная смертность в раннем возрасте; характерна для большинства видов растений и животных (у деревьев к возрасту зрелости доживает менее 1% всходов, у рыб – 1-2% мальков, у насекомых – менее 0,5% личинок);

- высокая смерть в старости; обычно наблюдается у животных, чьи личиночные стадии проходят в благоприятных мало изменяющихся условиях: почве, древесине, живых организмах.

Непрерывные модели: экспоненциальный рост, логистический рост, модели с наименьшей критической численностью. Модели с неперекрывающимися поколениями. Если рождаемость в популяции превышает смертность, то популяция будет расти, если, конечно, изменения в результате иммиграции и эмиграции незначительны. Кривая такого роста- это экспоненциальная, или логарифмическая кривая. Выражает биотический потенциал - условный показатель характерной для данного вида скорости увеличения численности особей популяции при отсутствии лимитирующих факторов. Его величина определяется средней величиной приплода или скоростью, с которой особи данного вида покроют земной шар равномерным слоем в случае беспрепятственного размножения. Для слонов - 0,3 м/c; для мелких организмов - сотни м/c. Такая кривая роста получена для ряда одноклеточных и многоклеточных организмов, например для клеток водорослей в культуральной среде, для фитопланктона озер и океанов весной, для насекомых, таких, как мучные хрущаки или клещи, интродуцированные в новое местообитание с обильными запасами где нет хищников. В природных условиях рост популяции рано или поздно прекращается из-за сопротивления среды, которое увеличивается по мере возрастания плотности популяции. Поэтому реальная кривая роста обычно принимает логистическую (S-образную) форму  Кривая I - экспоненциальная кривая роста численности популяции. Кривая II - логистическая кривая роста численности популяции. После начальной фазы кривая роста асимптотически приближается к уровню максимальной плотности популяции, т.е. плотности насыщения (емкости среды) К, причем рождаемость становится равной смертности (b = d). Оптимальный прирост новых особей (или биомассы) максимален при N= К/2 (крутизна кривой максимальна). Размер популяции поддерживается на уровне N=К разными способами. Наиболее полно характеризуют эти особенности так называиваемые кривые выживания - графики, показывающие число выживших особей вида (lХ) за определенный интервал времени или возраст (х). 20) «Плотность насыщения» популяции как показатель емкости среды. В любой природной системе поддерживается та численность особей в популяциях, которая в наибольшей степени отвечает интересам воспроизводства. Режим численности зависит от постоянно действующих регулирующих экологических факторов. Для того, чтобы сравнить численность отдельных популяций или изменение численности одной и той же популяции в разные отрезки времени, целесообразно пользоваться таким относительным показателем, как плотность, то есть численность популяции, отнесенная к единице занимаемого ею пространства или среднее число особей на единицу площади или объема. Зная изменение плотности во времени или пространстве, можно установить, увеличивается или уменьшается численность особей, представляет или нет данная популяция угрозу хозяйственным интересам. Динамика плотности популяций отражает сложные закономерности взаимоотношений между различными животными, между животными и растениями, поскольку все они являются биотическими факторами по отношению друг к другу. Кроме того, плотность зависит и от колебаний абиотических факторов среды. Иногда бывает важно различать среднюю плотность, то есть численность (или биомассу) на единицу всего пространства, и удельную, или экологическую, плотность, то есть численность (или биомассу) на единицу обитаемого пространства (доступной площади или объема, которые фактически могут быть заняты популяцией). Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность, а чем крупнее животные внутри данного уровня, тем больше их биомасса. Так как у крупных животных интенсивность метаболизма на единицу массы меньше, чем у мелких, на данной энергетической базе может поддерживаться большая биомасса крупных животных.

Биотический потенциал - это совокупность факторов, способствующих  увеличению численности вида.

У разных видов составляющие биотического потенциала неодинаковы, но они имеют одно общее свойство - стремительное увеличение численности при благоприятных условиях среды. В естественных условиях такое наблюдается редко. Вероятность того, что все условия окажутся благоприятными очень низка. Обычно один или несколько факторов (t, влажность, солёность, хищники, паразиты, нехватка пищи) становятся лимитирующими. Сочетание всех таких «ограничителей» называют сопротивлением среды. Сильнее всего они действуют на молодых особей, а это снижает темпы пополнения. При более суровых условиях гибнет часть взрослых особей.

Следовательно: рост, снижение и постоянство популяции зависит от соотношения между биотическим потенциалом и сопротивлением среды.

Принцип изменения популяции: это результат нарушения равновесия между биотическим потенциалом и сопротивлением окружающей её среды.

Подобное равновесие является динамическим, т.е. непрерывно  регулирующимся, т.к. факторы сопротивления среды редко подолгу остаются неизменными. Например: в один год численность популяции снизилась из-за засухи, а в следующий год полностью восстановилась при обильных дождях. Подобные колебания продолжаются неопределённо долго. Равновесие - понятие относительное. Иногда амплитуда отклонений мала, иногда значительна, но пока сократившаяся популяция способна восстановить прежнюю численность, она существует.

Равновесие в природных системах зависит от плотности популяции, т.е. числа особей на единицу площади. Если плотность популяции растёт - сопротивление среды увеличивается, в связи с чем увеличивается смертность и рост численности прекращается. И наоборот, с уменьшением плотности популяции - сопротивление среды ослабевает и восстанавливается прежняя численность.

Воздействие человека на природу часто приводит к вымиранию популяции, т.к. не зависит от плотности популяции. Разрушение экосистем, загрязнение окружающей среды одинаково влияют на популяции как с низкой, так и высокой плотностью.

Кроме этого, биотический потенциал зависит от критической  численности популяции. Если численность популяции (оленей, птиц или рыб) падает ниже этой величины, гарантирующей воспроизводство, биотический потенциал стремится к нулю и вымирание неизбежно.

Существование может быть поставлено под угрозу, даже когда множество представителей вида живы, но живут в домашних условиях, т.е. изолированы друг от друга (попугаи).

11.Классификация популяций. Структура популяций (возрастная, половая, этологическая, пространственная).

Обязательным признаком популяции считается ее способность к самостоятельному существованию на данной территории в течение неопределенно долгого времени за счет размножения, а не притока особей извне. Временные поселения разных масштабов не относятся к разряду популяций, а считаются внутрипопуляционными подразделениями. С этих позиций вид представлен не иерархическим соподчинением, а пространственной системой соседствующих популяций разных масштабов и с разной степенью связей и изоляции между ними.

Популяции можно классифицировать по их пространственной и возрастной структуре, по плотности, по кинетике, по постоянству или смене сред обитания и другим экологическим критериям.

Территориальные границы популяций разных видов не совпадают. Многообразие природных популяций выражается также в многообразии типов их внутренней структуры.

Основные показатели структуры популяций — численность, распределение организмов в пространстве и соотношение разнокачественных особей.

Индивидуальные черты каждого организма зависят от особенностей его наследственной программы (генотипа) и оттого, как эта программа реализуется в ходе онтогенеза. Каждая особь имеет определенные размеры, пол, отличительные черты морфологии, особенности поведения, свои пределы выносливости и приспособляемости к изменениям среды. Распределение этих признаков в популяции также характеризует ее структуру.

Структура популяции не стабильна. Рост и развитие организмов, рождение новых, гибель от различных причин, изменение окружающих условий, увеличение или уменьшение численности врагов — все это приводит к изменению различных соотношений внутри популяции. Оттого, какова структура популяции в данный период времени, во многом зависит направление ее дальнейших изменений.

Половая структура популяции представляет собой соотношение в ней особей разного пола.

Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста, представляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений.

Генетическая структура популяции определяется изменчивостью и разнообразием генотипов, частотами вариаций отдельных генов — аллелей, а также разделением популяции на группы генетически близких особей, между которыми при скрещивании происходит постоянный обмен аллелями.

Пространственная структура популяции - характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале. Пространственная структура популяций заметно различается у оседлых и кочующих или мигрирующих животных.

Экологическая структура популяции представляет собой разделение всякой популяции на группы особей, по-разному взаимодействующие с факторами среды.

Каждый вид, занимая определенную территорию (ареал), представлен на ней системой популяций. Чем сложнее расчленена территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления отдельных популяций. Однако не в меньшей степени популяционную структуру вида определяют его биологические особенности, — такие, как подвижность составляющих его особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные преграды.

12. Экологические стратегии выживания популяций. Популяция как саморегулирующая система. Гомеостаз. Механизмы популяционного гомеостаза.

Стремление организмов к выживанию носит название  экологической стратегии выживания. Экологических стратегий выживания множество. Например, среди растений различают три основных типа стратегий выживания, направленных на повышение вероятности выжить и оставить после себя потомство: виоленты, патиенты и эксплеренты.

Виоленты (силовики) – подавляют всех конкурентов (например, деревья, образующие коренные леса).

Патиенты – виды, способные выжить в неблагоприятных условиях («тенелюбивые», «солелюбивые»).

Эксплеренты (наполняющие) – виды, способные быстро появляться там, где нарушены коренные сообщества, - на вырубках и гарях (осины), на отмелях.

Все многообразие экологических стратегий заключено между двумя типами эволюционного отбора, которые обозначаются константами логического уравнения: r - стратегия и К- стратегия.

Тип r- стратегия, или r-отбор, определяется отбором, направленным прежде всего на повышение скорости роста популяции, и, следовательно, таких качеств, как высокая плодовитость, ранняя половозрелость, короткий жизненный цикл, способные быстро распространяться на новые местообитания и пережить неблагоприятное время в покоящейся стадии.

К-стратегия или (К-отбор ) направлена на повышение выживаемости в условиях в условиях уже стабилизировавшейся численности. Это отбор на конкурентоспособность, повышение защищенности от хищников и паразитов, повышение вероятности выживаемости каждого потомка, на развитие более совершенных внутривидовых механизмов численности.

Очевидно, что каждый организм испытывает на себе комбинацию r - и К- отбора, но r-отбор преобладает на ранней стадии развития популяции, а К-отбор – уже характерен для стабилизированных систем. Но все-таки оставляемые отбором особи должны обладать достаточно высокой плодовитостью и достаточно развитой способностью выжить при наличии конкуренции и «пресса» хищников. Конкуренция r- и К-отбора позволяет выделять разные типы стратегий и ранжировать виды по величинам r и К в любой группе организмов.

Регуляция плотности популяции

Логическая модель роста популяции предполагает наличие некой равновесной (асимптотической) численности и плотности. В этом случае рождаемость и смертность должны быть равны, т.е. еслиb=d, то должны действовать факторы, изменяющие либо рождаемость, либо смертность.

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности:

Зависимые изменяются с изменением плотности, а независимые остаются постоянными при ее изменении. Практически, первые – это биотические, а вторые – абиотические факторы.

Влияние независимых от плотности факторов хорошо прослеживается на сезонных колебаниях численности планктоновых водорослей.

Непосредственно от плотности может зависеть и смертность в популяции. Такое явление происходит с семенами растений, когда зависимая от плотности (т.е. регулирующая) смертность происходит на стадии подростков. Смертность, зависимая от плотности, может регулировать численность и высокоразвитых организмов (довольно часто гибнут птенцы птиц, если их слишком много, а ресурсов не хватает).

Помимо выше описанной регуляции существует еще и саморегуляция, при которой на численности популяции сказывается изменение качества особей. Различают саморегуляцию фенотипическую и генотипическую.

Фенотипы – совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе онтогенеза на основе данного генотипа. Дело в том, что при большой плотности образуются разные фенотипы за счет того, что в организмах происходят физиологические изменения в результате так называемой стресс-реакции (дистресс), вызываемый неестественно большим скоплением особей.

Генотипические причины саморегуляции плотности популяций связаны с наличием в ней по крайней мере двух разных генотипов, возникших в результате рекомбинации генов.

При этом возникают особи, способные размножаться с более разного возраста и более часто, и особи с поздней половозрелостью и значительно меньшей плодовитостью. Первый генотип менее устойчив к стрессу при высокой плотности и доминирует в период подъема пика численности, а второй – более устойчив к высокой скучности и доминирует в период депрессии.

Циклические колебания можно также объяснить саморегуляцией. Климатические ритмы и связанные с ними изменения в пищевых ресурсах заставляют популяцию вырабатывать какие-то механизмы внутренней регуляции.

Механизмы саморегуляции

Саморегуляция обеспечивается механизмами торможения роста численности. Таких гипотетических механизмов три:

1. при возрастании плотности и повышенной частоте контактов между особями возникает стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;

2. при возрастании плотности усиливается миграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и повышается смертность;

3. при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции – замена быстро размножающихся на медленно размножающихся особей. Это свидетельствует о важнейшей роли популяции как генетико – эволюционном смысле, так и в чисто экологическом, как элементарной единицы эволюционного процесса, и об исключительной важности событий, протекающих на этом уровне биологической организации, для понимания как существующих опасностей, так и «возможностей управления процессами, определяющими само существование видов в биосфере».

Таким образом, вид состоит из популяций. Каждая популяция занимает определенную территорию (часть ареала вида). В течение многих поколений, за продолжительное время популяция успевает накопить те аллели, которые обеспечивают высокую приспособленность особей к условиям данной местности. Так как из-за разницы условий естественному отбору подвергаются различные комплексы генов (аллелей), популяции одного вида генетически неоднородны. Они отличаются друг от друга частотой встречаемости тех или иных аллелей.

По этой причине в разных популяциях одного вида один и тот же признак может проявляться по-разному. Например, северные популяции млекопитающих обладают более густым мехом, а южные чаще темно-окрашенные. В зонах ареала, где граничат разные популяции одного вида, встречаются как особи контактирующих популяций, так и гибриды. Таким образом, осуществляется обмен генами между популяциями, и реализуются связи, обеспечивающие генетическое единство вида.

Обмен генами между популяциями способствует большей изменчивости организмов, что обеспечивает более высокую приспособленность вида в целом к условиям обитания. Иногда изолированная популяция в силу различных случайных причин (наводнение, пожар, массовое заболевание) и недостаточной численности может полностью погибнуть.

Каждая популяция эволюционирует независимо от других популяций того же вида, обладает собственной эволюционной судьбой.

Популяция — наименьшее подразделение вида, изменяющееся во времени. Вот почему популяция представляет собой элементарную единицу эволюции.

Начальный этап эволюционных преобразований популяции — от возникновения наследственных изменений до формирования адаптаций и возникновения новых видов — называют микро эволюцией.

13.Экология сообществ. Биоценозы. Структура биоценоза: видовая, пространственная. Количественные характеристики вида в биоценозе. Виды доминанта и эдификаторы.

Синэкология — часть экологии, изучающая экологические системы.

Общепринятого понятия системы до сих пор не существует. Под системой обычно понимают целостное образование, состоящее из взаимосвязанных компонентов (элементов). Любая система состоит из частей (подсистем) и является составным компонентом системного образования более высокого иерархического уровня (надсистемы). Например, биогеоценоз как система состоит из подсистем — биоценоза, популяций растений и животных — и входит в состав биосферы— глобальной системы высокого иерархического уровня. Системы обладают эмерджентными (новыми) свойствами. Каждая система качественно отличается от слагающих ее подсистем и от надсистемы, в которую она входит.

Популяция разных видов в природных условиях объединяются в системы более высокого ранга- сообщества и биоценоз.

Биоценоз - это совокупность популяций различных видов живых организмов, населяющих какой-либо более или менее однородный участок земной поверхности (суши или водоема). Биоценоз характеризуется определенными отношениями организмов между собой и приспособленностью к окружающей их среде (биотопу). Он моет быть составлен немногими (олигоценоз) и многими (полиценоз) видами. Один вид биоценоз составлять не может: даже в сельскохозяйственной монокультуре (пшеничное поле, яблоневый сад и пр.) всегда участвуют многие виды наземных и почвенных организмов. Биоценоз принято делить по систематическим признакам на фитоценоз, зооценоз и микробоценоз. Функционально-экологически биоценоз делится по ступеням экологической пирамиды на группы организмов - продуцентов, консументов и редуцентов, объединенных трофическими связями. Вместе с биотопом биоценоз составляет биогеоценоз. Структурно биоценоз делят на горизонты, слои, ярусы, пологи, меротопы. Биоценозы, развиваясь, либо самообновляются, либо после фазы самообновления стареют и в результате сукцессии относительно быстро и закономерно сменяются другими биоценозами. Как функциональные части биогеоценозов биоценозы составляют практически непрерывный биоценотический покров - континуум. Как сложное своеобразное образование биоценоз характеризуется биомассой (первичной и вторичной) и биологической продуктивностью. Более широким понятием, чем экосистема, является ландшафт. Ландшафт - конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития и неделимая по зональным и азональным признакам, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и определенной структурой, т.е. закономерным сочетанием его морфологических частей (местностей, урочищ, фаций); это основная единица физико-географического районирования. В зависимости от происхождения различают ландшафт: природный, геохимический, культурный, акультурный, антропогенный, агрикультурный, болотный, географический, элементарный и др. Важное свойство ландшафта - быть средовоспроизводящей системой условий, необходимых для жизнедеятельности живых организмов, - поддерживать газовый состав воздуха, качество воды и почвы в экологически оптимальных пределах.

Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие составляющих его видов и соотношение их численности или массы. Видовое разнообразие биоценоза зависит от разнородности среды обитания и возрастает на границах биотопов.

Для оценки количественного соотношения видов биоценоза используют различные индексы или процентное соотношение. Виды, преобладающие по численности, являются доминантами сообщества. Доминанты господствуют в сообществе и составляют его "видовое ядро". Среди доминантов выделяют виды-эдификаторы ("строители"), оказывающие наибольшее влияние на существование сообщества (например, в сосновом лесу вид-эдификатор - сосна).

Редкие и малочисленные виды также очень важны для биоценоза. Они создают его видовое богатство, увеличивают разнообразие биоценотических связей и повышают устойчивость биоценоза.

Для оценки роли отдельного вида в видовой структуре биоценоза используют следующие показатели:

обилие вида - число особей данного вида на единицу площади или объема занимаемого пространства; также может характеризоваться как отношение числа особей вида к общему числу особей всех видов сообщества и выражаться в процентах;

частота встречаемости - рассчитывается как процентное соотношение числа проб или учетных площадок, где встречается вид, и общего числа таких проб или площадок;

степень доминирования - показатель, отражающий отношение числа особей данного вида к общему числу всех особей сообщества; согласно общепринятой шкале Ренконена, к доминантным относят виды со степенью доминирования 5% и более, к субдоминантным - 2-5%, к рецедентным - менее 2%.

Пространственная структура биоценоза характеризует распределение видов в биотопе. Вертикальное распределение определяется прежде всего сложением его растительной части - фитоценоза, в первую очередь ярусностью. Животные также преимущественно приурочены к определенному ярусу растительности. Например, среди насекомых выделяют следующие группы: 1) геобий - обитатели почвы; 2) герпетобий - обитатели наземного, поверхностного слоя; 3) филлобий - обитатели травостоя; 4) аэробий - обитатели более высоких ярусов.

Cреди птиц есть виды, гнездящиеся только на земле (тетеревиные, овсянки), другие - в кустарниковом ярусе (снегири, славки, певчие дрозды) или в кронах деревьев (зяблики, щеглы, крупные хищники).

Расчлененность биоценоза в горизонтальном направлении называется мозаичностью и определяется абиотическими и биотическими факторами.

Обилие вида – это число особей данного вида на единицу площади или объема занимаемого пространства, например число мелких ракообразных в 1 дм³ воды в водоеме или число птиц, гнездящихся на 1 км² степного участка, и т. п. Иногда для расчета обилия вида вместо числа особей используют значение их общей массы. Для растений учитывают также проективное обилие, или покрытие площади. Частота встречаемостихарактеризует равномерность или неравномерность распределения вида в биоценозе. Она рассчитывается как процентное отношение числа проб или учетных площадок, где встречается вид, к общему числу таких проб или площадок. Численность и встречаемость вида не связаны прямой зависимостью. Вид может быть многочисленным, но с низкой встречаемостью или малочисленным, но встречающимся довольно часто.Степень доминирования – показатель, отражающий отношение числа особей данного вида к общему числу всех особей рассматриваемой группировки. Так, например, если из 200 птиц, зарегистрированных на данной территории, 80 составляют зяблики, степень доминирования этого вида среди птичьего населения равна 40 %.

Для оценки количественного соотношения видов в биоценозах в современной экологической литературе часто используют индекс разнообразия, вычисляемый по формуле Шеннона:

H = – ?P_i log₂P_i,

где ? – знак суммы, р_i– доля каждого вида в сообществе (по численности или массе), a log₂p_i – двоичный логарифм p_i.

Доминанты – преобладающие виды, если 2-3 - сододоминанты. Эдификаторы – вид строитель, к/й значительно влияет на всё.

14.Экологическая ниша. Реализованная и фундаментальная экологические ниши. Понятие краевого эффекта. Интородуцированные виды.

Экологическая ниша — место вида в природе, преиму­щественно в биоценозе, включающее как положение его в про­странстве, так и функциональную его роль в сообществе, отно­шение к абиотическим условиям существования (Хрусталев, Матишов, 1996). Важно подчеркнуть, что эта ниша не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в собществе, определяемое его экологическими функ­циями. Ю. Одум (1975) образно представил экологическую ни­шу как занятие, «профессию» организма в той системе видов, к которой он принадлежит, а его местообитание — это «адрес» вида.

Знание экологической ниши позволяет ответить на вопро­сы, как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается (Дажо, 1975).

Модель экологической ниши, предложенная Г. Е. Хатчинсоном, довольно проста: достаточно на ортогональных проек­циях отложить значения интенсивности различных факторов, а из точек пределов толерантности восстановить перпендику­ляры, то ограниченное ими пространство и будет соответство­вать экологической нише данного вида. Экологиче­ская ниша — это область комбинаций таких значений факто­ров среды, в пределах которой данный вид может существо­вать неограниченно долго.

Например, для существования наземного растения доста­точно определенного сочетания температуры и влажности, и в этом случае можно говорить о двумерной нише. Для мор­ского животного уже необходимо кроме температуры еще как минимум два фактора — соленость и концентрация кислоро­да — тогда уже следует говорить о трехмерной нише, и т. д. На самом деле этих факторов множество и ниша мно­гомерна.

Экологическую нишу, определяемую только физиологиче­скими особенностями организмов, называют фундаментальной, а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе, —- реализованной.

Реализованная ниша — это та часть фундаментальной ни­ши, которую данный вид, популяция в состоянии «отстоять» в конкурентной борьбе. Конкуренция,по Ю. Одуму (1975, 1986), — отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же (табл. 4.1). Межвидовая конку­ренция — это любое взаимодействие между популяциями, ко­торое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкурен­ция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши.

Более или менее резкие границы между биоценозами можно наблюдать лишь в случаях резкого изменения факторов абиотической среды. Например, такие границы существуют между водными и наземными биоценозами, в местах, где происходит резкая смена минерального состава почвы и т.п. Часто количество видов в экотоне превышает их количество в каждом из граничащих биоценозов. Такая тенденция к увеличению разнообразия и плотности живых организмов на границах биоценозов и называется краевым (опушечным, граничным) эффектом. Наиболее отчетливо краевой эффект проявляется в зонах, отделяющих лес от луга (зона кустарников), лес от болота и т.д.

Интродуцированный, или чужеродный вид (от англ. Introduced species) — в биологии организм, некоренной, несвойственный для данной территории, преднамеренно или случайно завезённый на новое место в результате человеческой деятельности. Процесс освоения интродуцированного вида на новом месте называется интродукцией. Часто интродуцированные виды способны существенно изменить сложившуюся экосистему региона и стать причиной значительного сокращения или даже вымирания отдельных видов местной флоры и фауны.

15.Отношения организмов в биоценозах (трофические, топические, фабрические, форические).

Трофические отношения возникают тогда, когда один вид в биоценозе питается другим (либо его мертвыми остатками, либо продуктами его жизнедеятельности). Божья коровка, питающаяся тлей, корова на лугу, поедающая траву, волк, охотящийся на зайца, — все это примеры прямых трофических связей между видами.

При конкуренции двух видов из-за ресурса питания между ними возникает косвенная трофическая связь. Так, волк и лиса вступают в косвенные трофические связи при использовании такого общего пищевого ресурса, как заяц.

Топические отношения характеризуют изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого: например, отношения между деревьями и гнездящимися на них птицами, живущими на них насекомыми; отношения между организмами и их паразитами и т.п. Ель, затеняя почву, вытесняет светолюбивые виды; ракообразные поселяются на коже китов; мхи и лишайники располагаются на коре деревьев. Все эти организмы связаны друг с другом топическими связями.

Фабрические связи — тип биопенотических отношений, при которых особи одного вида используют для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида. Например, птицы строят гнезда из сухих веточек, травы, шерсти млекопитающих и т.п. Личинки ручейников используют для строительства кусочки коры, песчинки, обломки или раковины с живыми моллюсками.

Из всех типов биотических отношений между видами в биоценозе наибольшее значение имеют топические и трофические связи, поскольку они удерживают друг возле друга организмы разных видов, объединяя их в достаточно стабильные сообщества (биоценозы) разного масштаба.

Форические связи — участие одного вида в распространении другого. Если в роли распространителей семян, спор, пыльцы и т.п. выступают животные, то такой процесс называют зоохорией. Если животные переносят (транспортируют) других, более мелких животных, — это форезия. Характерной особенностью форезии является отсутствие паразитизма.

Перенос семян растений осуществляется обычно при помощи специальных приспособлений. Животные могут захватывать их пассивно. Так, за шерсть крупных млекопитающих могут цепляться своими шипами семена лопуха или череды и переноситься на большие расстояния.

Активно переносятся непереваренные семена, прошедшие через пищеварительный тракт животных, чаще всего птиц. Например, у грачей примерно треть семян выводится пригодными для прорастания. В ряде случаев адаптация растений к зоохории зашла так далеко, что у семян, прошедших через кишечник птиц и подвергшихся действию пищеварительных соков, повышается всхожесть. В переносе грибных спор большую роль играют насекомые.

Форезия животных — это пассивный способ расселения, свойственный видам, которым для нормальной жизнедеятельности необходим перенос из одного биотопа в другой. Личинки ряда клещей, находясь на других животных, например насекомых, расселяются при помощи чужих крыльев. Жуки-навозники иногда не в состоянии опустить свои надкрылья из-за густо скопившихся на их теле клещей. Птицы нередко переносят на перьях и лапках мелких животных или их яйца, а также цисты простейших. Икра некоторых рыб, например, выдерживает двухнедельное обсыхание. Вполне свежая икра моллюска была обнаружена на лапках утки, подстреленной в Сахаре в 160 км от ближайшего водоема. На короткие расстояния водоплавающие птицы могут переносить даже мальков рыб, случайно попавших в их оперение.

Яйца мелких ракообразных и некоторых рыб выдерживают «путешествие» через пищеварительный тракт птиц — еще один способ переселения. Вместе с хозяевами в соседние водоемы могут попасть и водяные клещи, паразитирующие налетающих насекомых, например на стрекозах.

16.Экосистемный подход в экологии. Классификация экосистем. Структура экосистемы. Продуценты, консументы, редуценты. Пищевые цепи и трофические уровни. Продуктивность экосистемы. Экологические пирамиды.

Экосистемный подход. При экосистемном подходе в центре внимания исследователя-эколога являются поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосферы. Наибольший интерес представляет установление функциональных связей, таких, как цепи питания, живых организмов между собой и с окружающей средой. Все связи оцениваются по их воздействию на установленный объект.

Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов. Это подтверждается простым сравнением водной и наземной экосистем. При резком различии в среде обитания и в образующих систему видах здесь четко просматривается сходство структуры и функциональных единиц этих двух экосистем.

В экосистемном подходе находит приложение концепция саморегуляции (гомеостаза), из которой становится ясно, что нарушение регуляторных механизмов, например в результате загрязнения среды, может привести к биологическому дисбалансу.

25

Экосистемный подход важен при разработке стратегии развития сельского хозяйства.

Изучение сообществ. При изучении сообществ исследуют растения, животных и микроорганизмы, которые обитают в различных биотических единицах, таких, как лес, луг, пустошь. Основное внимание уделяется определению и описанию видов, изучению факторов, ограничивающих их распространение. Одним из аспектов подобных исследований является получение научных данных о сукцессиях и климаксовых сообществах, что весьма важно для решения вопросов рационального использования природных ресурсов.

Популяционный подход. В современных популяционных исследованиях используются математические модели роста, самоподдержания и уменьшения численности тех или иных видов. Построение моделей связано с такими понятиями, как рождаемость, выживаемость и смертность. Популяционный подход обеспечивает теоретическую базу для понимания вспышек численности вредителей и паразитов, имеющих значение для медицины и сельского хозяйства, дает возможность борьбы с ними применением биологических методов, например использование хищников и паразитов вредителя, позволяет оценить критическую численность вида, необходимую для его выживания. Это особенно важно при организации заповедников, ведении сельского и охотничьего хозяйства, а в теоретическом плане - при изучении вопросов эволюционной и исторической экологии.

Изучение местообитаний. Анализ местообитания особо выделяют в связи с удобством проведения исследований. Он широко распространен в полевых исследованиях, так как местообитания легко поддаются классификации. Здесь изучают биотические компоненты экосистемы, основные факторы окружающей среды - эдафические, топографические и климатические, такие, как почва, вода, влажность, температура, свет и ветер. Анализ местообитаний имеет тесные связи с экосистемным подходом и изучением сообществ.

Эволюционный подход. Важный материал о характере вероятных будущих изменений мы можем получить, изучая, как экосистемы, сообщества, популяции и местообитания менялись во времени. Эволюционная экология рассматривает изменения, связанные с развитием жизни на Земле, позволяет понять основные закономерности, которые действовали'в экосфере до того момента, когда важным экологическим фактором, влияющим на большинство организмов и на физическую среду, стала деятельность человека. Эволюционный подход в исследованиях позволяет реконструировать экосистемы прошлого, используя палеонтологические данные (анализ пыльцы, ископаемые остатки и т.д.) и сведения о современных экосистемах.

Исторический подход. Историческая экология изучает изменения, связанные с развитием человеческой цивилизации и технологии, их возрастающее влияние на природу, охватывая период от неолита до наших дней. Используя исторические подходы, можно выявлять долговременные экологические тенденции, которые установить только путем изучения современных экосистем невозможно. Таковы, например, изменения климата, конвергентная эволюция, расселение видов растений и животных. Исторический подход дает больше новых теоретических идей в сравнении с анализом местообитаний.

Классификация экосистем:

1) микроэкосистемы (подушка лишайника, капля воды из озера, капля крови с клетками и т. д., рис. 53);

2) мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.);

3) макроэкосистемы (континент, океан);

4) глобальная экосистема (биосфера Зем­ли), или экосфера,  – интеграция всех экосистем мира.

 

Трофическая структура экосистемы состоит из двух ярусов:

1) верхнего – автотрофного яруса, или «зеленого пояса», включающего фотосинтезирующие организмы, создающие сложные органические молекулы из неорганических простых соединений

2) нижнего – гетеротрофного яруса, или «коричневого пояса» почв и осадков, в котором преобладает разложение отмерших органических веществ снова до простых минеральных образований.

1. Неживая (абиотическая) среда — это вода, минеральные вещества, газы, а также неживые органические вещества и гумус.

2. Продуценты (производители) — живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. Такую работу выполняют главным образом зеленые растения, производящие с помощью солнечной энергии из углекислого газа, воды и минеральных веществ органические соединения. Этот процесс называют фотосинтезом. При нем высвобождается кислород. Органические вещества, производимые растениями, идут в пищу животным и человеку, кислород используется для дыхания.

3. Консументы — потребители растительной продукции. Организмы, питающиеся только растениями, называют консументами первого порядка. Животных, питающихся только (или преимущественно) мясом, называют консументами второго порядка.

4. Редуценты (деструкторы, разлагатели) — группа организмов, которые разлагают остатки отмерших существ, например, растительные остатки или трупы животных, превращая их снова в исходное сырье (вода, минеральные вещества и углекислый газ), пригодное для продуцентов, превращающих эти составные части снова в органические вещества. К редуцентам относятся многие черви, личинки насекомых и другие мелкие почвенные организмы. Бактерии, грибы и другие микроорганизмы, превращающие живое вещество в минеральное, называют минерализаторами.

Типы пищевых цепей

Существует 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру. Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.

Органическое вещество, производимое автотрофами, называется первичной продукцией. Скорость накопления энергии первичными продуцентами называетсяваловой первичной продуктивностью, а скорость накопления органических веществ – чистой первичной продуктивностью. ВПП примерно на 20 % выше, чем ЧПП, так как часть энергии растения тратят на дыхание. Всего растения усваивают около процента солнечной энергии, поглощённой ими.

При поедании одних организмов другими вещество и пища переходят на следующий трофический уровень. Количество органического вещества, накопленного гетеротрофами, называется вторичной продукцией. Поскольку гетеротрофы дышат и выделяют непереваренные остатки, в каждом звене часть энергии теряется. Это накладывает существенное ограничение на длину пищевых цепей; количество звеньев в них редко бывает больше 6. Отметим, что эффективность переноса энергии от одних организмов к другим значительно выше, чем эффективность производства первичной продукции. Средняя эффективность переноса энергии от растения к животному составляет около 10 %, а от животного к животному – 20 %. Обычно растительная пища энергетически менее ценна, так как в ней содержится большое количество целлюлозы и древесины, не перевариваемых большинством животных.

Продуктивность экологической системы – это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию солнца в процессе фотосинтеза, образуя органическое вещество.

Различают разные уровни продуцирования, на которых создается первичная и вторичная продукция. Органическая масса, создаваемая продуцентами в единицу времени, называется первичной продукцией, а прирост за единицу времени массы консументов –вторичной продукцией.

Все живые компоненты экосистемы – продуценты, консументы, редуценты составляют общую биомассу (живой вес). Биомассу обычно выражают через сухой или живой вес, но можно выражать и в энергетических единицах – калориях, джоулях.

Трофические структуры можно выразить графически в виде экологических пирамид. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды.

Известны три основных типа экологических пирамид:

1) пирамиды биомассы, характеризующие массу живого вещества на каждом уровне;

2) пирамиды энергии, показывающие, изменение энергии на последующих трофических уровнях;

3) пирамиды чисел, отражающие численность организмов на каждом уровне.

В наземных экосистемах суммарная масса растений превышает массу всех растительноядных, а их масса превышает всю биомассу хищников. Для экосистемы океана пирамида биомассы имеет перевернутый вид, т. е характерна тенденция накапливания биомассы на более высоких уровнях.

Пирамиду чисел рекомендуют приводить в табличной форме. Более совершенной является пирамида энергии, она отражает расходование энергии в трофических цепях.

Знание энергетики экосистемы и количественных ее показателей позволяют точно учесть возможность изъятия из природной экосистемы того или иного количества растительной и животной биомассы без подрыва ее эффективности.

Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.

Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.

Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.

Пирамида чисел

Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. В экологии пирамида численностей используется редко, так как из-за большого количества особей на каждом трофическом уровне очень трудно отобразить структуру биоценоза в одном масштабе.

Чтобы уяснить, что такое пирамида чисел, приведем пример. Предположим, что в основании пирамиды 1000 т травы, массу которой составляют сотни миллионов отдельных травинок. Этой растительностью смогут прокормиться 27 млн кузнечиков, которых, в свою очередь, могут употребить в пищу около 90 тыс. лягушек. Сами лягушки могут служить едой 300 форелям в пруду. А это количество рыбы может съесть за год один человек! Таким образом, в основании пирамиды несколько сотен миллионов травинок, а на ее вершине — один человек. Такова наглядная потеря вещества и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой.

Иногда случаются исключения из правила пирамид, и тогда мы имеем дело с перевернутой пирамидой чисел. Это можно наблюдать в лесу, где на одном дереве живут насекомые, которыми питаются насекомоядные птицы. Таким образом, численность продуцентов меньше, нежели консументов.

Пирамида биомасс

Пирамида биомасс - соотношение между продуцентами и консументами, выраженное в их массе (общем сухом весе, энергосодержании или другой мере общего живого вещества). Обычно в наземных биоценозах общий вес продуцентов больше, чем консументов. В свою очередь, общий вес консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка, и т.д. Если организмы не слишком различаются по размерам, то на графике, как правило, получается ступенчатая пирамида с сужающейся верхушкой.

Американский эколог Р. Риклефс объяснял структуру пирамиды биомасс так: «В большинстве наземных сообществ пирамида биомасс сходна с пирамидой продуктивности. Если собрать все организмы, обитающие на каком-нибудь лугу, то вес растений окажется гораздо больше веса всех прямокрылых и копытных, питающихся этими растениями. Вес этих растительноядных животных в свою очередь будет больше веса птиц и кошачьих, составляющих уровень первичных плотоядных, а эти последние также будут превышать по весу питающихся ими хищников, если таковые имеются. Один лев весит довольно много, но львы встречаются столь редко, что вес их, выраженный в граммах на 1 м², окажется ничтожным».

Как и в случае с пирамидами чисел, можно получить так называемую обращенную (перевернутую) пирамиду биомасс, когда биомасса продуцентов оказывается меньше, чем консументов, а иногда и редуцентов, и в основании пирамиды находятся не растения, а животные. Это касается в основном водных экосистем. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса его в данный момент может быть меньше, чем у зоопланктона и конечного потребителя-консумента (киты, крупные рыбы, моллюски).

Пирамида энергии

Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь. На структуру биоценоза в большей степени оказывает влияние не количество фиксированной энергии, а скорость продуцирования пищи.

Все экологические пирамиды строятся по одному правилу, а именно: в основании любой пирамиды находятся зеленые растения, а при построении пирамид учитывается закономерное уменьшение от ее основания к вершине численности особей (пирамида чисел), их биомассы (пирамида биомасс) и проходящей через пищевые цени энергии (пирамида энергии).

В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии, согласно которому с одного трофического уровня на другой через пищевые цени переходит в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды. Остальная часть энергии тратится на обеспечение процессов жизнедеятельности. В результате процессов обмена организмы теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии. Следовательно, для получения, например, 1 кг окуней должно быть израсходовано приблизительно 10 кг рыбьей молоди, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона.

Общая закономерность процесса передачи энергии такова: через верхние трофические уровни энергии проходит значительно меньше, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и нет хищников, которые питались бы, к примеру, волками. В таком случае они просто не прокормились бы, настолько волки немногочисленны.

17.Динамика экосистем. Экологические суксцессии. Биогеоценозы.

Все многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, можно отнести к двум основным типам: циклические и поступательные.

Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления эндогенных ритмов организмов.

Суточные преобразования в биоценозах обычно выражены тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов среды днем и ночью.

Сезонная изменчивость биоценозов выражается в изменении не только состояния и активности, но и количественного соотношения отдельных видов в зависимости от циклов их размножения, миграций, отмирания отдельных генераций в течение года и т.п. На определенное время года многие виды практически полностью выключаются из жизни сообщества, переходя в состояние глубокого покоя (оцепенения, спячки), перекочевывая или улетая в другие биотопы или географические районы.

Сезонной изменчивости подвержена зачастую и ярусная структура биоценоза: отдельные ярусы растений могут полностью исчезать в соответствующие сезоны года, например, травянистый ярус, состоящий из однолетников. Сезонные ритмы сообществ наиболее отчетливо выражены в климатических зонах и областях с контрастными условиями лета и зимы.

Многолетняя изменчивость — нормальное явление в жизни любого биоценоза. Она зависит от изменений по годам метеорологических условий (климатических флюктуации) или других внешних факторов, действующих на сообщество (например, степени разлива рек). Кроме того, многолетняя периодичность может быть связана с особенностями жизненного цикла растений.

Происходящие изменения в сообществах экосистемы приводят, в конечном счете, к замене одного сообщества другим, с иным набором видов — доминантов. Причиной подобных замен могут быть внешние факторы, длительное время действующие в одном направлении: мелиоративное осушение болотных почв, загрязнение водоемов, перевыпас пастбищ и др. Если при этом усиливающееся влияние фактора приводит к постепенному упрощению структуры сообществ, обеднению их состава, снижению продуктивности, то подобные смены называют дигрессионными. Закономерный направленный процесс изменения сообществ в результате взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой называют сукцессией (рис. 1).

Рис. 1. Сукцессия при зарастании небольшого озера

Биогеоценоз – это комплексы взаимосвязанных видов (популяций разных видов), обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существованиями.

Основные компоненты биогеоценоза и связи между ними; растения – главное звено в экосистеме

Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения, которые, как известно, являются производителем органического вещества (продуцентами). А так как в биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные – потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков – преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты), то не трудно догадаться, почему растения являются главным звеном в экосистеме. А потому, что в биогеоценозе все потребляют органические вещества, или соединения образующиеся после распада органических веществ и ясно, что если растения – главный источник органического вещества исчезнут, то жизнь в биогеоценозе практически исчезнет.

Круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой природы. С другой стороны, чтобы в биогеоценозе был возможен круговорот веществ, необходимо наличие в экосистеме организмов, создающих органические вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и снова превращают их в неорганические соединения. Все организмы по способу питания разделяются на две группы – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. Следовательно, гетеротрофы зависят от автотрофов. В любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами. Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником энергии является Солнце. Движение вещества, вызванное деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток энергии в этом процессе имеет однонаправленный характер.

18.Агроэкосистемы.

Агроэкосистемы  (сельскохозяйственные экосистемы), создаваемые человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов (урожая), отличаются от природных рядом особенностей:

1. В агроэкосистеме живет меньше видов, чем в естественной экосистеме. Поэтому пищевые цепи в агроэкосистеме короткие, неразветвленные, из-за этого круговорот веществ неустойчивый, следовательно, самаагроэкосистема неустойчива. Если человек не будет за ней ухаживать (поливать, удобрять, пропалывать), то она разрушится, например, поле пшеницы зарастет, превратится в луг. Таким образом, естественная экосистема получает энергию только от солнечного света, а агроэкосистема – от Солнца и от человека (основной источник энергии для агроэкосистемы – всё-таки Солнце).

2. В агроэкосистеме живет очень много растений одного вида(монокультура), следовательно, создаются хорошие условия для консументов, питающихся этим видом (вирусов, бактерий, нематод, клещей, насекомых и т.п.). Поэтому в сельском хозяйстве обязательно надо бороться с вредителями. Основные способы:

ядохимикаты (плюс – дёшево, минус – уничтожаются естественные враги вредителей, так что их численность может, наоборот, возрасти);

биологические методы (использование естественных врагов – наездников против бабочек, божьих коровок против тли и т.п.);

севооборот (каждый год на поле выращивается другая культура, чтобы вредители не накапливались в почве)

3. В естественной экосистеме растения своими корнями забирают из почвы минеральные соли, затем растения поедаются консументами, разрушаютсяредуцентами, и соли возвращаются назад в почву – это замкнутый круговорот веществ. На поле пшеницы урожай собирается и вывозится, и минеральные соли в почву не возвращаются (незамкнутый круговорот веществ). Поэтому в сельском хозяйстве применяют удобрения – минеральные (соли) и органические (навоз).

19.Понятие и определение биосферы. Структура биосферы. Типы вещества.

Впервые понятие биосфера, как «область жизни», было введено в науку Ж.Б. Ламарном в начале 19 века, а в геологию Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под этим термином совокупность всех организмов. Это определение близко к современному понятию биота.

Вернадский пошел значительно дальше. Его «биосфера не есть только так называемая область жизни». Это единство живого и косного вещества планеты. Но не только. Это еще и связь с космосом, с космическими излучениями, принимаемыми нашей планетой, строящими ее биосферу.

Биосфера составляет верхнюю оболочку или геосферу, одной из больших концентрических областей нашей планеты Земли.

Если с понятием «биосферы» по Зюссу связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой, газообразной) живых организмов, то по В.И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы.

В таком случае под понятием биосферы понимается все пространство, где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть, где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности.

Биосфера охватывает часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и гидросферу. Верхняя граница биосферы проходит на высоте примерно 20 км над поверхностью Земли, а нижняя на 6-7-километровой глубине. Биосфера принципиально отличается от прочих земных оболочек поскольку является «комплексной». Она не только «покров» из живого вещества, но и среда обитания миллионов видов живых существ, в том числе и человека.

Вернадский не только сконкретизировал и очертил границы жизни в биосфере, роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической средообразующей) силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время обычно называют современной биосферой, или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам, или к белым биосферам.

Структура: Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.

Абиотическая часть представлена:

Почвой и подстилающими ее породами до глубины, где еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства.

Атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни.

Водной средой - океаны, реки, озера и т.п.

Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которых не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.

В основе биогенной миграции атомов в биосфере лежат два биохимических принципа:

стремиться к максимальному проявлению, к «всюдности» жизни;

обеспечить выживание организмов, что увеличивает саму биогенную миграцию.

Эти закономерности проявляются прежде всего в стремлении живых организмов «захватить» все мало-мальски приспособленные к их жизни пространства, создавала экосистему или ее часть. Но любая экосистема имеет границы, имеет свои границы в планетарном масштабе и биосфера.

При общем рассмотрении биосферы, как планетарной экосистемы, особое значение приобретает представление о ее живом веществе, как о некой общей живой массе планеты.

Под живым веществом В.И. Вернадский понимает все количество живых организмов планеты как единое целое.

Его химический состав подтверждает единство природы - он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов различное и строение молекул иное.

Типы вещ-ва:

Типы вещества биосферы Земли

 

Характер	Градации по исходному веществу	Типы вещества
вещества		земного происхождения	внеземного происхождения
Живое	биогенное	живое вещество (синонимы: биос, биота)	неизвестно
	абиогенное	неизвестно	неизвестно
Неживое	биогенное	биогенное вещество а) необиогенное б) палеобиогенное (синоним: органогенное вещество)	?
	абиогенное	абиогенное вещество земного происхождения (синоним: косное вещество)	абиогенное вещество внеземного происхождения (синоним: вещество космического происхождения)

Живое вещество биосферы есть совокупность всех ее живых организмов. Как ученый В.И. Вернадский понимает, что объект его исследований требует некоторых характеристик, а поэтому отмечает: "Я буду называть совокупность организмов, сведенных к массе, химического состава и энергии, живым веществом". Живое вещество в его понимании - это форма активной материи, и ее энергия тем больше, чем больше масса живого вещества. Понятие "живое вещество" ввел в науку В.И. Вернадский и понимал над ним совокупность всех живых организмов планеты.

В живом веществе, благодаря присутствию ферментов, химические реакции происходят в тысячи, а иногда и в миллионы раз быстрее, чем в неживой. Для жизненных процессов характерно то, что полученные организмом вещества и энергия перерабатываются и отдаются в значительно больших количествах. Например, масса насекомых, которых съедает синица за день, равна ее собственной массе, а некоторые гусеницы употребляют и перерабатывают за сутки в 200 раз больше еды, чем весят сами.

Индивидуальные химические элементы (белки, ферменты, а иногда и отдельные минеральные соединения синтезируются только в живых организмах).

Живое вещество стремится заполнить собой все возможное пространство. В.И. Вернадский называет две специфические формы движения живого вещества:

а) пассивную, которая осуществляется размножением, и присуща как животным, так и растительным организмам;

б) активную, которая осуществляется за счет направленного движения организмов (меньшей мерой характера для растений).

Живое вещество проявляет значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. В природе известно более 2 млн. органических соединений, которые входят в состав живого вещества, тогда когда количество минералов неживого вещества составляет около 2 тыс., то есть на три порядка ниже.

Живое вещество представлено дисперсными телами - индивидуальными организмами, каждый из которых имеет свой собственный генезис, свой генетический состав. размеры индивидуальных организмов колеблется от 2 нм у наименьших до 100 м (диапазон более 109). Крупнейшими из растений считаются секвойи, а из животных - киты. По мнению Вернадского, минимальные и максимальные размеры организмов определяются граничными возможностями их газового обмена со средой.

Будучи дисперсным, живое вещество никогда не попадается на Земле в морфологически чистой форме, например в виде популяционного вида. Она может существовать только в виде биоценоза: "… даже простенький биоценоз какого-то сухого соснячка на песочке есть группировка, которая состоит приблизительно из тысячи видов живых организмов".

Принцип Реди (флорентийский академик, врач и натуралист, 1626-1697: "все живое из живого" - является отличительной особенностью живого вещества, которое существует на Земле в форме беспрерывного чередования поколений и характеризуется генетической связью с живым веществом всех прошлых геологических эпох. Неживые абиогенные вещества, как известно, поступают в биосферу из космоса, ним же выносятся порциями из оболочки земного шара. Они могут быть аналогичными по составу, но генетической связи в общем случае у них нет. "Принцип Реди … не указывает на невозможность абиогенеза вне биосферы или при установлении наличия в биосфере (теперь или раньше) физико-химических явлений, не принятых при научном определении этой формы организованности земной оболочки".

Живое вещество в лице конкретных организмов, в отличие от неживого, осуществляет на протяжении своей исторической жизни грандиозную работу. По сути, только биогенные вещества метабиосферы - это интеграл массы живого вещества, тогда как масса неживого вещества земного происхождения является величиной постоянной в геологической истории: 1 г архейского гранита и сегодня остается 1 г того же вещества, а та же масса живого вещества, то есть 1 г, на протяжении миллиардов лет существовала за счет изменения поколений и все это время выполняла геологическую работу.

Газовая функция - осуществляется зелеными растениями, выделяющими кислород в процессе фотосинтеза, а также всеми растениями и животными, выделяющими углекислый газ в результате дыхания;

Концентрационная функция - проявляется в способности живых организмов накапливать в своих телах многие химические элементы (на первом месте — углерод, среди металлов — кальций);

Окислительно-восстановительная функция - выражается в химических превращениях веществ в процессе жизнедеятельности. В результате образуются соли, окислы, новые вещества. С данной функцией связано формирование железных и марганцевых руд, известняков и т.п.;

Биохимическая функция - определяется как размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества. Все это приводит к круговороту химических элементов в природе, их биогенной миграции;

Функция биогеохимической деятельности человека - связана с биогенной миграцией атомов, многократно усиливающейся под влиянием хозяйственной деятельности человека. Человек разрабатывает и использует для своих нужд большое количество веществ земной коры, в том числе таких, как уголь, газ, нефть, торф, сланцы, многие руды. Одновременно происходит антропогенное поступление в биосферу чужеродных веществ, причем в количествах, превышающих допустимое значение. Это привело к кризисному противостоянию человека и природы. Главной причиной надвигающегося экологического кризиса считается технократическая концепция, рассматривающая биосферу, с одной стороны, как источник физических ресурсов, с другой — как сточную трубу для удаления отходов.

Ноосфера (от греч. noos — разум) — это биосфера, разумно управляемая человеком. Ноосфера является высшей стадией развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным фактором развития на Земле.

Термин и понятие «ноосфера» были введены в науку французскими учеными — математиком Э. Леруа, философом П. Тейяром де Шарденом и В.И. Вернадским.

В.И. Вернадский вкладывал в понятие ноосферы принципиально иной смысл. По мнению ученого, ноосфера — материальная оболочка Земли, меняющаяся под воздействием людей, которые своей деятельностью так преобразуют планету, что могут быть признаны «мощной геологической силой». Эта сила своей мыслью и трудом перестраивает биосферу «в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого».

В.И. Вернадский подчеркивал, что возникновение ноосферы как части биосферы есть природное явление, гораздо более глубокое и мощное в своей основе, чем человеческая история. «...Все человечество, вместе взятое, представляет ничтожную массу вещества планеты. Мощь его связана не с его материей, но с его мозгом, разумом и направленным этим разумом его трудом. Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше». Вернадский понимал под ноосферой новый этап в развитии биосферы, этап разумного регулирования отношений между человеком и природой.

Ноосфера должна представлять собой не просто общество, существующее в определенной среде, и не просто среду, подвергшуюся сильному воздействию человечества, а интегрированное целое, в котором объединены развивающееся общество и изменяемая природа.

В понятии устойчивого развития, принятом на всемирной конференции в Рио-де-Жанейро в 1992 г., ряд положений напомнил идею Вернадского о ноосфере, а в «Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» (1996) прямо записано, что «движение человечества к устойчивому развитию в конечном счете приведет к формированию предсказанной В.И. Вернадским сферы разума (ноосферы)...» За идеей ноосферы закрепился государственный статус.

21.Гипотезы происхождения жизни на Земле.

Креационизм (лат. сгеа — создание). Согласно этой концепции, жизнь и все населяющие Землю виды живых существ являются результатом  творческого акта высшего существа в какое-то определенное время. Основные положения креационизма изложены в Библии, в Книге Бытия. Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а поэтому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни отвергнуть эту концепцию. 

Самопроизвольное (спонтанное) зарождение. Идеи происхождения живых существ из неживой матёрии были распространены в Древнем Китае, Вавилоне, Египте. Крупнейший философ Древней Греции Аристотель высказал мысль о том, что определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.  

Гипотеза панспермии. Согласно этой гипотезе, предложенной в 1865г. немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррёниусом в 1895 г., жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с мётеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и  другим воздействиям. Однако до сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение микроорганизмов, найденных в метеоритах. Но если бы даже они попали на Землю и дали начало жизни на нашей планете, вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа.  

Гипотеза биохимической эволюции. В 1924 г. биохимиком А. И. Опариным, а позднее английским ученым Дж. Холдейном (1929) была сформулировала гипотеза, рассматривающая жизнь как результат длительной эволюции углеродных соединений.            Современная теория возникновения жизни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сформулирована в 1947 г. английским ученым Дж. Берналом. В настоящее время в процессе становления жизни условно выделяют четыре этапа:  1. Синтез низкомолекулярных органических соединении (биологических мономеров) из газов первичной атмосферы.  2. Образование биологических полимеров.  3. Формирование фазообособленных систем органических веществ, отделенных от внешней среды мембранами (протобионтов).  4. Возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в том числе репродуктивным аппаратом, обеспечивающим передачу дочерним клеткам свойств клеток родительских.             Первые три этапа относят к периоду химической эволюции, а с четвертого начинается эволюция биологическая.  

ПЕРВИЧНЫЙ БУЛЬОН»

В 1923 г. российский учёный Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений — аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов — молний. Возможно, эти органические вещества постепенно накапливались в Древнем океане, образуя первичный бульон, в котором и зародилась жизнь.               По гипотезе А. И. Опарина, в первичном бульоне длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть побольше, а потом — в один крупный шарик. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией (от лат. соасеrvus — «сгусток»), а получившиеся тела — коацерватными каплями, или просто коацерватами. С течением времени коацерваты поглощали из окружавшего их  раствора всё новые порции вещества, их структура усложнялась до тех пор, пока они не превратились в очень примитивные, но уже живые клетки

22.Круговороты веществ в природе.Большой и малый круговорот веществ. Круговороты воды, азота, фосфора, серы, углерода и кислорода.

Геологический круговорот наиболее четко проявляется в круговороте воды и циркуляции воздушной массы в атмосфере. Круговорот воды в океане и на суше обеспечивает равномерную жизнь на Земле. Круговорот воды в природе состоит из 3 основных течений: осадков, испарений, переноса влаги. Осадки поступают в результате испарения опять в атмосферу. Поверхностные и грунтовые воды стекают в океан, а водяные пары с помощью атмосферных воздушных потоков переносятся с океана на сушу.

Малый круговорот веществ иногда называют биологическим.На базе большого круговорота возникает малый, но он охватывает только отдельные экосистемы. Малый круговорот веществ оказывает влияние на процессы большого круговорота. В процессе малого круговорота веществ вещества и энергия поступают извне, а вещества и энергия, выделяемые экосистемой, поступают опять в биосферу. В связи с этим биоилгический круговорот рассматривают как обмен веществ и энергии в экосистемах или отдельгом организме. С появлением на Земле живых организмов химические элементы беспрерывно циркулируют,наприер круговорот азота, углеродаи других химических элементов.

Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения,конденсации и осадков.

Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше— положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Большую её часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую — пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар.

На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование живых организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.

Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды.

23.Биологическое разнообразие как основа стабильности биосферы. Значение сохранения биологического разнообразия. Пути сохранения биоразнообразия и генофонда биосферы.

Биологическое разнообразие (биоразнообразие) — это разнообразие всего живого на Земле — от генов до экосистем. В его основе лежит видовое разнообразие. Оно включает миллионы видов животных, растений, микроорганизмов, живущих на нашей планете. Однако биоразнообразие охватывает и всю совокупность природных экосистем, которые слагаются этими видами. Таким образом, под биоразнообразием следует понимать разнообразие организмов и их природных сочетаний. На основе биоразнообразия создается структурная и функциональная организация биосферы и составляющих ее экосистем, которая определяет их стабильность и устойчивость к внешним воздействиям.

Существует три основных типа биоразнообразия:

генетическое, отражающее внутривидовое разнообразие и обусловленное изменчивостью особей;

видовое, отражающее разнообразие живых организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов);

разнообразие экосистем, охватывающее различия между типами экосистем, средами обитания и экологическими процессами. Разнообразие экосистем отмечается не только по структурным и функциональным составляющим, но и по масштабу — от биоценоза до биосферы.

Все типы биологического разнообразия взаимосвязаны: генетическое разнообразие обеспечивает разнообразие видов; разнообразие экосистем и ландшафтов создает условия для образования новых видов; повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический потенциал живых организмов биосферы. Каждый вид вносит свой вклад в разнообразие, и с этой точки зрения не существует бесполезных или вредных видов.

Биологическое разнообразие является главным источником удовлетворения многих потребностей человека и служит основой его приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды. Практическая ценность биоразнообразия заключается в том, что это по сути неиссякаемый источник биологических ресурсов. Это прежде всего продукты питания, лекарства, источники сырья для одежды, производства строительных материалов и т.д. Биоразнообразие имеет огромное значение для организации отдыха человека.

Экономическая – включение биоразнообразия в макроэкономические показатели страны; потенциальные экономические доходы от биоразнообразия, в их числе: прямые (медицина и сырье и материалы для селекции и фармации и т. д.), и косвенные (экотуризм), а также издержки – восстановление разрушенного биоразнообразия. Управленческая – создание партнерства путем вовлечения в совместную деятельность государственных и коммерческих организаций, армии и флота, негосударственных организаций, местного населения и всей общественности. Юридическая – включение терминов и понятий, связанных с биоразнообразием, во все соответсвующие законодательные нормы, создание правовой поддержки сохранения биоразнообразия. Научная - формализация процедур принятия решений, поиск индикаторов биоразнообразия, составление кадастров биоразнообразия, организация мониторинга.

24.Понятия: «природные условия» и «природные ресурсы». Сущность, сходство и различия. Классификация природных ресурсов. Ресурсообеспеченность. Рациональное и нерациональное природопользование. Экологический кризис и экологическая катастрофа.

Природные условия — это совокупность свойств окружающей нас природы, которые так или иначе существенно влияют на жизнь человека. Имеются в виду естественные условия здоровья, труда и отдыха населения, которыми характеризуется природная среда на определенной территории. 

С точки зрения потребностей общества все тела и силы природы могут быть условно подразделены на две группы: непосредственно участвующие в материальном производстве и сфере нематериальных услуг (природные ресурсы) и все остальные (обычно относимые к природным условиям) . Природные условия — это элементы природы, которые непосредственно не используются в процессе производства, но оказывают влияние на жизнедеятельность людей. Природные условия могут благоприятствовать (оптимальный температурный режим, достаточная увлажненность воздуха и т. п. ) или негативно сказываться на хозяйственной деятельности человека. Высокогорный рельеф, суровый климат, вечная мерзлота, болота, пустыни затрудняют хозяйственное освоение территории. Природные (или естественные) ресурсы — это тела и силы природы, которые при данном уровне развития производительных сил могут быть использованы в качестве предметов потребления (питьевая вода, дикорастущие растения, промысловые животные, рыба и т. п. ) или средств производства (предметов и средств труда) , составляя его сырьевую и энергетическую базу.

Географическая оболочка Земли обладает огромными и разнообразными природными ресурсами. Многие природные ресурсы, разведанные и добытые, становятся сырьем для разнообразных отраслей материального производства. В свою очередь сырьевые материалы, вовлеченные в производство, превращаются уже в экономические ресурсы. Современная промышленность мира потребляет огромное количество сырья. Его стоимость в суммарных затратах на производство промышленной продукции составляет около 75%. Это обстоятельство ставит перед многими странами очень острые проблемы обеспечения основными видами сырья.

Размещение природных ресурсов по Земле неравномерно. Это объясняется различиями в климатических и тектонических процессах на планете и различными условиями образованияполезных ископаемых в прошлые геологические эпохи. Далеко не одинаковы и запасы отдельных видов ресурсов, поэтому не только между странами, но и между крупными регионами мира существуют заметные различия в уровне обеспеченности их природными ресурсами.

Неравномерность размещения природных богатств на планете, с одной стороны, способствует развитию международных экономических связей, международного разделения труда. Но с другой стороны — порождает определенные экономические трудности у стран, бедных природными ресурсами.

Ресурсообеспеченность стран зависит не только от бедности или богатства территории природными богатствами. Она зависит также от масштабов их потребления, извлечения. Таким образом, под ресурсообеспеченностью понимают соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования.

Данную проблему можно рассматривать на разных уровнях. Во второй половине XX века возникла угроза регионального и даже глобального дефицита некоторых природных ресурсов.

Чтобы правильно ориентироваться в огромном разнообразии природных ресурсов и использовать их, ученые разработали определенную классификацию.

Нерациональное природопользование

Нерациональное природопользование - это система природопользования, при которой в больших количествах и не полностью используются легкодоступные природные ресурсы, что приводит к быстрому истощению ресурсов. В этом случае производится большое количество отходов и сильно загрязняется окружающая среда.

Нерациональное природопользование характерно для хозяйства, развивающегося путем нового строительства, освоения новых земель, использования природных ресурсов, увеличения числа работающих. Такое хозяйство приносит сначала неплохие результаты при сравнительно низком научно-техническом уровне производства, но быстро приводит к уменьшению природных и трудовых ресурсов.

Рациональное природопользование

Рациональное природопользование — это система природопользования, при которой достаточно полно используются добываемые природные ресурсы, обеспечивается восстановление возобновляемых природных ресурсов, полно и многократно используются отходы производства (т.е. организовано безотходное производство), что позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды.

Рациональное природопользование характерно для интенсивного хозяйства, которое развивается на основе научно-технического прогресса и хорошей организации труда при высокой производительности труда. Примером рационального природопользования может быть безотходное производство, в котором полностью используются отходы, в результате чего снижается расход сырья и сводится к минимуму загрязнение окружающей среды.

Одним из видов безотходного производства является многократное использование в технологическом процессе воды, взятой из рек, озер, буровых скважин и т.д. Использованная вода очищается и вновь участвует в производственном процессе.

Экологический кризис – экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми отрицательными изменениями окружающей среды, и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, обусловленное несоответствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Экологический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Экологическая катастрофа – экологическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная  аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона. Различие между экологическим кризисом и экологической катастрофой состоит в том, что кризис – обратимое явление, в котором человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа – необратимое явление, и человек уже лишь пассивная, страдающая сторона. По масштабам распространения различают локальный, местный, территориальный, региональный, федеральный, трансграничный и глобальный, общий для биосферы, экологический кризис. Экологическая катастрофа также может быть локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем. Глобальная экологическая катастрофа - гипотетическое происшествие, которое возможно в случае превышения допустимого предела неким внешним или внутренним воздействием (или серией воздействий) на глобальную экологическую систему – биосферу. 

25.Учёт природных ресурсов. Лицензирование. Лимиты. Платность природных ресурсов.

Учет природных ресурсов должен вестись по объектам и единым классификационным единицам, принятым для каждого вида природного ресурса в соответствующем кадастре (КТКПР) включает следующие важнейшие блоки:

 • блок адресноправовой (информация о пространственном размещении ресурсов, их имущественном статусе, субъектах владения);

• блок количественных и качественных оценок (базы данных о количестве и качестве природных ресурсов);

• блок экономической оценки отдельных видов природных ресурсов;

• сводный блок экономической оценки природноресурсного потенциала территорий;

• блок прогнозирования состояния и оценки природноресурсного потенциала территорий.

Модель функционирования КТКПР в табл.9. При формировании информационной базы по природным ресурсам посредством КТКПР возникают следующие проблемы. Первая связана с отсутствием достаточно разработанной нормативноправовой базы, определяющей полномочия субъектов РФ по владению природными ресурсами, а значит и формированию информации.

В действующем пакете природноресурсных законов правовым актам, непосредственно связанным с созданием информационной базы, уделено недостаточно внимания. Следующий круг проблем при формировании КТКПР связан с экономическими взаимоотношениями различных структур в условиях рынка. Необходимо методически обосновать и рассчитать рыночные цены на информацию, которые бы включили в себя возмещение затрат организациям ее собирающим и поставляющим.

Поскольку большая часть природных богатств страны находится в собст­венности государства, оно предоставляет их в пользование гражданам и юридическим лицам посредством выдачи специальных документов на поль­зование - лицензий. Лицензирование - это один из способов, с помощью которого государство осуществляет регулирование и контроль в сфере при­родопользования и охраны окружающей среды.

Лицензия представляет собой разрешение на ведение определенного вида деятельности до использованию природных ресурсов, например, заготов­ку древесины, добычу полезных ископаемых, сельскохозяйственную разра­ботку земель, осуществление охоты и т. д.

В каждой сфере природопользования применяются свои виды лицензий или приравненных к ним разрешительных документов: при использовании лесов - лесорубочный и лесной билеты, вод - лицензии на водопользование и разрешительные лицензии, недр - лицензии на пользование недрами, жи­вотного мира - долгосрочные и именные разовые лицензии, атмосферного воздуха - разрешения на выброс загрязняющих веществ и др.

Виды лицензий, их форма и содержание, а также порядок и условия вы­дачи регулируются законодательством: федеральными законами «О лицен­зировании отдельных видов деятельности» 1998 г., «О животном мире», Вод­ным кодексом РФ, Лесным кодексом РФ, Законом РФ «О недрах» и др., а также подзаконными нормативными актами, например, Положением о лицензировании отдельных видов деятельности в области охраны окружаю­щей среды 1996 г., Положением о лицензировании пользования недрами 1992 г., Положением о порядке предоставления и аннулирования лицензий на осуществление деятельности по обеспечению регулируемого туризма и отдыха на территориях национальных парков 1996 г. и др.

В содержание лицензий на право пользования природными ресурсами, как правило, входят сведения о предоставляемом природном объекте, субъ­екте права природопользования, о целях и способах использования природ­ного объекта, его пространственных границах, сроках, объемах и условиях пользования, требованиях по рациональному использованию и охране окру­жающей природной среды и др.

Лицензии выдаются специально уполномоченными федеральными орга­нами экологического управления и их территориальными подразделениями. Правами по выдаче лицензий, в частности, обладают органы системы Мини­стерства природных ресурсов РФ, Государственного комитета РФ по охране окружающей среды, Федеральной службы лесного хозяйства России и др.

Лицензия предоставляется на основании заявления лица, желающего стать природопользователем. В большинстве случаев процедура предостав­ления лицензии достаточно сложна и предполагает принятие компетентным государственным органом (Правительством РФ, органом исполнительной власти субъекта РФ, специально уполномоченным органом экологического управления) решения о предоставлении природного ресурса в пользование, а также может включать предварительное проведение конкурсов или аукци­онов (например, при получении концессии на пользование недрами и леса­ми) или последующее заключение договора на пользование природным ре­сурсом в соответствии с лицензией (например, при предоставлении водных объектов). Предусмотрена также обязательная государственная регистрация лицензий и договоров на природопользование.

Лимиты на природопользование — предельно допустимые объемы природных ресурсов, выбросов (сбросов) загрязняющих веществ, размещения отходов производства, которые устанавливаются для предприятий-природопользователей на определенный срок. Так, например, устанавливают лимиты потребления вод промышленного использования, нормы отвода земель для автомобильных дорог, лимиты по отлову животных, расчетную лесосеку и т. д. За превышение лимитов предусматривается дополнительная плата.

_______________

Плата изымается:

в пределах установленных лимитов,

за сверхлимитное и нерациональное использование природных ресурсов,

на воспроизводство и охрану природных ресурсов.

Платежи устанавливаются с учетом кадастровой оценки.

Формы платежей могут быть различными:

За лес - арендная плата и подати

За водные ресурсы - регулярные платежи

За землю - земельный налог и арендная плата

Плата за негативное воздействие на окружающую среду

26. Экологическое право. Источники экологического права. Государственные органы охраны окружающей среды. Юридическая ответственность за экологические правонарушения.

Экологическое право — особое комплексное образование^[1], представляющее собой совокупность правовых норм, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия общества иприроды^[2]. В сегодняшней юридической науке существует два основных (с некоторыми вариациями) подхода к тому, какие общественные отношения в области взаимодействия общества и природы следует включать в предмет экологического права.^[3] Первый из них заключается в том, чтобы рассматривать в качестве предмета эколого-правового регулирования только общественные отношения в областиохраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.^[4] Второй — в том, чтобы помимо упомянутого включать в предмет экологического права общественные отношения в областииспользования природных ресурсов.^[5]

Экологическое право и формируемое на его основе экологическое законодательствоосновывается на ряде принципов:

Право на благоприятную окружающую среду (в России — одно из конституционных экологических прав, закреплено в ст. 42 Конституции РФ)

Предотвращение вреда окружающей среде

Охрана жизни и здоровьячеловека

Демократизация экологического права

Гуманность

Обеспечение рационального использования природных ресурсов

Устойчивое экологически обоснованное экономическое и социальное развитие

Сохранение и защита экологического равновесия

Свободный доступ к экологической информации(в России — одно из конституционных экологических прав, закреплено в ст. 42 Конституции РФ)

Платность природопользования (в российском экологическом законодательстве сформулирован как «Платность природопользования, возмещение вреда окружающей среде», подробнее см.Принцип платности природопользования, возмещения вреда окружающей среде)

Разрешительный порядок воздействия на окружающую среду

Плата за негативное воздействие на окружающую среду

Экосистемный подход к правовому регулированию охраны окружающей среды и природопользованию

Ответственность за нарушение требований экологического законодательства

В системе экологического права России принято выделять: общую, особенную и специальную части. Общая часть — положения, обслуживающие институты особенной части. Особенная часть — институты, имеющие целевое назначение в силу специфики объекта (предмета использования или охраны). Специальная часть — экология и космос, международное экологическое право, сравнительное экологическое право.

Общая часть содержит, в том числе, такие институты как:

право собственности на природные объекты;

право природопользования;

государственное регулирование природопользования и охраны окружающей среды;

эколого-правовая ответственность.

Особенная часть включает:

Эколого-правовой режим природных объектов: землепользования, недропользования, водопользования, лесопользования, пользования животным миром;

Эколого-правовая охрана (защита) отдельных компонентов природной среды: атмосферного воздуха, защита природных объектов, в том числе ООПТ;

Эколого-правовой режим и охрана природно-антропогенных систем: эколого-правовой режим использования и охраны объектов с/х, эколого-правовой режим населённых пунктов, рекреационных и лечебно-оздоровительных зон; правовое регулирование обращения с отходами производства и потребления и т. д.

Специальная часть экологического права посвящается основным чертам международной правовой охраны окружающей природной среды, сравнительно-правовому анализу отечественного и зарубежного экологического права.

Ответственность за экологические правонарушения - это предусмотренные законодательством меры принуждения государственно-правового характера, вызванные совершением экологического правонарушения. Эколого-правовая ответственность предусмотрена экологическим законодательством и возлагается специально уполномоченными на то государственными органами. Основанием эколого-правовой ответственности является причинение вреда окружающей природной среде, жизни и здоровью человека и его имуществу.

Субъектами экологических правонарушений могут быть физические и юридические лица Российской Федерации, иностранные физические и юридические лица, а также лица без гражданства.

Под юридической ответственностью за экологические правонарушения понимается возложение на нарушителя природоохранных норм обязанности претерпевать неблагоприятные последствия за совершенное экологическое правонарушение.

Юридическая ответственность за экологические правонарушения выполняет четыре основные функции:

превентивную - предупреждение новых экологических правонарушений;

стимулирующую к соблюдению экологических норм;

компенсационную - возмещение вреда окружающей среде и здоровью человека;

карательную - наказание лица, совершившего экологическое правонарушение.

За совершение дисциплинарного проступка, то есть неисполнение или ненадлежащее исполнение работником по его вине возложенных на него трудовых обязанностей, работодатель имеет право применить следующие дисциплинарные взыскания:

замечание;

выговор;

увольнение по соответствующим основаниям.

27.Экологическая экспертиза.

Экологическая экспертиза — установление соответствия документов и (или) документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность, экологическим требованиям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.^[1] Виды экологической экспертизы

Согласно ФЗ «Об экологической экспертизе», в Российской Федерации осуществляются государственная экологическая экспертиза и общественная экологическая экспертиза.

Проведение первой обязательно для всех строительных объектов и проводится экспертной комиссией, которая формируется федеральным органом исполнительной власти в области экологической экспертизы. Вторая организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций (объединений), а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями.

Принципы экологической экспертизы

Экологическая экспертиза основывается на принципах^[1]:

презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;

обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;

комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и их последствий;

обязательности учёта требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;

достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;

независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;

научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;

гласности, участия общественных организаций (объединений), учёта общественного мнения;

ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы.

28.Нормирование. Санитарно-гигиенические нормативы (ПДК, ПДУ, ОБУВ, ДОК, МДУ). Производственно-хозяйственные нормативы (ПДВ, ПДС).

Преде́льно допусти́мая концентра́ция (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

На состояние растений и животных могут отражаться концентрации, существенно меньше ПДК. Например, загрязнения воздуха сернистым газом до концентрации в 10 раз меньшей ПДК вызывает хроническое или кратковременное поражение листьев растений, замедление роста, снижение урожайности.

Для воздушной среды

Для атмосферного воздуха населённых мест и закрытых помещений СанПиН 2.1.6.1032-01

ПДК_сс— среднесуточное,

ПДК_мр— максимально-разовое,

Для воздуха рабочей зоны ГОСТ 12.1.005-88

ПДКмр.рз— максимальное разовое в рабочей зоне,

ПДКсс.рс— среднесменная в рабочей зоне,

Для водной среды

ПДКв1 — водных объектов 1-й категории водопользования,

ПДКв2 — водных объектов 2-й категории водопользования,

ПДКрыбхоз - для водоёмов рыбохозяйственного назначения (см. нормативы 2010 года),

Классы загрязнённости водыопределяются исходя из частоты и кратности превышения ПДК по набору показателей

Для почвы

ПДКп.

Для продуктов питания

ПДКпп

Предельно-допустимый уровень (сокращённо ПДУ) — законодательно утверждённая верхняя граница величины уровня факторов, при воздействии которых на организм периодически или в течении всей жизни не возникает заболевания или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ БЕЗОПАСНЫЙ УРОВЕНЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ (ОБУВ) — временный ориентировочный гигиенический норматив содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест, в водоемах, продуктах питания. Определяется путем расчета по параметрам токсикометрии и по физико-химическим свойствам. Утверждается Минздравом России на ограниченный срок (2—3 года), после чего должен быть заменен ПДК, переутвержден на новый срок или отменен в зависимости от перспективы применения вещества и имеющейся информации о его токсичных свойствах.

МДУ — максимально допустимые уровни содержания в пищевых и фуражных продуктах пестицидов или других ксенобиотиков, которые безопасны для здоровья человека.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) — норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов.

Предельно допустимый сброс – это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Предельно допустимым сбросом считается:

масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе или на участке водного объекта (с учетом вида водопользования).

масса вещества в возвратной воде, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе или недопущения ухудшения сформировавшегося качества воды, если оно хуже нормативного.

29.Мониторинг окружающей среды.

Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.^[1]

Мониторинг осуществляется на стационарных станциях наблюдения, при маршрутных исследованиях, а также с помощью дистанционных методов — авиационных и космических. О степени антропогенного воздействия на окружающую среду можно судить по интенсивности  загрязнения приземного слоя атмосферы, снижению плодородия почв, запасов и качества пресной воды, аридизации или заболачиванию местности, по снижению запасов минеральных ресурсов. Уровень локального загрязнения атмосферы определяют сравнивая импактный и фоновый уровни загрязнения. Характер и меру нарушения природных комплексов оценивают путем сопоставления их с охраняемыми, заповедными территориями, стационарными опытными участками, а также по поведению животных (их миграциям, изменению пищевых связей и т.п.).

В осуществлении различных разделов мониторинга окружающей среды участвует несколько ведомствам: Госкомэкология, Росгидромет, РАН, Роскомнедра, Госгортехнадзор, Госсанэпиднадзор, Роскомвод, Российское космическое агентство. В Российской Федерации в середине 1990‑х годов продолжаются работы по созданию Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ). В рамках работ по развитию ЕГСЭМ предполагается разработка Межгосударственной системы экологического мониторинга государств СНГ, а также интеграция в международные эколого-информационные системы. Для обеспечения необходимого и достаточного контроля за источниками антропогенного загрязнения вод, воздуха и почв на базе сети специализированных инспекций аналитического контроля (СИАК) создана система экологического аналитического контроля, которая охватывает все 89 субъектов Федерации практически на всех уровнях (областном, городском, межрайонном и т.д.).

30.Загрязнение. Понятие. Классификация.

Загрязнение — это принесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах, приводящее к негативным воздействиям.

Биологическое— загрязнителем являются не свойственные экосистеме организмы. Наиболее известный пример — бесконтрольно расплодившиеся вАвстралиикролики

Микробиологическое— например внесение в акваторию Мексиканского залива нефтеядных искусственно созданных бактерий

Механическое— загрязнение химически инертныммусором, протаптывание тропинок и прочее механическое воздействие на среду.

Космический мусор

Химическое— загрязнителем являются вредные химические соединения.

Аэрозольные загрязнения— загрязнитель-аэрозоль (система маленьких частиц)

Физическое

Тепловое— излишний нагрев среды.

Световое— излишнее освещение. См. такжеДвижение за тёмное небо.

Шумовое

Электромагнитное— загрязнениерадиоэфира; может мешать как жизнедеятельности некоторых организмов, так ирадиоприёму.

Радиоактивное— превышение естественного радиоактивного фона.

Визуальное загрязнение— порча естественных пейзажей постройками, проводами, мусором, беспорядочно расположенными рекламными щитами, шлейфами самолётов и т. д.

31.Атмосфера. Загрязнение атмосферы. Источники и состав загрязнителей. Меры по охране атмосферного воздуха. Нормирование загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Загрязнение атмосферы Земли — принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

По данным Международного агентства по изучению рака Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение воздуха является главной причиной возникновения онкологических заболеваний^[1].

Виды загрязнения[править | править исходный текст]

По источникам загрязнения:

естественное

антропогенное

По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы:

физическое — механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные видыэлектромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.)

химическое — загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, пыль ирадиоактивные изотопы

биологическое — в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий игрибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

Источники загрязнения[править | править исходный текст]

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)

Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:

— Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;

— Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;

— Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

Радиоактивные загрязнители.

Очистные фильтры являются главным путем борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется способом пропускания их посредством разнообразные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Очистка промышленных отходов не лишь предохраняет атмосферу от загрязнений, хотя и дает дополнительное сырье и при- были предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского комбината обеспечивает санитарную очистку и по- лучение дополнительно большинства тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружения- ми улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами одного алюминиевого завода -- 98% выше терявшегося фтора, что дает 300 тыс. долларов выручки в год.

В качестве частных решений охраны воздуха от выхлопных га- зов автомобилей возможно указать на установку фильтров и дожигающих устройств, замену добавок, содержащих свинец, организацию движения транспорта, которая уменьшит и исключит постоянную смену режимов вакантного места двигателей (дорожные развязки, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т.д.). Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутреннего сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается за- мена бензина свежими видами горючего, к примеру смесью разнообразных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили. Озеленение городов и промышленных центров: зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72% взвешенных частиц пыли и до 60% диоксида серы. Следовательно в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз менее, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в немалой мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей. Для поддержания чистоты воздуха огромное значение вмещает панировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоя- щей из зеленых насаждений. Нужно учитывать направление главных ветров (розу ветров), рельеф местности и наличие водоемов, располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны лучше размещать вдали от жилых кварталов либо за пределами города.

Нормы качества воды водных объектов включают: общие требования к составу и свойствам воды, водных объектов в зависимости от вида водопользования; перечень ПДК нормированных веществ в воде водных объектов для различных видов водопользования. Все водопользователи и водопотребители обязаны соблюдать условия, которые обеспечивают качество воды, соответствующее установленным для данного водного объекта нормативам. Существуют и некоторые общие требования к составу и свойствам воды (примеси, взвешенные вещества, окраска, запахи, привкусы, рН, Т, минерализация, токсичность, количество растворённого кислорода и т. д.). ПДК природных вод – концентрация индивидуального вещества в воде, при превышении которой она непригодна для установленного вида водопользования. При концентрации вещества равной или меньше ПДК вода так же безвредна, как и вода, в которой полностью отсутствует данное вещество. Характер воздействия одних и тех же загрязняющих веществ на человека и водные экосистемы может быть разным. Многие химические вещества могут тормозить естественные процессы самоочищения, в основном биохимическое окисление органики, что приводит к ухудшению общего санитарного состояния водоёма (дефициту кислорода, гниению, появлению сероводорода, метана и т. д.). В этом случае ПДК устанавливают по общесанитарному признаку вредности. Промышленные стоки и содержащиеся в них вредные вещества могут изменить органолептические свойства воды (мутность, запах, привкус, Т), что приводит к отказу от её использования. В этом случае устанавливают предельные концентрации, не воспринимаемые органами чувств человека, т. е. по органолептическому признаку вредности. Часто они бывают более жёсткими, чем установленные по другим признакам вредности. Присутствие в воде нефти в концентрациях, незначительно превышающих ПДК для хозяйственно-питьевого водоснабжения, вызывает появление специфического запаха. При концентрации нефти 0,1 – 0,2 мг/дм3 выловленная рыба имеет неустранимый даже после приготовления нефтяной привкус. Вредные вещества могут оказывать токсическое действие при непосредственном контакте или попадании в организм. Для этих веществ устанавливают ПДК по токсикологическому признаку вредности. Для одного и того же вещества могут быть установлены разные предельные концентрации по признакам вредности. Например, ионы Cu оказывают токсическое действие при концентрации 10 мг/л, нарушают процессы самоочищения при концентрации 5 мг/л, а придают привкус воде при 1,0 мг/л. При нормировании качества воды водоёмов ПДК устанавливается по лимитирующему признаку вредности – ЛПВ. ЛПВ – признак вредного действия вещества, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией. ЛПВ создаёт некоторый запас надёжности по двум другим признакам вредности. В примере это концентрация, равная 1,0 мг/л, выбранная по органолептическому признаку. В перечне ПДК всегда указывается ЛПВ и класс опасности вещества. Кроме того, одно и то же вещество для водоёмов, используемых для нужд населения, может нормироваться по одному ЛПВ, а для рыбохозяйственных – по другому. Например, ионы Cu для хозяйственно-питьевого водопользования нормируются по органолептическому ЛПВ (1,0 мг/л), а для рыбохозяйственных водоёмов – по токсикологическому (10 мг/л). Если водоём используется для нескольких видов водопользования, то в качестве ПДК выбирается самая низкая (самая жёсткая) ПДК вещества. ПДК, принятые для водных загрязнителей, не могут служить надёжными критериями при объективной оценке качества воды. Различия между ПДК разных стран весьма значительны. В России рыбохозяйственная и санитарно-бытовая ПДК мышьяка составляет 0,05 мг/л, а европейский стандарт – 0,2 мг/л. Реакции организма на изменения концентрации тех или иных загрязнителей зависят от многих причин и недостаточно изучены. Многие ПДК не установлены (кадмий для питьевой воды). Рыба более чувствительна к загрязнителям, и различные её виды в этом отношении сильно различаются между собой, но это никак не учитывается в усреднённых рыбохозяйственных ПДК. Цель санитарных и токсикологических норм и регламентов – охрана здоровья населения и отдельных популяций живых организмов. Задача экологического нормирования – обеспечение благополучия экосистем в целом, в том числе и здоровья человека, т. е. сохранение установившегося в природе равновесия. ЭДК – экологически допустимые концентрации вредных веществ в окружающей среде, поступающие от различных антропогенных источников и не нарушающие гомеостатические механизмы (способность поддерживать устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды) саморегуляции экосистем. Основные принципы разработки экологических нормативов: – любое изменение природной среды следует рассматривать как недопустимое – «нулевая» стратегия; – нормативы должны устанавливаться в соответствии с технологическими возможностями снижения уровня загрязнения и контроля за их содержанием в окружающей среде; – допустимый уровень загрязнения следует устанавливать таким, чтобы затраты на его достижение были не больше стоимости ущерба при неконтролируемом загрязнении. Стандарты должны устанавливаться такие, при которых не будет никаких прямых или вредных косвенных воздействий на людей. При этом любое измеримое повышение концентрации или другого воздействия рассматривается как потенциально вредное.

32.Гидросфера. Антропогенное воздействие на водные ресурсы. Значение водных ресурсов. Источники загрязнения вод. Охрана водных ресурсов. Очистка сточных вод. Нормирование загрязняющих веществ в воде.

Гидросфе́ра — водная оболочка Земли. Вода в биосфере выступает в роли универсального растворителя, ибо взаимодействует со всеми веществами, как правило, не вступая с ними в химические реакции. Это обеспечивает перенос растворенных веществ, например, обмен веществ между сушей и океаном, организмами и окружающей средой. Подавляющая часть гидросферы (94%) приходится на Мировой океан, затем идут подземные воды и ледники. На долю поверхностных вод в гидросфере приходится весьма малый объем (всего 0,0001%), но исключительная их активность (меняется в среднем каждые 11 дней), служит началом формирования почти всех источников пресных вод на суше.

Человек начал оказывать существенное влияние на гидросферу и водный баланс планеты. Антропогенные преобразования вод континентов уже достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим даже крупнейших озер и рек земного шара. Этому способствовали: строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов и систем переброски вод), увеличение площади орошаемых земель, обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пресных вод промышленными, коммунальными стоками и др.

В России крупные водохранилища (90% из 237 в б. СССР), имеющие площадь зеркала 15 млн. га, занимают около 1% ее территории, но из этой величины 60-70% составляют затопленные земли. В России созданы крупные системы переброски воды для целей водоснабжения и орошения.

Все эти гидротехнические сооружения привели к деградации речных экосистем, особенно рек европейской части, Урала, юга России, где сосредоточена только 1/4 часть стока рек. В последние годы в нашей стране составлены схемы улучшения природно-технического состояния и благоустройства некоторых крупных водохранилищ и каналов. Это позволит уменьшить степень их неблагоприятного воздействия на окружающую природную среду.

Расширенное производство (без очистных сооружений), применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно умирает.

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем, что приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60—80% всей пресной воды.

В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составляя от 3 до 700 л на одного человека. В Москве, например, на каждого жителя приходится около 650 л, что является одним из самых высоких показателей в мире.

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды. Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении.

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. 

одные ресурсы - воды в жидком, твердом и газообразном состоянии и их распределение на Земле. Они находятся в естественных водоемах на поверхности (в океанах, реках, озерах и болотах); в недрах (подземные воды); во всех растениях и животных; а также в искусственных водоемах (водохранилищах, каналах и пр.). Вода — единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно меняется в зависимости от местонахождения и возможностей применения. Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных вод, заключенных в покровных и горных ледниках, и лишь менее 1% — на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых. Вода - самое распространенное соединение на Земле, обладает уникальными химическими и физическими свойствами. Поскольку она легко растворяет минеральные соли, живые организмы вместе с ней поглощают питательные вещества без каких-либо существенных изменений собственного химического состава. Таким образом, вода необходима для нормальной жизнедеятельности всех живых организмов. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Ее молекулярный вес всего 18, а точка кипения достигает 100°C  при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. На больших высотах, где давление ниже, чем на уровне моря, вода закипает при более низких температурах. Когда вода замерзает, ее объем увеличивается более чем на 11%, и расширяющийся лед может разрывать водопроводные трубы и мостовые и разрушать скальные породы, превращая их в рыхлый грунт. По плотности лед уступает жидкой воде, что и объясняет его плавучесть. Вода также обладает уникальными термическими свойствами. Когда ее температура понижается до 0°C и она замерзает, то из каждого грамма воды высвобождается 79 кал. При ночных заморозках фермеры иногда опрыскивают сады водой для защиты бутонов от повреждения морозом. При конденсации водяного пара каждый его грамм отдает 540 кал. Эта теплота может быть использована в отопительных системах. Благодаря высокой теплоемкости вода поглощает большое количество теплоты без изменения температуры. Молекулы воды сцепляются посредством «водородных (или межмолекулярных) связей», когда кислород одной молекулы воды соединяется с водородом другой молекулы. Вода также притягивается к другим водород- и кислородсодержащим соединениям (т.н. молекулярное притяжение). Уникальные свойства воды определяются прочностью водородных связей. Силы сцепления и молекулярного притяжения позволяют ей преодолевать силу тяжести и вследствие капиллярности подниматься вверх по мелким порам (например, в сухой почве). В природе капиллярность поддерживает жизнедеятельность растений, давая им возможность "высасывать" водные растворы из почвы. Основным источником пресной воды являются атмосферные осадки, но для потребительских нужд могут также использоваться и два других источника: подземные и поверхностные воды. Водопотребление повсюду быстро растет, однако не только из-за увеличения численности населения, а также вследствие урбанизации, индустриализации и в особенности развития сельскохозяйственного производства, в частности орошаемого земледелия. Сегодня около 69% ирригационных вод утрачивается безвозвратно.

33. Антропогенное воздействие на почвы. Эрозия почв. Проблемы охраны, повышение эффективности использования земель. Рекультивация. Нормирование загрязняющих веществ в почве.

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

· эрозия (ветровая и водная);

· загрязнение;

· вторичное засоление и заболачивание;

· опустынивание;

· отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

· истощение земель

Эрозия почв (земель)

Эрозия почв (от лат. Eros - разъедание) - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными.

К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши. В США эродировано, т. е. подвержено эрозии, 40% всех сельскохозяйственных земель, а в засушливых районах мира еще больше - 60% от общей площади, из них 20% сильно эродированы.

Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра. Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты окружающей природной среды, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека.

В настоящее время крупнейший источник пыли - Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром пыли в районе Арала достигает 90 млн. т. в год. Другой крупный пылевой очаг в России - Черные земли Калмыкии.

Поскольку основной причиной эрозионных явлений служит подверженность почв разрушению в результате уничтожения природной растительности либо нарушения процессов почвообразования, то и меры борьбы с эрозией, вызываемой воздушным и водным агентами, в ряде случаев совпадают.

В ряде случаев приходится бороться с последствиями эрозии почв. Так, чтобы остановить процессы оврагообразования, используются как агротехнические (лесопосадки, посевы трав), так и инженерные мероприятия (строительство лотков для стока воды, сположивание склонов, занятие их многолетними травами и др.). Для прекращения ветровой эрозии (дефляционных процессов) - нанесение на поверхность почв связующих химических веществ (различного рода полимеров) при одновременном посеве многолетних трав, посадке кустарников и деревьев.

Охрана почв – острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана и использование земель – это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости в биосфере. Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с эрозией почвы, вторичным заселением орошаемых почв, уничтожением растительности и почв в связи с разработкой ископаемых, проведением различных строительных работ, а также в связи с загрязнением различными вредными веществами, потерей гумуса и др. Эрозия почв наносит наибольший урон почвенному покрову. Предупреждение развития эрозионных процессов, конкретные меры борьбы с эрозией составляют важнейшее звено охраны почв (эти вопросы рассмотрены в соответствующем разделе). Вторичное засоление наносит значительный ущерб почвенному плодородию, приводит к резкому снижению продуктивности полей или полному их исключению из активного сельскохозяйственного использования. Распространено в засушливых областях с поливным земледелием. Главными причинами вторичного (антропогенного) засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды, приводящая к подъему уровня грунтовых вод и энергичному соленакоплению за счет испарения воды. Этому способствует также орошение водой с повышенной минерализацией. Для предупреждения вторичного засоления необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошенных землях.

Все мероприятия, способствующие более полному и эффективному использованию главного средства производства в сельском хозяйстве — земли, можно объединить в следующие группы.

 

Включение в производственное использование каждого гектара закрепленной за хозяйством земли: нельзя допускать, чтобы она выпадала из хозяйственного оборота.

Повышение экономического плодородия почв - это прежде всего орошение и осушение, химическая мелиорация, применение удобрений, освоение севооборотов, поверхностное и коренное улучшение лугов и пастбищ.

Сохранение плодородия и охрана почв: полезащитное лесоразведение, почвозащитные технологии и севообороты, систем мер по борьбе с водной и ветровой эрозией.

Рациональное использование экономического плодородия почв: применение наиболее урожайных сортов, улучшение семеноводства, совершенствование схем размещения растений, соблюдение оптимальные сроков проведения сельскохозяйственных работ и выполнение их с высоким качеством, борьба с болезнями растений, вредителями и сорняками. Мероприятия этой групп непосредственно не влияют на агрохимические свойства почвы, но способствуют лучшему использованию находящихся в ней питательных веществ.

Организационно-экономические мероприятия: совершенствование структуры посевных площадей с учетом конъюнктуры рынка, углубление специализации, применение прогрессивных форм организации и оплаты труда, совершенствование форм хозяйствования и др.

Рекультивация (лат.re — приставка, обозначающая возобновление или повторность действия; cultivo — обрабатываю, возделываю) — комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.

Рекультивация (лат.re — приставка, обозначающая возобновление или повторность действия; cultivo — обрабатываю, возделываю) — комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.

Направления рекультивации земель[править | править исходный текст]

В зависимости от тех целей, которые ставятся при рекультивации земель, различают следующие направления рекультивации земель:

природоохранное направление;

рекреационное направление;

сельскохозяйственное направление;

растениеводческое направление;

сенокосно-пастбищное направление;

лесохозяйственное направление;

водохозяйственное направление.

В минеральной части почв присутствуют кремний, алюминий, железо, медь, кадмий, кальций, марганец, фосфор, сера и др. элементы. Как правило, химические элементы в почве находятся в виде соединений. Органическая составляющая почв представляет собой продукты распада животного и растительного происхождения (гумус), а также белки, углеводы, органические кислоты, жиры, дубильные вещества. В почвах находится большое количество живых организмов, играющих важную роль в процессе почвообразования.

            Из почвы химические вещества в определенных количествах переходят в растения, а из растений с пищей попадают в организм животных и человека. Микроэлементы играют важную роль в развитии растительного и животного мира, в том числе и человека. Недостаток и избыток микроэлементов в почве приводит к нарушению обменных процессов не только у травоядных, но и у плотоядных животных и в организме человека. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, называются эндемическими. Почвы способны накапливать радиоактивные вещества, которые поражают живые организмы, а попадая с пищей в организм животных и человека, приводят к заболеваниям.

            Наиболее распространено загрязнение почв канцерогенами типа полициклических ароматических углеводородов. Основные источники канцерогенных загрязнений – выхлопные газы двигателей автомобилей, выбросы котельных и промышленных предприятий. Загрязнение почв канцерогенными веществами наблюдается на расстоянии до 5 км от дорог и источников выбросов.

            Проблемы гигиенического регламентирования загрязнения почв возникло в 60-х годах 20 –го века, однако нормирование химических веществ в почве началось только в 1976 году, когда были впервые разработаны методические рекомендации по установлению ПДК химических веществ, утвержденные Минздравом СССР. При этом под предельно допустимым количеством загрязняющих почву химического вещества (мг/кг), не вызывающая прямого или косвенного влияния на окружающую среду и здоровье человека. Одновременно с нормированием химических веществ в почве были разработаны теоретические и методологические основы нормирования массы пестицидов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, органических соединений и микроэлементов.

34.Проблема отходов производства и потребления. ТБО. Методы переработки и утилизации ТБО.

К отходам, имеющим большие объемы и представляющим экологическую проблему, относятся обычный бытовой мусор (твердые бытовые отходы — ТБО) и отходы промышленных производств (промышленные отходы).

Неиспользуемые отходы — это миллионы тонн выведенных из хозяйственного оборота безвозратно теряемых материальных ресурсов, некоторыми из видов которых страна практически уже не располагает.

Среди экономических мер стимулирования природоохранной деятельности предприятий экономисты выделяют те, которые способны обеспечить экологичность производства при минимальных затратах капитала. 

Успешное решение проблемы отходов возможно только при создании системы взаимосвязанных правовых, экономических и других регуляторов по обращению со всеми видами отходов, реализации всего комплекса мер, вытекающих из федеральных, региональных и отраслевых интересов. 

Масштабность и многообразие составляющих проблемы требуют создания одного из ведущих направлений экологической безопасности — многоуровневой системы и механизма регулирования в области обращения с отходами.

Обязательным условием управления отходами является осуществление строгого контроля за надлежащим выполнением всех нормативов, требований, законодательных и иных правовых актов, а также предписаний инспекционных органов.

Твёрдые бытовые отходы (ТБО, бытовой мусор) — предметы или товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть отходов потребления. ТБО делятся также на отбросы (биологические ТО) и собственно бытовой мусор (небиологические ТО искусственного или естественного происхождения)^[1], а последний часто на бытовом уровне именуются просто мусором.

Состав[править | править исходный текст]

Твёрдые бытовые отходы представляют собой сложную гетерогенную смесь.

По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов ^[2] :

Биологические отходы:

Кости

Пищевые и растительные отходы (помои, отбросы)

Синтетические отходы:

Старые автопокрышки

Целлюлозной переработки:

Бумага— газеты, журналы, упаковочные материалы

Древесина

Нефтепродукты:

Пластмассы

Текстиль

Кожа, резина

Различные металлы (цветные и чёрные)

Стекло

Смёт

Фракционный состав ТБО (массовое содержание компонентов, проходящих через сита с ячейками разного размера) сказывается как на сборе и транспортировке отходов, так и на технологии их последующей переработки, сортировки.

Химический состав ТБО необходим для определения качества получаемого при переработке ТБО компоста или биогаза.

Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав мусора существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и весной сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета).

С течением времени состав ТБО несколько меняется. Увеличивается доля бумаги и полимерных материалов. А с переходом на централизованное теплоснабжение практически исчезает в ТБО уголь и шлак.

Свалки бытовых отходов служат источником пищи синантропным видам — переносчикам инфекции, прежде всего, крысам. Банки, бутылки и прочие ёмкости с остатками органики могут играть роль ловушек для диких животных, для насекомых.^[3]

Раздельный сбор

Раздельный сбор разных категорий ТБО

Раздельный сбор разных категорий отходов определяет эффективность и стоимость утилизации отдельных компонентов. Наиболее неудобны для утилизации смешанные отходы, содержащие смесь биоразлагаемых влажных пищевых отходов, пластмасс, металлов, стекла и пр. компоненты.

Захоронение

Самый дешёвый способ избавиться от отходов — произвести их захоронение. Этот способ восходит к простейшему пути — выбросить что-либо из дома, на свалку.

История показала, что простым выбрасыванием непригодных предметов из дома проблему решить не удаётся. В XX веке пришлось перейти от стихийного создания свалок к проектированию и реализации специальных инженерных объектов, полигонов для захоронения бытовых отходов. Проектом предусматривается минимизация ущерба окружающей среде, строгое соблюдение санитарно-гигиенических требований.

Сжигание

Наиболее распространённым методом утилизации ТБО является сжигание с последующим захоронением образующейся золы на специальном полигоне. Метод обладает серьёзными недостатками, такими, как образование сильно ядовитых химических соединений, например, диоксинов и фуранов. Для их нейтрализации требуется так называемое «дожигание» (нагрев исходящих газов до температуры выше 850 градусов и поддержание её в течение, как минимум, двух секунд). Существует довольно много технологий сжигания мусора — камерное, слоевое, в кипящем слое. Мусор может сжигаться в смеси с природным топливом. Наиболее опасным с экологической точки зрения является низкотемпературное сжигание в котлах^{[источник не указан 1788 дней]}.

Значительная часть ТБО с успехом утилизируется в современных печах цементной промышленности. Существующие технологии позволяют производить данную операцию без снижения качества готовой продукции и без негативного влияния на окружающую среду. Мусор перед попаданием на цементный завод должен пройти стадию дробления и сортировки. Наличие передовых систем таких как By-pass и Hot Disc значительно повышает эффективность утилизации отходов в современных вращающихся печах.

35. Растительные ресурсы: деградация, рациональное использование и охрана.

Проблема сохранения биологического разнообразия во многом взаимосвязана с деградацией лесных ресурсов. Леса содержат свыше 50% мирового биоразнообразия, обеспечивают ландшафтное многообразие, формируют и защищают почвы, содействуют задержанию и очистке воды, производству кислорода, снижают угрозу глобального потепления климата. Велика экономическая роль лесов, включая наиболее ценный лесной ресурс — древесину, другие побочные продукты и виды лесной деятельности. Рост численности населения и развитие мирового хозяйства обусловили растущий глобальный спрос на лесную продукцию. В итоге за последние 300 лет уничтожено 66-68% лесной площади планеты, и лесистость сократилась до 30%. Деградация и гибель лесов вызвана как природными, так и антропогенными факторами. Заготовка древесины ограниченного числа пород приводит к изменениям в видовом составе крупных лесных массивов и является одной из причин общей утраты биологического разнообразия.

Осознание непредсказуемой ценности биологического разнообразия, его значения для поддержания естественной эволюции и устойчивого функционирования биосферы привело человечество к пониманию угрозы, которую создает сокращение биологического разнообразия, происходящее в результате некоторых видов человеческой деятельности. Разделяя озабоченность мирового сообщества, Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992г.) среди других важнейших документов приняла Конвенцию о биологическом разнообразии. Основные положения конвенции направлены на рациональное использование природных биологических ресурсов и осуществление действенных мер по их сохранению.

Когда исчезают формы живой материи, то изменяется вся земная экосистема, поскольку сокращаются функции, выполняемые природой: опыление, осеменение растений и деревьев, регулирование популяции насекомых и поддержание циклов питания. Потеря биологических видов ослабляет канву жизни. И если этот процесс будет продолжаться, то в ее ткани могут образоваться огромные дыры, которые приведут к непоправимым и непредсказуемым изменениям в земной экосистеме.

Особям всех видов в настоящее время угрожает разрушение их естественной среды обитания — в основном, из-за уничтожения тропических лесов. Когда мы сжигаем тропические леса Амазонки, мы сжигаем одну из величайших генетических сокровищниц нашей планеты, по сути, величайшую библиотеку генетической информации. И однажды наши потомки могут окончательно лишиться этого хранилища генной информации, что будет катастрофой, равной сожжению александрийской библиотеки в 48-х годах до нашей эры.

Изменение привычной среды обитания в результате повышения температуры, химических выбросов или появления необычных биологических видов также способно уничтожать как растительные, так и животные виды. По мере роста численности людей количество биологических видов, с которыми мы соседствуем на нашей планете, сокращается.

36. Значение животных. Деградация животного мира. Мера по охране.

Животные населяют весь земной шар: сушу, пресноводные водоемы, моря и океаны. Все, что окружает животных в том месте, где они живут, называют средой обитания. Различают три основные среды обитания: водную, наземно-воздушную и почвенную. Соответственно и условия существования в них различаются. Те условия, которые оказывают влияние на животных, называют факторами среды. Различают факторы неживой и живой природы, а также те, которые возникают в результате деятельности человека. 

Факторы неживой природы - это температура, влажность, ветер и др. Например, свет и температура определяют распространение многих животных. А такие факторы, как рельеф и влажность, влияют на образование сообществ растений и на животных, населяющих их. 

Факторы живой природы - это разнообразные отношения между различными живыми организмами. Так, между кошкой и домовой мышью установились отношения, характерные для хищника и жертвы: кошка - хищник, а мышь - ее жертва. Это пример пищевых связей, которые составляют основную форму связей всех организмов. 

Факторы, возникающие в результате деятельности человека, тоже разнообразны. Это и непосредственное воздействие человека на животных, например охота или рыбная ловля, и косвенное воздействие на них. Так, при рубке леса человек не уничтожает животных, но создаются такие условия, что обитание животных на вырубленных участках леса становится невозможным. 

Одни животные живут скрытно или имеют очень малые размеры, поэтому мы их не замечаем. Другие, напротив, часто встречаются нам, например насекомые, птицы, звери. 

Значение животных в природе столь же велико, как и значение растений. Животные опыляют растения и играют большую роль в распространении семян некоторых из них. Наряду с бактериями животные принимают самое активное участие в образовании почвы. Дождевые черви, муравьи и другие мелкие животные постоянно вносят в почву органические вещества, измельчают их и тем самым способствуют созданию перегноя. Через норки и ходы роющих животных легче проникают к корням необходимые для жизни растений вода и воздух. В свою очередь, зеленые растения обогащают воздух кислородом, необходимым для дыхания всех животных. Растения служат пищей растительноядным животным, а те, в свою очередь, - хищным. Так возникает цепь питания: растения - растительноядные животные - хищники. Животные не могут существовать без растений. Но и жизнь растений зависит от жизнедеятельности животных. 

Очень велико санитарное значение животных - использование ими трупов других животных, остатков отмерших растений и опавшей листвы. Многие водные животные очищают воду, чистота которой для жизни столь же важна, как и чистота воздуха. 

К сокращению или уничтожению видов животных ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение (промысел животных, добываемых ради меха, мяса, жира и пр.), при применении химических веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства (при этом часто гибнут не только вредители, но и полезные для человека животные); ухудшение условий жизни животных в результате вырубки лесов, распашки степей, осушения болот, сооружения плотин, строительства городов, загрязнения атмосферы, воды, почвы

и т.

д.

К числу вымерших животных относятся: тур, тарпан, морская (стеллеро-ва) корова, бескрылая гагарка, очковый (стеллеров) баклан, голубая лошадиная антилопа, зебра кваггу, нелетающий голубь дронт и др.

Акклиматизация — преднамеренное внедрение какого-либо вида в район, где он ранее не обитал, в целях обогащения естественных сообществ полезными для человека видами или уничтожения (путем конкуренции) вредных.

Процесс акклиматизации обычно включает 3 фазы: интродукцию (ввоз), адаптацию (приспособление) и натурализацию.

Охранные мероприятия животного мира они должны быть направлены на сохране-ние видового многообразия (генофонда), обеспечение благополучного суще-ствования видов на той или иной территории, в связи с чем одним из важ-нейших видов работ по охране животного мира является сохранение «арены жизни» - мест обитаний. Животные могут в какой-то степени «избегать» неблагоприятных воздействий на ограниченных террито-риях, меняя в течение года стации, перемещаясь в смежные участки угодий (или региона), где эти воздействия выражены в меньшей степени или не наблюдались.

В целом, охрана ресурсов животного мира практиче-ски представляет собой комплекс мер, направленных на сохранение числен-ности, условий обитания, структуры группировок и других параметров ви-дов, ресурсы которых используются или могут использоваться с целью по-лучения продукции.

37.Особо охраняемые природные территории. Красная книга.

Заповедник – особо охраняемая территория, на которой полностью запрещена любая хозяйственная деятельность (включая туризм) в целях сохранения природных комплексов, охраны животных и растений, а также слежения за происходящими в природе процессами.

С помощью заповедников решаются три главные задачи:

охрана флоры, фауны и экосистем;

ведение научной работы;

 работа по восстановлению редких и исчезающих видов растений и животных.

Биосферные заповедники— входят в состав ряда государ­ственных природных заповедников и используются в качестве фонового заповедно-эталонного объекта при изучении биосферных процессов. В мире в настоящее время создана единая глобальная сеть из более чем 300 биосферных заповед­ников, из них в России 16 (Кавказский, Сихотэ-Алинский, Центрально-Лесной и др.), которые работают по согласованной про­грамме ЮНЕСКО и ведут постоянные наблюдения за измене­нием природной среды под влиянием антропогенной деятель­ности человека.

Таким образом, благодаря заповедникам, сохраняются «островки» дикой природы, окруженные морем антропогенных ландшафтов, редкие виды растений и животных; поддерживается экологическое равновесие.

Национальные парки. 

Национальные природные парки - это изъятые из хозяйственного использования, особо охраняемые природные комплексы, имеющие экологическое, генетическое, научное, эколого-просветительское, рекреационное значение как типичные или редкие ландшафты, среда обитания сообществ диких растений и животных, места отдыха, туризма, экскурсий, просвещения населения.

Основная цель национальных парков - сохранение природных комплексов и объектов в сочетании с организацией экологического просвещения населения в процессе непосредственного знакомства с типичными и уникальными ландшафтами, растениями и животными. Как и в заповедниках, в них охраняются эталоны природных комплексов и генофонд типичных и редких организмов. Подобно заказникам, эти парки защищают ресурсы животного и растительного мира, ценные и уникальные ландшафты или отдельные их компоненты. Но при этом специфическими задачами национальных парков, отличающими их от иных категорий заповедных земель, является сохранение уникальных рекреационных ресурсов в относительно нетронутой природе и создание условий для познавательного туризма и организации экологического просвещения.

В России на настоящий момент действует 35 национальных парков общей площадью около 70000 кв.км.

Заказники. (Cлайды7-10, приложение)

«Заказ» - очень старое русское слово и означает запрещение на что-либо. «Заказано» - значит «не трогай или делай разумно».

Заказники- участки природных территорий, в пределах которых (постоянно или временно) запрещены отдельные виды и формы хозяйственной деятельности с целью обеспечения охраны одного или нескольких ценных объектов живой природы или живописных типов ландшафта.

При этом хозяйственное использование других ресурсов допускается, но в такой форме, которая не оказывает отрицательного влияния на охраняемые виды или группу видов.

Например, в Тих­винском районе Ленинградской области расположен заказник «Венский лес», в котором под особую охрану взяты девствен­ные ельники, в то же время охота и туризм не запрещены.

Существует несколько типов заказников. Наиболее распространены:

Ландшафтные (или комплексные), предназначенные для сохранения и восстановления природных комплексов (природных ландшафтов);

Гидрологические (морские, речные, озерные, болотные), предназначенными для сохранения и восстановления ценных водных объектов и экологических систем;

биологические (ботанические, зоологические); предназначенными для сохранения и восстановления редких и исчезающих видов растений и животных, в том числе ценных видов в хозяйственном, научном и культурном отношениях; к последним могут быть отнесены специальные заказники по выращиванию лекарственных трав, по воспроизводству кедровых лесов, по увеличению численности ценных пушных зверей и т.д.

В настоящее время в России насчитывается более 4000 заказников.

Они могут быть различного назначения - федеральные, республиканские, краевые, областные.

Заказники создаются на определенный срок (в ряде случаев постоянно) для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания эко­логического баланса. После восстановления плотности популяции видов животных и растений, природного ландшафта и т. д., заказники закры­ваются.

Памятники природы. (Слайды11-12, приложение)

В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации "Об особо охраняемых природных территориях" от 15 февраля 1995 года,памятники природы - уникальные, невосполнимые, ценные в экологическом, научном, культурном и эстетическом отношениях природные комплексы, а также объекты естественного и искусственного происхождения. Это могут быть: пещеры, каньоны, ущелья, водопады, лагуны, гейзеры, вековые деревья и т.д.

Основная цель объявления природных комплексов и объектов памятниками природы - сохранение их естественного состояния. Иногда для сохранения ценнейших памятников природы вокруг них создаются заповедники. Например, для сохранения красивейшего каскадного водопада Кивач на реке Суне (в Карелии) создан заповедник «Кивач» площадью 102 км2.

Памятники природы могут иметь федеральное, региональное или местное значение в зависимости от природоохранной, эстетической и иной ценности охраняемых природных комплексов и объектов.

Наиболее распространены памятники природы на региональном уровне, памятников природы федерального значения - всего 39 общей площадью 28,0 тыс. га, регионального значения - более 9 тыс. общей площадью 4, 15 млн. га.

Ботанические сады и дендрологические парки. 

Государственный стандарт России определяет ботанический сад как «Озелененную территорию специального назначения, на которой размещаются коллекции древесных, кустарниковых и травянистых растений для научно-исследовательских и просветительских целей».

Как правило, при ботанических садах действуют вспомогательные учреждения – оранжереи, гербарии, библиотеки ботанической литературы, питомники, экскурсионно-просветительские отделы.

Первый ботанический сад был заложен в начале XIV в. в Италии при медицинской школе в Салерно. В Западной Европе начало ботаническим садам положили монастырские сады, а в России - «аптекарские огороды». Первый в России ботанический сад был основан Петром I в 1706 г при МГУ и назывался «Аптекарский огород», а в 1714 г.- Императорский Ботанический сад в Санкт-Петербурге.

Ботанические сады, в которых изучаются, в основном деревья, называются дендрологическими парками (дендрариями).

Дендрарий – (от греч. Dendron – дерево) участок территории, где в открытом грунте культивируются древесные растения (деревья, кустарники, лианы), размещаемые по систематическим, географическим, экологическим, декоративным и другим признакам.

Дендрарии имеют научное, учебное, культурно-просветительское или опытно-производственное назначение. Территории дендрологических парков и ботанических садов предназначаются только для выполнения их прямых задач, при этом земельные участки передаются в бессрочное (постоянное) пользование либо паркам, либо научно-исследовательским или образовательным учреждениям, в ведении которых они находятся.

Прямыми задачами являются:

изучение в стационарных условиях биологии и экологии растений;

научные основы декоративного садоводства, ландшафтной архитектуры;

введение дикорастущих растений в культуру;

методы и приемы селекции по созданию устойчивых декоративных композиций;

акклиматизация растений.

В настоящее время в России насчитывается более 80 ботанических садов и дендрологических парков, находящихся в ведении Российской академии наук. В России наиболее богатые коллекции древесных пород собраны в дендрарии Главного ботанического сада РАН (Москва), Лесотехнической академии (Санкт-Петербург), в Сочинском Дендрарии.

Сейчас мы совершим видеоэкскурсию по сочинскому дендрарию.

Видеоэкскурсия по Сочинскому дендрарию (фрагмент научно-популярного фильма «Сочинский дендрарий»).

Памятники Всемирного наследия.

В 1972гду Генеральная конференция Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры ЮНЕСКО приняла Международную конвенцию.

Цель конвенции – создать эффективную систему коллективной охраны культурного и природного наследия, имеющего выдающуюся и всеобщую ценность, организованную на постоянной основе и в соответствии с современными научными методиками.

Статус объекта Всемирного наследия даёт следующие преимущества:

повышает престиж территории и создаёт дополнительные гарантии сохранности и целостности уникальных природных комплексов и культурно-исторических объектов;

обеспечивает приоритетность в привлечении финансовых средств для поддержки объектов Всемирного культурного и природного наследия, в первую очередь, из Фонда всемирного наследия;

способствует организации мониторинга и контроля за состоянием сохранности природных объектов.

Присоединяясь к конвенции, каждое государство обязуется сохранять объекты и участки всемирного наследия, расположенные на его территории. Таким образом, сохранение подобных объектов для будущих поколений становится ответственной задачей как самого государства, так и всего международного сообщества.

По Состоянию на 1 июля 2009г в списке Всемирного наследия 890 объектов (в том числе 689 культурных, 176 –природных и 25 смешанных) в 148 странах: отдельные архитектурные сооружения и ансамбли – Акрополь(Греция), Версаль (Франция), исторический центр Варшавы (Польша) и Санкт-Петербурга (Россия), Московский Кремль и Красная площадь; города Бразилия и Венеция, природные: Галапагосские остова, Йелустонский национальный парк, озеро Байкал, вулканы Камчатки и др.

В настоящее время в России статус объекта Всемирного наследия имеют 15 культурных и 8 природных объектов: девственные леса Коми, озеро Байкал, вулканы Камчатки, золотые горы Алтая, западный Кавказ, заповедник Сихотэ-Алинь, остров Врангеля.

Наиболее уникальным является озеро Байкал. Это одно из величайших озер планеты: самое глубокое (1637 м), самое древнее (около 25 млн. лет), с самой разнообразной флорой и фауной среди пресных водоемов.

Кра́сная кни́га — аннотированный список редких и находящихся под угрозой исчезновения животных, растений и грибов. Красные книги бывают различного уровня — международные, национальные и региональные.

Первая организационная задача охраны редких и находящихся под угрозой исчезновения видов — их инвентаризация и учёт, как в глобальном масштабе, так и в отдельных странах. Без этого нельзя приступать ни к теоретической разработке проблемы, ни к практическим рекомендациям по спасению отдельных видов. Задача не простая, и ещё 30—35 лет назад предпринимались первые попытки составить сначала региональные, а затем мировые сводки редких и исчезающих видов зверей и птиц. Однако сведения были или слишком лаконичны и содержали лишь перечень редких видов, или, напротив, очень громоздки, поскольку включали все имеющиеся данные по биологии и излагали историческую картину сокращения их ареалов.

торая ветвь «бифуркации» идеи Красной книги — появление совершенно новой формы информации о редких животных в виде издания «Красных списков угрожаемых видов» (англ.IUCN Red List of Threatened Animals). Они выходят также под эгидой МСОП (Международный Союз Охраны Природы), но официально и практически не являются вариантом Красной книги, не аналогичны ей, хотя и близки к этому. Такие списки опубликованы в 1988,1990,1994,1996и1998 годах. Издание осуществляется Всемирным центром мониторинга окружающей среды вКембридже(Великобритания) при участии более тысячи членов Комиссии по редким видам МСОП.

Структурную основу новой системы образуют два главных блока^[1]: а) таксоны, находящиеся под угрозой исчезновения и б) таксоны низкого риска (LC).

Первый блок подразделяется на три категории:

таксоны в критическом состоянии (CR)

таксоны под угрозой исчезновения (EN)

таксоны в уязвимости (VU)

Эти три категории и являются основными, предупреждающими о серьёзности утраты представителей таксона в недалёком будущем. Именно они и составляют основной массив таксонов, заносимых в красные книги различного ранга.

Второй блок включает представителей, не относящихся ни к одной из категорий первой группы, и состоит из следующих категорий:

таксоны, зависящие от степени и мер охраны (CD)

таксоны, близкие к переходу в группу угрожаемых(NT)

таксоны минимального риска (LC)

Несколько особняком стоят ещё две категории, не имеющие непосредственного отношения к проблемам охраны:

таксоны, полностью исчезнувшие (EX)

таксоны, сохранившиеся только в неволе (EW)

Красная книга МСОП, как и Красные листы, не является юридическим (правовым) документом, а носит исключительно рекомендательный характер. Она охватывает животный мир в глобальном масштабе и содержит рекомендации по охране, адресованные странам и правительствам, на территории которых сложилась для животных угрожающая ситуация. Эти рекомендации неизбежно, именно вследствие глобальности масштабов, носят самый общий, приблизительный характер.

38.Сельское хозяйство и охрана окружающей среды. Отрицательное влияние сельского хозяйства на природные экосистемы. Экологические проблемы применения удобрений, мелиорации земель, организации животноводческих комплексов, механизации.

Значительное влияние на природную среду оказывает животноводство. В сельском хозяйстве разводят преимущественно растительноядных животных, поэтому для них создают растительную кормовую базу (луга, пастбища и т. д.). Современный домашний скот, особенно высокопродуктивных пород, очень разборчив к качеству корма, поэтому на пастбищах происходит выборочное поедание отдельных растений, что изменяет видовой состав растительного сообщества и без коррекции может сделать данное пастбище непригодным для дальнейшего использования. Кроме того, что поедается зеленая часть растения, происходит уплотнение почвы, что меняет условия существования почвенных организмов. Это делает необходимым рациональное использование сельскохозяйственных угодий, отводимых под пастбища.

Кроме влияния животноводства на природу как кормовую базу, большую роль в негативном воздействии на природную среду оказывают и продукты жизнедеятельности животных (помет, навоз и т. д.). Создание крупных животноводческих комплексов и птицефабрик привело к концентрации продуктов жизнедеятельности домашнего скота и птицы. Нарушение технологии птицеводства и других отраслей животноводства приводит к появлению больших масс навоза, который нерационально утилизируется. В животноводческих помещениях в атмосферу поступает аммиак, сероводород, наблюдается повышенное содержание углекислого газа. Большие массы навоза создают проблемы с их удалением из производственных помещений. Удаление навоза мокрым способом приводит к резкому усилению развития микроорганизмов в жидком навозе, создает угрозу эпидемий. Применение жидкого навоза в качестве удобрения малоэффективно и опасно с экологической точки зрения, поэтому данная проблема требует решения с позиций охраны окружающей среды.

Сельское хозяйство (агропромышленный комплекс) широко использует различную технику и оборудование, позволяющее механизировать и автоматизировать труд работников, занятых в данной отрасли. Применение автотранспорта создает те же проблемы экологического характера, что и в сфере транспорта. Предприятия, связанные с переработкой сельскохозяйственной продукции, оказывают на среду обитания такое же влияние, как и предприятия пищевой промышленности. Поэтому при рассмотрении природоохранной деятельности в агропромышленном комплексе все эти виды влияния необходимо учитывать комплексно, в единстве и взаимосвязи, и только это позволит уменьшить последствия экологического кризиса и сделать все возможное для выхода из него.

39.Глобальные проблемы человечества (кислотные дожди, потепление климата, разрушение озонового экрана, эвтрофикация водоемов).

Глобальные проблемы современности — это совокупность социоприродных проблем, от решения которых зависит социальный прогресс человечества и сохранение цивилизации. Эти проблемы характеризуются динамизмом, возникают как объективный фактор развития общества и для своего решения требуют объединённых усилий всего человечества. Глобальные проблемы взаимосвязаны, охватывают все стороны жизни людей и касаются всех стран мира.

Кислотные дожди. Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы. Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема, пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон— крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв.

Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания. Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.^[3] Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Миннесота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу).

Потепление климата. Большое значение в предсказании возможных последствий современных колебаний климата имеет восстановление природных условий предшествующего межледниковья—Микулинского, — имевшего место после окончанияРисского(Днепровского) оледенения. В максимально теплые эпохи Микулинского межледниковья температура была на несколько градусов выше современной (установлено по данным изотопных анализов остатков микроорганизмов и газовых включений в покровных ледникахАнтарктидыиГренландии), границы природных зон были смещены к северу на несколько сотен километров по сравнению с современными. При реконструкции более тёплых периодов современного межледниковья — так называемогоКлиматического оптимума голоцена, имевшего место от 6 до 5 тыс. лет назад, установлено следующее. Среднегодоваятемпературабыла на 2—3 градуса выше современной, и границы природных зон также были расположены севернее современных (их общий план географического распространения примерно совпадал с Микулинским межледниковьем). Из имеющихся данных по палеогеографии логично предположить, что при дальнейшем росте температур географическая оболочка будет трансформироваться аналогичным образом. Это противоречит гипотезам о похолодании севераЕвропыиСеверной Америкии смещении природных зон в этих регионах на юг от их современного положения.

Взаимное влияние изменения климата и экосистемпока плохо изучено. Остаётся неясным, усиливаются или ослабляются эффекты глобального потепления в результате действия природных механизмов. Например, увеличение концентрации углерода приводит к интенсификациифотосинтезарастений, что препятствует росту концентрации. С другой стороны, рост площади засушливых районов снижает переработку углекислого газа.^[19]

Росгидрометцентрвыделяет для России следующие риски, связанные с глобальным потеплением^[20]:

рост повторяемости, интенсивности и продолжительности засух в одних регионах, экстремальных осадков, наводнений, случаев опасного для сельского хозяйства переувлажнения почвы — в других;

повышение пожароопасности в лесных массивах;

деградация вечной мерзлоты с ущербом для строений и коммуникаций;

нарушение экологического равновесия, вытеснение одних биологических видов другими;

увеличение расходов электроэнергии на кондиционирование воздуха в летний сезон для значительной части населенных пунктов.

Положительные же изменения, по мнению члена научно-консультационного комитета климатического центра АТЭС, будут следующими:

Увеличение периода навигации на Северном морском пути;

смещение на север северной границы земледелия, и связанный рост сельскохозяйственных угодий;

Рузрушение озонового экрана.

Утончение слоя озона может привести к серьезным последствиям для человечества. Уменьшение концентрации озона на 1 % вызывает увеличение интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли в среднем на 2 %. По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако из-за большей, чем у у-излучения, длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул.

Очень важно, что при разрушении озона хлор действует подобно катализатору: в ходе химического процесса его количество не уменьшается. Вследствие этого один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона, прежде чем он будет дезактивирован или вернется в тропосферу. Сейчас выбросы ХФУ в атмосферу исчисляются миллионами тонн, но следует заметить, что даже в случае полного прекращения производства и использования ХФУ немедленного результата достичь не удастся: действие уже попавших в атмосферу ХФУ будет продолжаться еше несколько десятилетий.

Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель ХФУ — пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками — вторыми по величине потребителями фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам. Неплохие результаты получены для полностью фторированных углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей, но полностью эта проблема еще не решена.

Уменьшение плотности озонового щита планеты влечет за собой снижение урожаев сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства, резкое уменьшение биологической продуктивности приповерхностного слоя Мирового океана, а следовательно, уловов рыбы, существенный рост заболеваемости людей раком кожи. Ясно, что без знания общих экологических законов дальнейший прогресс человечества и поступательное развитие экономики невозможны.

Эвтрофикация водоемов.

трофикация насыщение водоёмов биогенными элементами, которое сопровождается бурным развитием растительности в водоеме.

Эвтрофикация может вызвана как естественными причинами, так и деятельностью человека. Основными элементами, являющимися причиной эвтрофикации, являются азот и фосфор.

Цветение воды - один из результатов эвтрофикации водоема.

Процесс эвтрофикации происходит примерно следующим образом:

Концентрация биогенных веществ у поверхности воды и как следствие - активное развитие в нем водорослей и планктона, ими питающегося. Свет вследствие этого все меньше проникает вглубь воды, что вызывает гибель придонных растений.

В связи с тем, что планктон активно дышит и питается, происходит гибель (замор) живых организмов, обитающих в поверхностном слое воды. Погибшие организмы опускаются на дно водоема.

В связи с гибелью придонной растительности и вызванным им сокращением численности аэробных бактерий и организмов, разложение органики происходит в бескислородной (анаэробной) среде. При этом происходит выделение ядовитых веществ и газов - фенолов, сероводорода, метана.

Результатом эвтрофикации становится гибель водоема.

40.Основные загрязнители биосферы (тяжелые металлы, пестициды, SO2, NxOy, радионуклиды, диоксины, бензапирен).

Среди разнообразных загрязняющих веществ тяжёлые металлы (в том числе ртуть, свинец, кадмий, цинк) и их соединения выделяются распространенностью, высокой токсичностью, многие из них — также способностью к накоплению в живых организмах. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистительные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Они также поступают в окружающую среду с бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий. Многие металлы образуют стойкие органические соединения, хорошая растворимость этих комплексов способствует миграции тяжелых металлов в природных водах. К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов, но при учете токсичности, стойкости, способности накапливаться во внешней среде и масштабов распространения токсичных соединений, контроля требуют значительно меньшее число элементов.

Загрязнение океана[править | править исходный текст]

Помимо сточных вод, большие массы соединений тяжелых металлов поступают в океан через атмосферу и с захоронением разнообразных отходов в Мировом океане. Для морских биоценозовнаиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.

Ртуть[править | править исходный текст]

Ртуть переносится в океан с материковым стоком (прежде всего — из стока промышленных вод) и через атмосферу. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути. До трети от этого количества образуется при выветривании пород, содержащих ртуть (киноварь). Ртуть антропогенного происхождения попадает в атмосферу в первую очередь при сжигании угля на электростанциях. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. тонн) попадает в океан. Некоторые бактерии переводят токсичные хлориды ртути в ещё более токсичную метилртуть.^[4]Соединения ртути накапливается многими морскими и пресноводными организмами в концентрациях, во много раз превышающих содержание её в воде.

Употребление в пищу рыбы и морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению населения. Так, к 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Минамата, причиной которой послужило поступление в залив Минамата со сточными водами отходов предприятий, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Соединения ртути высокотоксичны для человека.

Свинец[править | править исходный текст]

Свинец — рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Помимо того, свинец поступает в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе с выхлопными газами поступает используемый в топливе тетраэтилсвинец. Через атмосферу океан получает 20-30 тысяч тонн свинца в год с континентальной пылью.^[4]

В организм человека свинец попадает как с пищей и водой, так и из воздуха. Свинец может выводиться из организма, однако малая скорость выведения может приводить к накоплению в костях, печени и почках.

Кадмий[править | править исходный текст]

Кадмий является относительно редким и рассеянным элементом, в природе концентрируется в минералах цинка. Поступает в природные воды в результате смыва почв, выветривания полиметаллических и медных руд, и со сточными водами рудообогатительных, металлургических и химических производств. Кадмий в норме присутствует в организме человека в микроскопических количествах. При накоплении организмом соединений кадмия поражается нервная система, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

По токсичности для человека и теплокровных животных пестициды разделяют на 4 группы: сильнодействующие, высокотоксичные, среднетоксичные и малотоксичные. ЛД50 (наименьшая доза пестицидов, вызывающая смертность 50% подопытных животных) дляПестициды этих групп равна соответственно до 50, 50-200, 200-1000 и свыше 1000 мг/кг. Такое деление носит условный характер, так как токсичность пестицидов для человека и животных зависит не только от абсолютного значения смертельных доз препаратов, но и от др. его свойств: возможности отдалённых последствий пестицидов при систематическом воздействии на организм; способности его накапливаться в организме и окружающей среде; стойкости во внешней среде; бластомогенных свойств (способность вызывать опухоли), мутагенных (влияющих на наследственность), эмбриотоксичных (влияющих на развитие плода), тератогенных (вызывающих уродства), аллергенных.

 

Острые отравления пестицидами могут протекать в легкой, средней и тяжелой степени.

 

Отравления легкой степени характеризуются умеренной головной болью, головокружением, общей слабостью, недомоганием. При попадании яда через верхние дыхательные пути отмечается раздражение слизистых оболочек (кашель, слезотечение, чиханье), через пищевой канал — боль в эпигастральной области, понос, металлический вкус во рту (как при отравлении мышьяком или ртутьсодержащими препаратами).

 

При отравлениях средней и тяжелой степени все вышеуказанные симптомы выражены более интенсивно. Отмечаются многократная рвота, нарушение сознания, судорожные приступы, коматозное состояние, нарушение сердечной деятельности и дыхания.

 

Острые отравления характеризуются повышением температуры тела до 38—40 °С, лейкоцитозом со сдвигом лейкоцитарной формулы влево, ускорением СОЭ. Поражаются и паренхиматозные органы: увеличивается и уплотняется печень, поражение почек приводит к альбуминурии, появлению эритроцитов в моче, олигурии и анурии. Поражение легких проявляется по типу отека легких, особенно при отравлении фосфорсодержащими препаратами.

 

Смертельный исход острых отравлений пестицидами может быть обусловлен параличом дыхательного или сердечно-сосудистого центра, поражением легких или почек.

  

При благоприятном течении патологического процесса со стороны нервной системы обнаруживаются тремор кистей (особенно при отравлении ртутьсодержащими пестицидами), расстройство координации движений, боль в конечностях и парестезии с нарушением чувствительности в области кистей и стоп, сегментарные двигательные и чувствительные расстройства, нарушение функции тазовых органов.

 

Все вышеописанные изменения свидетельствуют о возможности развития при отравлении пестицидами клинической картины типа энцефаломиелополирадикуло-нейропатии.

 

Хронические отравления пестицидами длительное время проявляются клинически функционально-динамическими нарушениями со стороны нервной системы в виде вегетативно-астенического синдрома: снижение работоспособности, бессонница, повышенная раздражительность, лабильность артериального давления, гипергид-роз, гиперрефлексия и другие расстройства.

 

Продолжающийся контакт с ядохимикатами приводит к явлениям полинейропатии и энцефаломиелополирадикулонейропатии.

SO₂ очень токсичен. Симптомыприотравлениисернистым газом —насморк,кашель,охриплость, сильное першение в горле и своеобразный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации —удушье, расстройство речи, затруднение глотания,рвота, возможен острыйотёклёгких.

При кратковременном вдыхании оказывает сильное раздражающее действие, вызывает кашель и першение в горле.

ПДК(предельно допустимая концентрация):

в атмосферном воздухе максимально-разовая — 0,5 мг/м³, среднесуточная — 0,05 мг/м³;

в помещении (рабочая зона) — 10 мг/м³

Интересно, что чувствительность по отношению к SO₂ весьма различна у отдельных людей, животных и растений. Так, среди растений наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёзаидуб, наименее —роза,соснаиель.

Оксиды азота являются главными загрязнителями воздуха. Оксид азота - бесцветный газ, под воздействием кислорода с течением времени преобразующийся в диоксид азота. Основным и самым мощным источником поступления оксида азота в атмосферу в городе является автотранспорт. Концентрация оксидов азота в городах увеличивается в 10-100 раз. Поступающие в атмосферу оксиды азота сохраняются в ней в течение 3-4 дней. В результате химических реакций на солнечном свету диоксид азота вместе с углеводородами образует токсический туман, называемый смогом. Средняя концентрация диоксида азота в зимний период в Ноябрьске составила 1,53 ПДК_сс (среднесуточная предельно допустимая концентрация). ³ В настоящее время в связи с увеличением количества автомобилей можно предположить рост этого показателя. Оксид азота взаимодействует с другими загрязняющими атмосферу газами и вызывает угнетение дыхательной и центральной нервной системы. Воздействию оксидов азота в большей степени подвержены дети и люди, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями. Большие дозы радиации убивают клетку, останавливают ее деление, угнетают ряд биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности, повреждают структуру ДНК и тем самым нарушают генетический код и лишают клетку информации, лежащей в основе ее жизнедеятельности. Радиоактивные элементы, попадающие в организм, вызывают возникновение свободных радикалов – частиц, обладающих высоким повреждающим действием на живую клетку. При больших дозах происходят серьезнейшие повреждения тканей, а малые могут вызвать рак и индуцировать генетические дефекты, которые, возможно, проявятся у детей и внуков человека, подвергшегося облучению, или у его более отдаленных потомков. Это проявляется как при наружном, так и при внутреннем облучении, когда в организм попадают радионуклиды: стронций-90, рубидий-87, цезий-137 и другие. Из организма быстро выводятся радиоактивные вещества, концентрирующиеся в мягких тканях и внутренних органах (цезий, молибден, рутений, йод, теллур), медленно – прочно фиксированные в костях (стронций, плутоний, барий, иттрий, цирконий, ниобий, лантаноиды). Из большого числа радионуклидов наибольшую значимость как источник облучения населения представляют стронций-90 и цезий-137. Стронций-90. Период полураспада стронция-90 составляет 29 лет. При попадании стронция внутрь его концентрация в крови уже через 15 мин достигает значительной величины, а в целом этот процесс завершается через 5 часов. Стронций избирательно накапливается в основном в костях и облучению подвергаются костная ткань, костный мозг, кроветворная система. Вследствие этого развивается анемия, называемая в народе "малокровием". Исследования показали, что радиоактивный стронций может находиться и в костях новорожденных. Биологический период полувыведения стронция из скелета составляет свыше 30 лет. Ускорение выведения из организма стронция является труднейшей задачей. По крайней мере до сих пор не найдено высокоэффективных средств для быстрого выведения этого радиоактивного элемента из организма. Цезий-137. После стронция-90 цезий-137 является самым опасным радионуклидом для человека. Он хорошо накапливается растениями, попадает в пищевые продукты и быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Цезий-137 – долгоживущий радионуклид, период его полураспада составляет 30 лет до 80% цезия откладывается в мышечной ткани. Около 10% нуклида быстро выводятся из организма, остальная часть – более медленными темпами. Поступление радионуклидов в организм человека с пищей. Многие радионуклиды накапливаются в почве, затем с пылью и продуктами питания попадают в организм. Мало радиоактивных веществ поступает в рацион с пищевыми продуктами морского происхождения, так как из-за высокой минерализации морской воды продукты моря очень слабо загрязнены стронцием и цезием. Свободны от загрязнения радионуклидами глобальных выпадений артезианские и многие грунтовые воды благодаря изоляции от поверхности земли. А вот воды подземных водоемов, талые, дождевые воды могут служить источником поступления некоторых радионуклидов в организм человека. Хлебопродукты являются ведущим поставщиком радионуклидов в организм. На втором месте по значимости стоит молоко, на третьем – картофель, овощи и фрукты, затем мясо и рыба. В пресноводной рыбе радионуклидов больше, чем в морской, в растительноядной – больше, чем в хищной. Профилактика и меры борьбы с внутренним облучением. Некоторые пищевые вещества обладают профилактическими радиозащитным действием или способностью связывать и выводить из организма радионуклиды. К ним относятся полисахариды (пектин, декстрин), фенольные и фитиновые соединения, этиловый спирт, некоторые жирные кислоты, микроэлементы, витамины, ферменты, гормоны, а также липополисахариды, находящиеся в листьях винограда и чая. Радиоустойчивость организмов повышают некоторые антибиотики (биомицин, стрептомицин), наркотики (нембутал, барбамил). К очень важным радиозащитным соединениям относятся так называемые "витамины противодействия". В первую очередь это относится к витаминам группы В и С. Из многочисленного ряда фенольных веществ наибольший интерес вызывают флавоноиды, способствующие удалению радиоактивных элементов из организма. Источниками флаваноидов являются мандарины, черноплодная рябина, облепиха, боярышник, пустырник, бессмертник, солодка. Этиловый спирт обладает выраженным профилактическим радиозащитным действием на организм человека.

Диокси́ны — тривиальное название полихлорпроизводных дибензо[b, e]-1,4-диоксина. Название происходит от сокращённого названия тетрахлорпроизводного — 2,3,7,8-тетрахлордибензо[b, е]-1,4-диоксина; соединения с другими заместителями — галогенидами — также относятся к диоксинам. Являются кумулятивнымиядами и относятся к группе опасных ксенобиотиков.

Механизм действия[править | править исходный текст]

Причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции.^[1]

Диоксины, подавляя иммунитет и интенсивно воздействуя на процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИД’а».

Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей.^[2]

В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов — с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов — с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту^[3] и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку.

Бензпире́н, или бензапире́н^[1] — химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности.

Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

В окружающей среде накапливается преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает своё движение дальше в трофической цепи, при этом на каждой её ступени содержание БП в природных объектах возрастает на порядок (см. Биомагнификация).

Контроль содержания бензпирена в природных продуктах производится методом жидкостной хроматографии.

Обладает сильной люминесценцией в видимой части спектра (в концентрированной серной кислоте — А 521 нм (470 нм); F 548 нм (493 нм)), что позволяет обнаруживать его в концентрациях до 0,01 ppb люминесцентными методами.

Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. Бенз(а)пирен оказывает также мутагенное действие.

Международная группа экспертов отнесла бенз(а)пирен к числу агентов, для которых имеются ограниченные доказательства их канцерогенного действия на людей и достоверные доказательства их канцерогенного действия на животных. В экспериментальных исследованиях бенз(а)пирен был испытан на девяти видах животных, включая обезьян. В организм бенз(а)пирен может поступать через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт и трансплацентарным путём. При всех этих способах воздействия удавалось вызватьзлокачественные опухоли у животных.

Из сотен полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) различного строения, обнаруженных в объектах окружающей среды, бенз(а)пирен наиболее приоритетен для мониторинга.

41. Экология человека. Экологические факторы и здоровье человека. Гигиена.

Загрязненность окружающей среды, наряду с токсическими эффектами, таит в себе опасность генетических изменений (на нужды промышленности сжигается 10 млрд. т. топлива, в воздух попадаетоколо 20 млрд. т. углекислого газа, 300 млн. т. угарного газа, 50 млн. т. окиси азота, сотни млн. т. пыли, большое количество вредных и канцерогенных веществ. Загрязнение атмосферы стало большой проблемой для городов. Осадки выбросов на капельках воды обуславливает появление дымных туманивсмогу. Л. Батонн писал: "Произойдет одно из двух, или люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей.

Поступление большого количества окислов азота и серы предопределяет появление кислотных дождей, которые загрязняют территорию на больших расстояниях от источников их выброса. Такие дожди уничтожают растения и животных, повреждают человеческие сооружения и конструкции Промышленные выбросы в атмосферу фреонов уменьшают толщину озонового слоя вокруг Земли, защищающий живую природу от губной действия ультрафиолетовых лучей из космоса. ____________________________________________________________________________________

Личная гигиена.         Защита от болезней и ранений требует от человека  овладения  многими простыми приемами, которые называются личной (персональной) гигиеной. Выработка иммунитета защитит вас от ряда очень серьезных заболеваний, которым вы можете подвергнуться,  - оспа,  брюшной тиф,  дифтерия,  холера, чума, желтая  (тропическая)  лихорадка.  Это  не избавит  вас  от  наиболее распространенных заболеваний, таких как дизентерия, простуда, малярия. Руководствуясь следующими советами,  вы как можно дольше останетесь на ногах: 1) Чистота тела - это первая защита от  болезнетворных  микробов. Идеальным  было  бы принятие ежедневного душа с горячей водой и мылом. Если это невозможно,  содержите руки  чистыми,  чистите  ваши  ногти, губкой обтирайте лицо,  подмышки,  промежность и ноги, по крайней мере один раз в день.                                                          2) Содержите по возможности чистыми и сухими одежду, особенно нижнее белье и  носки. Если стирка невозможна,  вытряхивайте  одежду, сушите и проветривайте ее регулярно. 3) Если это возможно,  пользуйтесь  каждый  день  зубной  пастой. Мыло,  пищевая соль или сода могут с успехом заменить зубную пасту,  а маленькая  зеленая  веточка,  хорошо разжеванная  с  одной   стороны, послужит вам  в  качестве  зубной  щетки.  Другой метод - чистка зубов чистым пальцем.  Этот метод массирует также десны.  После еды полощите рот питьевой водой, если она есть в вашем расположении.

Гигиена питания.         Остерегайтесь желудочно-кишечных заболеваний и расстройств. Не грызите ногти, не принимайте пищу грязными руками (как минимум,  тщательно обтирайте руки перед едой чистой сухой травой  или листьями).  Не  пейте грязную воду (ее надо прокипятить или обработать специальными таблетками, а затем профильтровать). Предохраняйте пищу и воду от мух и прочих насекомых,  своевременно удаляйте пищевые отбросы и   отходы.   Избегайте   употреблять   в   пищу   необработанные    и недоброкачественные  продукты (недостаточно проваренные,  прожаренные,немытые горячей водой,  подгнившие,  покрытые  плесенью,  забродившие, протухшие и т.д.).  Пищевое отравление,  дизентерия в полевых условиях означают срыв боевого задания и, вполне вероятно, гибель человека. Обезопасьте себя от кишечных заболеваний: 1) Наиболее  распространенными  и опасными заболеваниями являются понос,  пищевое отравление и другие кишечные расстройства. Их причиной могут стать зараженные пища, вода или другие напитки.  Чтобы защитить себя от этих болезней, необходимо: -  сохранять тело,  особенно руки,  в чистоте. Не грызть ногти. Не есть      руками;      - перед   употреблением  воды  развести  в  ней  обеззараживающую           таблетку  или прокипятить 1 минуту;      - мыть и снимать кожуру со всех фруктов

;      - перед приготовлением не хранить долго продукты;      - стерилизовать кухонные предметы, желательно в кипяченой воде;      - предохранять пищу и воду от мух и других  насекомых.  Содержите ваш          дом в чистоте;      - следите строго за своевременным удалением отбросов и отходов. 2)  Если  у  вас  понос  или  рвота, не употребляйте тяжелую пищу,  пока не появятся симптомы улучшения вашего состояния.  Употребляйте питье,  в частности питьевую воду, маленькими порциями и часто, через равные промежутки времени. Даже если вам стало лучше,  попытайтесь избежать употребления тяжелой пищи. Не соли

те пищу слишком обильно.

Гигиена здоровья.

Оберегайте себя  от  сердечной недостаточности

        В местностях с жарким климатом загорайте  осторожно,  частично  выставляя  свое  тело солнцу.  Сильное  напряжение  под горячим солнцем может стать причиной сердечного удара. Сердечную слабость можно предупредить дополнительным употреблением  питьевой воды и соли,  чтобы возместить то,  что уходит при потении.

Защищайте себя от простудных заболеваний

1) В зонах с очень холодным  климатом  сохраняйте  тело  в  тепле всеми  возможным средствами.  Особенно  заботьтесь о ногах,  руках и оголенных частях тела. Следите, чтобы носки были сухими, для утепления используйте тряпки,  бумагу,  мох,  траву,  листья,  из которых всегда можно сделать хорошее укрытие. 2) Обморожение   -   постоянная   опасность   для   любого,   кто подвергается воздействию температуры ниже точки замерзания  воды.  Для обработки обмороженных мест найдите быстрее теплое место (с нормальной комнатной температурой) и немедленно погрузите их в горячую  воду  или подвергайте эти места обработке горячим воздухом. Не массажируйте и не прикладывайте лед к обмороженным участкам тела.

Заботьтесь о своих ногах

1)  Грязные или потные носки могут навредить вашим ногам.  Если  у вас нет чистых пар,  стирайте чаще те,  что надеваете. Если же имеется чистая пара, кладите выстиранную поверх одежды за спиной. Они высохнут быстрее. По возможности надевайте шерстяные носки, они лучше впитывают пот. Носки могут быть  заморожены,  затем  их  следует отбить,  чтобы очистить от грязи. 2) Волдыри представляют опасность, поскольку с них может начаться инфекция,  которая может помешать вашему передвижению, или вообще, при дальнейшем ухудшении вашего положения,  стать  причиной  смерти.  Если обувь  подходит  вам  хорошо,  после  каждого  перехода очищайте ее от земли, чаще меняйте носки, используйте пудру для ног, массажируйте или спокойно  растирайте свои ноги и у вас будет меньше забот относительно волдырей. Если же появился волдырь - не вскрывайте его,  а наложите на него мягкую прокладку, чтобы меньше натирать это место.

Гигиена одежды  и  обуви.         За  обувью  всегда  нужно  тщательно следить,  особенно  при  действиях  в  сырых  климатических условиях и зимой.  Обувь нужно чаще сушить,  соблюдая осторожность,  так как  при быстрой сушке (на огне костра, у горячей печки) она может испортиться, равно как и при оставлении мокрой обуви на  морозе.  Хорошим  способом сушки  является заполнение  обуви  нагретой (так,  чтобы не обжигало) галькой,  песком, мелкими камешками. Обувь можно набить бумагой, сухим сеном  или  мхом  -  это способствует сушке и препятствует деформации. Допустимо в крайнем случае надевание сырых сапог  (ботинок)  на  сухие носки и портянки, но не наоборот.         Регулярно смазывайте обувь тонким слоем сапожного крема. Сапожный крем можно заменить несоленым салом,  дегтем, жиром водоплавающих птиц (рыбы),  сырым мылом, растительным маслом.  Для получения дегтя нужно нагревать бересту в банке на огне до тех пор, пока не отгонится темная жидкость.         При переноске грузов правильно заполняйте рюкзак (ранец):  мелкие предметы  нужно  укладывать  к  спине,  твердые  и  тяжелые - в нижней половине ранца.  Лямки ранца подгоняйте по росту так, чтобы его нижний край  (прикрепленный  груз)  прилегал  к  крестцу.  Подогнанный  таким образом ранец не бьет по спине и  не  слишком  оттягивает плечи.  При тяжелом   грузе   (более  20  кг)  необходимо  позаботиться  о  мягких прокладках под наплечные ремни (из поролона, войлока, мха   и т.д.).         Зимой нужно  особенно  тщательно  следить за исправностью одежды, содержать ее сухой и оберегать от прожигания. Наиболее частой причиной увлажнения  одежды является сильное потоотделение.  При его появлении снимите лишнюю  одежду  (обязательно  сохранив  верхний  ветрозащитный слой),   уменьшите   физическую   нагрузку,   если есть  возможность. Обмундирование  при  длительных   действиях,   особенно   в   холодных климатических условиях, следует просушивать, вывешивая в верхней части убежища, предварительно  вытряхнув.   При   невозможности   выстирать необходимо белье и одежду вытрясти,  а затем повесить на 1,5-2 часа на открытом воздухе.  Чтобы в метель (пургу) к обмундированию не прилипал снег и оно не намокало,  рекомендуется поверх одевать халаты, накидки, изготовленные из парашютной ткани. Этим же обеспечивается маскировка.         Помните, что: -         плотно прилегающая одежда уменьшает зону  неподвижного  воздуха вокруг тела и препятствует свободному кровообращению; -         потение опасно, поскольку оно понижает изоляционную способность одежды,   насыщая воздух   влагой.   Когда  влага  испаряется,  тело охлаждается.  Предупреждайте перегревание,  снимая  часть  одежды   и расстегивая ее у шеи, запястий и на груди; -         руки и ноги охлаждаются быстрее,  чем другие части тела,  и  на них             следует обращать большее внимание.  Закрывайте руки, насколько это            возможно.  Руки можно согреть под мышками,  на внутренней части  бедра            или на груди.  Так как ноги быстро потеют, согревать их трудно. Лучше            носить обувь большего размера,  чтобы можно было надеть не менее  двух            портянок  (носка).  Теплый двойной носок можно сделать,         если положить между парой  носков  сухую траву,  мох,  целлофановый        пакет или птичьи перья; -         самые  большие теплопотери происходят в районе головы.  Никогда не        забывайте о хорошем головном уборе.         В субтропиках,  а  также  в  средней  полосе  на болотах и в лесу жарким  летом  человек подвергается  нападению полчищ   насекомых (комаров,  оводов, слепней, мух, ос, шершней, мошкары и т.д.). Поэтому он должен иметь: -         одежду такой прочности,  чтобы она не рвалась во время движения сквозь густые заросли кустарника и подлеска; -         сетку и перчатки для защиты от насекомых; -         рукава и  брючины,  достаточно  свободные  для  заправки  их  в перчатки и в носки; -         Сетка-накомарник должна быть светлой, т.к. комары и многие другие           насекомые боятся светлого цвета. Темные тона их привлекают.

42.Международное сотрудничество в области экологии (объекты, принципы). Международные организации. Экологические проблемы, которые встали перед человечеством во второй половине 20 века, стали предметом озабоченности всего мирового сообщества. Необходимость их решения в общепланетарном масштабе предполагает объединение усилий международного сообщества, развитие международного сотрудничества в целях охраны окружающей природной среды. Международные конвенции и соглашения известны с 19 века. Первыми были Конвенция по ловле устриц, заключенная в 1839 г. между Францией и Великобританией, Соглашение об охране морских котиков, достигнутое в 1897 г. между Россией, США и Японией, ряд конвенций и соглашений по рыболовству. В начале 20 века Россией было заключено несколько конвенций и соглашений по охране перелетных птиц и защите растений от вредителей и болезней. В первые годы советской власти были подписаны соглашения с Финляндией о рыболовстве и пограничных водах, с Афганистаном о совместном использовании водных ресурсов, конвенция с Турцией о предотвращении занесения эпизоотий, многосторонняя конвенция с Афганистаном и Ираном по защите растений, а также по борьбе с саранчой. Особенно быстро развивалось международное сотрудничество после второй мировой войны. В этот период было заключено более 250 международных договоров, соглашений и конвенций, имеющих природоохранное значение. Среди них исключительную роль играет Московский договор (1963г.) о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, который подписали боле 100 стран. Важное значение имеет Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения, подписанная в 1973 г. более чем 80 странами. Достигнуто много международных соглашений по охране птиц, в том числе Конвенция по охране мест гнездовья, отдыха и зимовок водоплавающих птиц (МАР). В 1973 году между бывшим СССР и Японией заключена специальная конвенция по охране перелетных и редких птиц. Позднее такого рода конвенция была подписана также с Индией. Очень важны соглашения между бывшим СССР и США о сотрудничестве в области изучения и охраны окружающей среды (1972), Канадой (1973) по проблемам охраны природы, Францией, Швецией, Финляндией и рядом других стран по некоторым вопросам охраны природы, о международном научно-техническом сотрудничестве со странами Восточной Европы по вопросам охраны природы и рационального использования природных ресурсов. Научно-исследовательские учреждения и ученые России, а также других стран СНГ принимают участие в реализации ряда международных программ, в частности программы ЮНЕСКО (специализированный орган ООН по вопросам образования, науки, культуры) «Человек и биосфера». Организация объединенных наций (ООН) постоянно уделяет внимание проблемам охраны природы. Среди международных организаций особое место занимает созданный в 1948 г. по инициативе ЮНЕСКО Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП). Эта авторитетная организация - основной научный советник и консультант ООН по проблемам охраны живой природы. Для осуществления конкретных мер и выполнения соответствующих решений в той или иной области охраны природы в МСОП создано 6 постоянных комиссий: 1. Охрана редких и исчезающих видов животных и растений; 2. Охрана национальных парков и других видов охраняемых территорий; 3. Охрана экологии; 4. Планирование ландшафтов; 5. Природоохранное просвещение; 6. Законодательства и администрация. В комиссию избрано более 200 ученых - крупнейших специалистов мира в данной области.

ГРИНПИС   (GREEN PEASE) Основные направления работы Группа экологов " В 1971 году небольшая объявила войну" американскому правительству, проводившему ядерные испытания на острове Амчитка (Аляска). И именно у них вскоре возникла идея создать организацию под названием Гринпис (Зеленый мир). За прошедшую четверть века Гринпис вырос из группы энтузиастов до мощной международной организации, которая работает по всему миру. Кампания по биоразнообразию - Гринпис борется против уничтожения лесов, варварского лова рыбы и охоты на китов, добивается сохранения существующих и создания новых охраняемых природных территорий и т.д. Кампания по защите атмосферы - Гринпис добивается сокращения выброса "парниковых газов" вызывающих "парниковый эффект", прекращения использования озоноразрушающих веществ. Антиядерная кампания - Гринпис добивается сокращения ядерных арсеналов, запрещения ядерных испытаний, свертывания опасных программ развития ядерной энергетики и постепенного отказа от нее. Кампания по токсическим веществам - Гринпис добивается запрещения опасных технологий, решения проблем, связанных с образованием и переработкой опасных отходов, а также загрязнения окружающей среды сильноядовитыми веществами.

Всемирный фонд охраны дикой природы (WWF)

Всемирный фонд дикой природы (WWF) ставит перед собой цель сохранить планету для наших детей. Проблема изменения климата, загрязнения окружающей среды, охрана редких видов, заповедники - это основные направления деятельности фонда, которые успешно осуществляются путем увеличения заповедных территорий, вклада средств в экологическое образование, создание коммерчески выгодных условий для охраны природы, привлечения внимания общественности.

Уральский биогеографический регион - один из 200 экорегионов мира, так называемых "Сокровищ Земли", сохранение которых гарантирует будущее существование человечества на планете Земля. Он расположен в пределах 7 субъектов РФ: Республики Коми, Пермской, Свердловской, Тюменской, Оренбургской, Челябинской областей, Республики Башкортостан и расположен на границе Европы и Азии.

43.Концепция устойчивого развития.

Термин "устойчивое развитие" был введен в широкое употребление Международной комиссией по окружающей среде и развитию (Комиссия Брунтланд) в 1987 году. Под устойчивым понимается такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности.

Устойчивое развитие включает в себя два ключевых взаимосвязанных понятия:

1) понятие потребностей, в том числе приоритетных (необходимых для существования беднейших слоев населения):

2) понятие ограничений (обусловленных состоянием технологии и организацией общества), накладываемых на способность окружающей среды удовлетворять нынешние и будущие потребности человечества.

Основной задачей устойчивого развития провозглашается удовлетворение человеческих потребностей и стремлений. Важно подчеркнуть, что устойчивое развитие требует удовлетворения наиболее важных для жизни потребностей всех людей и предоставления всем возможности удовлетворять свои стремления к лучшей жизни в равной степени.

Концепция устойчивого развития основывается на пяти основных принципах.

1. Человечество действительно способно придать развитию устойчивый и долговременный характер, с тем чтобы оно отвечало потребностям ныне живущих людей, не лишая при этом будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности.

2. Имеющиеся ограничения в области эксплуатации природных ресурсов относительны. Они связаны с современным уровнем техники и социальной организации, а также со способностью биосферы справляться с последствиями человеческой деятельности.

3. Необходимо удовлетворить элементарные потребности всех людей и всем предоставить возможность реализовывать свои надежды на более благополучную жизнь. Без этого устойчивое и долговременное развитие попросту невозможно. Одна из главнейших причин возникновения экологических и иных катастроф - нищета, которая стала в мире обычным явлением.

4. Необходимо согласовать образ жизни тех, кто располагает большими средствами (денежными и материальными), с экологическими возможностями планеты, в частности относительно потребления энергии.

5. Размеры и темпы роста населения должны быть согласованы с меняющимся производительным потенциалом глобальной экосистемы Земли.

Особенно подчеркивается динамический характер устойчивого развития. Отмечается, что оно представляет собой не неизменное состояние гармонии, а скорее процесс изменений, в котором масштабы эксплуатации ресурсов, направление капиталовложений, ориентация технического развития и институционные изменения согласуются с нынешними и будущими потребностями