Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

загальна екологія шпори

.docx
Скачиваний:
142
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
159.49 Кб
Скачать

1 Основні визначення і поняття сучасної екології, її головні завдання

Екологія - відносно молода наука, ще не так давно нею цікавилося невелике коло спеціалістів. Останніми десятиріччями вона почала швидко розвиватись. Цьому сприяла необхідність вирішення та­ких важливих проблем сучасності, як раціональне використання природ­них ресурсів, профілактика забруднення середовища промисловими відходами та транспортом, запобігання знищенню природних угруповань, збереження генофонду рослинного і тваринного світу. Екологія дає уяв­лення про те, яким чином досягти симбіозу техніки, виробництва і при­роди.

Сьогодні екологія,в широкому значенні, визначається як комплексна інтегральна наука, яка досліджує навколишнє середовище (екосферу планети), його вплив на суспільство та зворотну реакцію природи на діяльність людства.

Екологія – це міждисциплінарна наука, яка базується, крім біологічних основ, на основах географічних, технічних, економічних та соціальних наук

Головні завдання екології:

· встановлення закономірнос­тей взаємозв'язків між організмами, їхніми угрупованнями та умо­вами довкілля;

· дослідження структури та функціонування угрупо­вань організмів; розробка методів визначення екологічного стану природних і штучних угруповань;

· спостереження за змінами в ок­ремих екосистемах та біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслід­ків;

· створення бази даних та розроблення рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської і соціальної діяльності людини;

· застосування екологічних знань у справі охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів.

Об'єкти дослідження в екології - організми, тіла і речовини - матеріальні, а процеси з їх участю підкоряються законам фізики, хімії, біології та інших природничих наук.

Отже, предметом вивчення екології є переважно системи, розміщені вище рівня організмів, - популяції й угруповання. Іншими словами, -

екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи із оточуючим середовищем певну єдність (тобто систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й органічної речовини.

6. Особливості будови літосфери та її екологічні функції

Літосфера - це тверда зовнішня оболонка Землі, земна кора. Потужність Земної кори під океаном - 5 - 20 км; під континентом - 70 км. У літосфері виділяють масив гірських порід, земну поверхню і грунту. Грунт - це поверхневий пухкий горизонт суші, здатний проводити урожай рослин. Найважливіша властивість грунту - її родючість, яке визначається фізичними і хімічними властивостями грунту. Грунт - трифазна середу, що включає тверді, рідкі та газоподібні компоненти. Вона являє собою продукт фізичного, хімічного та біологічного перетворення гірських порід, тобто формується в результаті складної взаємодії клімату, рослин, тварин і мікроорганізмів. Сама грунт постійно розвивається і змінюється, внаслідок чого існує велика різноманітність її типів. У результаті переміщення або перетворення речовини грунт розчленовується на окремі шари, або горизонти, поєднання яких представляє профіль грунту. У всіх типах грунтів самий верхній горизонт має більш або менш темний колір, що залежить від кількості органічної речовини. Цей горизонт називається гумусовим або перегнійно-акумулятивні. Він може мати зернисту, грудкувату або шарувату структуру. Надлишок або недолік гумусу визначає родючість грунту, тому що в ньому здійснюються складні обмінні процеси, в результаті яких утворюються елементи живлення рослин. Вище гумусового горизонту іноді розташовується підстилка або дерен, що складається з розкладаються рослинних залишків і сприяє накопиченню вологи та поживних речовин в грунті, а також впливає на тепловий і повітряний режими грунту. Під гумусовим горизонтом звичайно залягає малородючі підзолистий горизонт вимивання (в чорноземних і темних грунтах цей горизонт відсутній). Ще глибше розташований іллювіальний горизонт (обрій вмиванія), у нього вмивається і в ньому накопичуються мінеральні та органічні речовини з верхніх горизонтів. Ще нижче залягає материнська підстилаюча гірська порода, на якій формується грунт. Всі горизонти являють собою суміш органічних і мінеральних елементів. Органічні залишки в грунті руйнуються (мінералізують) з утворенням більш простих (вода, діоксид вуглецю, аміак та ін) речовин або перетворюються у більш складні з'єднання - перегній, або гумус. Одна з найбільш важливих характеристик грунту - її механічний склад, тобто вміст часток різної величини. Встановлені чотири градації механічного складу: пісок, супісок, суглинок і глина. Від механічного складу грунту залежать її водопроникність, здатність утримувати вологу, проникнення в неї коріння рослин і ін Крім того, кожна грунт характеризується щільністю, тепловими та водними властивостями. Велике значення для грунту має аерація, тобто її насиченість повітрям і здатність до такого насичення. Хімічні властивості грунту залежать від вмісту мінеральних речовин, які знаходяться в ній у вигляді розчинених іонів. Деякі іони є токсичними для рослин, інші - життєво необхідними. Концентрація іонів водню (рН) в середньому близька до нейтрального значення. Флора таких грунтів особливо багата видами. У вапняних (рН 8) і засолених грунтах (рН 4) розвивається тільки специфічна рослинність. Що живуть у грунті безліч видів рослинних і тварин організмів активно впливає на її фізико-хімічні характеристики.

7. Особливості будови гідросфери, та її екологічні функції

Гідросфера - це водна оболонка Землі. До неї відносять: поверхневі і підземні води, прямо чи опосередковано забезпечують життєдіяльність живих організмів, а також вода, що випадають у вигляді опадів. Вода займає переважну частину біосфери. З 510 млн. км2 загальної площі земної поверхні на Світовий океан припадає 361 млн. км2 (71%). Океан - головний приймач і акумулятор сонячної енергії, оскільки вода має високу теплопровідність. Основними фізичними властивостями водного середовища є її щільність (в 800 разів вище густини повітря) і в'язкість (вище повітряної в 55 разів). Крім того, вода характеризується рухливістю в просторі, що сприяє підтримці відносної гомогенності фізичних і хімічних характеристик. Водні об'єкти характеризуються температурної стратифікацією, тобто зміною температури води на глибині. Температурний режим має істотні добові, сезонні, річні коливання, але в цілому динаміка коливань температури води менше, ніж повітря. Світловий режим води під поверхнею визначається її прозорістю (мутністю). Від цих властивостей залежить фотосинтез бактерій, фітопланктону, вищих рослин, а отже, і накопичення органічної речовини, що можливо лише в межах евфотіческой зони, тобто в тому шарі, де процеси синтезу переважають над процесами дихання. Мутність і прозорість залежать від вмісту у воді зважених речовин органічного і мінерального походження. З найбільш значущих для живих організмів абіотичних факторів у водних об'єктах слід відзначити солоність води - вміст у ній розчинених карбонатів, сульфатів, хлоридів. У прісних водах їх мало, причому переважають карбонати (до 80%). У океанічної воді переважають хлориди і частково сульфати. У морській воді розчинені практично всі елементи періодичної системи, включаючи метали. Інша характеристика хімічних властивостей води пов'язана з присутністю в ній розчиненого кисню і діоксиду вуглецю. Особливо важливий кисень, що йде на дихання водних організмів. Життєдіяльність і поширення організмів у воді залежать від концентрації іонів водню (рН).

8. Особливості будови атмосфери та її екологічні функції

Склад атмосфери. В даний час склад атмосфери знаходиться в стані динамічної рівноваги, що досягається діяльністю живих організмів. На висоті 100 - 120 км найчастіше зустрічаються азот і кисень; на висоті 400 км знаходиться кисень у атомарному стані (з одним вільним електроном); на висоті 600 - 1600 км найчастіше зустрічають гелій; вище переважає водень. У нижніх шарах атмосфери (до 25 км) зустрічаються CO2, вуглеводні CxHy, діоксид сірки SO2, оксиди азоту NxOy та ін Однією з характеристик атмосфери є вологість. Вологість атмосферного повітря визначається його насиченістю водяними парами. Найбільш багаті вологою нижні шари атмосфери (1,5 - 2,0 км), де концентрується приблизно 50% вологи. Кількість водяної пари в повітрі залежить від його температури: чим вища температура, тим більше вологи містить повітря. Однак за будь-якої конкретної температурі повітря існує певна межа його насичення парами води, який є максимальним. Зазвичай насичення повітря парами води не досягає максимуму, і різниця між максимальним і поточним насиченням носить назву дефіциту вологості, або нестачі насичення. Температура на поверхні земної кулі визначається температурним режимом атмосфери і тісно пов'язана з сонячним випромінюванням. Відомо, що кількість тепла, що падає на горизонтальну по поверхні, прямо пропорційно синус кута стояння Сонця над горизонтом, тому спостерігаються добові та сезонні коливання температури. Чим вище широта місцевості, тим більше кут нахилу сонячних променів і тим холодніше клімат. Одним з інструментів атмосфери, що впливають на екологію Землі є вітер. Причина виникнення вітру - неоднаковий нагрівання земної поверхні, пов'язаний з перепадами тиску. Вітровий потік спрямований у бік меншого тиску, тобто туди, де повітря більш прогрітий. Сила обертання Землі впливає на циркуляцію повітряних мас. У приземному шарі повітря їх рух впливає на всі метеорологічні елементи клімату: режим температури, вологості, випаровування з поверхні Землі і транспірацію рослин. Вітер - найважливіший фактор переносу і розподілу домішок в атмосферному повітрі. Спостерігаються тривалі періоди (цикли) переважною атмосферної циркуляції тривалістю в кілька десятків років. Ці цикли мерідіанальний, широтної циркуляції періодично змінюються зі сходу на захід, з півночі на південь, а також в протилежних напрямках. З типами атмосферної циркуляції іноді пов'язують періоди одночасної активності багатьох видів тварин, наприклад, періоди спалахів масового розмноження комах. Швидкість і напрямок руху повітряних мас можуть змінюватися залежно від рельєфу, часу доби та інших факторів. Вертикальне рух мас повітря - складний природний процес, який може характеризуватися температурної стратифікацією - зміною температури повітря з висотою. У межах земної кулі існують постійно області низького і високого тиску, причому в одних і тих же точках спостерігаються сезонні і добові коливання тиску. Розрізняють також морський і континентальний типи динаміки тиску. Періодично виникають області зниженого тиску, що характеризуються потужними потоками повітря, що прагне по спіралі до переміщається в просторі центру, носять назву циклонів. Циклони відрізняються нестійкою погодою і великою кількістю опадів.

9. Становлення біосфери та її характеристика.

Біосфера (у сучасному розумінні) – своєрідна оболонка Землі, що містить усю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмами. Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери.

Атмосфера – найбільш легка оболонка Землі, що граничить з космічним простором; через атмосферу здійснюється обмін речовини й енергії з космосом. Атмосфера має кілька шарів: тропосфера – нижній шар, що примикає до поверхні Землі (висота 9–17 км). У ньому близько 80% газового складу атмосфери і уся водяна пара; стратосфера;

Переважні елементи хімічного складу атмосфери: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%). •Гідросфера – водяна оболонка Землі. У наслідок високої рухливості вода проникає повсюдно в різні природні утворення, навіть найбільш чисті атмосферні води містять від 10 до 50 мгр/л розчинних речовин.

Біосфера - область існування живих організмів на Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери, літосфери. Біосфера включає верхню частину літосфери, всю гідросферу і нижню частину атмосфери - тропосферу. Нижня межа життя проходить по літосфері на глибині 2 - 3 км, верхня - на висоті 20 - 22 км. Межі біосфери зумовлюються цілою низкою факторів. Важливою причиною нерівномірного розміщення живих організмів в атмосфері є наявність сил гравітації та космічне випромінювання. Існуванню живих організмів на великих глибинах літосфери заважає висока температура земних надр. У гідросфері живі організми зустрічаються на максимальній глибині. Центральною ланкою біосфери виступають живі організми, включаючи людину. Перші уявлення про біосферу як „зону життя” належать французькому натуралісту Ж. Б. Ламарку (1802). Термін „біосфера” вперше запропонував у 1875 році австрійський геолог Е. Зюсс. Науково обґрунтував учення про біосферу в 1926 році український вчений В.І. Вернадський. Він довів, що живі організми мають вирішальний вплив на всі геологічні процеси, які формують обличчя Землі. Саме життєдіяльністю живих організмів зумовлюється хімічний склад атмосфери, концентрація солей у гідросфері, утворення і руйнування гірських порід. Живі організми не тільки пристосовуються до умов зовнішнього середовища, а й активно їх змінюють.

Здійснення функцій живої речовини пов’язано з міграцією атомів у процесі колообігу речовин у біосфері. В ній постійно триває колообіг води і всіх хімічних елементів, які входять до складу живих організмів. Та частина міграції хімічних елементів, яка відбувається за участю живих організмів, називається біогенною, а поза ними - абіогенною.

27. Вікова структура популяцій: високопродуктивні, стабільні та вимираючі популяції

В кожній популяції є групи різновікових особин, співвідношення яких характеризує здатність популяції до розмноження. Розрізняють три стадії віку:

перед продуктивний;

репродуктивний; пост продуктивний.

Тривалість цих стадій у різних організмів дуже відрізняється. У багатьох тварин і рослин особливо тривалим буває передпродуктивний період. При сприятливих умовах у популяції присутні всі вікові групи, які забезпечують відносно стабільний рівень її чисельності. На віковий склад популяції впливають тривалість життя особин, період досягнення статевої зрілості, тривалість періоду розмноження, плодючість і смертність вікових груп. Вікову структуру популяцій часто зображають у вигляді вікових пірамід. Врахування і аналіз вікової структури природних популяцій має велике значення для раціонального мисливського промислу і прогнозування популяційно-екологічної ситуації. Статева структура популяцій має важливе значення для подальшого зростання її чисельності. Вікова структура стосується не лише унітарних організмів (в основному організми тварин, будова яких значною мірою зумовлена генетично), але й модулярних (в основному організми, в яких із зиготи розвивається якась одиниця будови (модуль): коріння, пагони, крона, листя). Загальна будова тіла рослинного організму визначається, по суті, кутами між суміжними модулями і довжиною з'єднуючих їх стебел чи міжвузел (рис. 4.3). Кожен із модулів, розвиваючись, молодшає чи старішає, причому це може відбуватися одночасно, що ускладнює встановлення вікової структури популяції.

За останні сто п'ятдесят років населення Землі росло дуже швидкими темпами. З древніх історичних епох до початку минулого століття чисельність населення світу досягла близько декількох сотень мільйонів осіб.

28. Просторова структура популяцій.

Кожна популяція займає окреслену територію суші або акваторії, розміри якої залежать від багатьох чинників: наявності умов існування виду, кількості особин у популяції, маси особин тощо. У рослинних угрупованнях просторова структура популяцій виявляється через характерне розміщення особин даного виду^ вони можуть виступати поодинці, парами, групами або ж скупченнями. їх розміщення залежить від біологічних особливостей виду, стадії розвитку популяції, умов місцезростання. Відносно ж тварин, то тут важливим фактором є пора року (лялечка зимує в лісовій підстилці, гусениця живе в кроні дерева). В багатьох випадках трапляється скупчення особин одного виду у біогрупи, або парцели. В грабово-буковому лісі таку горизонтальну структуру творять береза, граб, липа, жостір, а з трав'яних рослин – яглиця, печіночниця, копитень, плющ, осока волосиста. Таке скупчення особин дає їм можливість витримати дію несприятливих умов середовища, а також міжвидову конкуренцію. Вертикальна структура популяції характерна для багатовікового насадження. Типовим прикладом є букові праліси, де верхній ярус займають 200-250-літні буки, а нижні – особини різного віку аж до самосіву. У лісових фітоценозах популяції дерев-едифікаторів розташовані у першому ярусі, дерев-субедифікаторів – у другому, а асектаторів – у третьому чи четвертому. Чагарники і трав'яні рослини утворюють нижні яруси. Кожний з цих ярусів представлений певними популяціями тварин.

Кожна популяція займає простір, який забезпечує засобами існування лише певну кількість особи. При цьому повнота використання наявних ресурсів залежить як від загальної чисельності популяції, так і від просторового розміщення особин.

У більшості популяцій у різний час відзначається скупчення або агрегування особин (принцип Оллі), які виникають:

1) внаслідок місцевих особливостей умов середовища;

2) під впливом добових і сезонних змін погоди;

3) у зв'язку з процесом розмноження;

4) внаслідок соціального тяжіння (вищі тварини).

29. Велике коло кругообігу вуглецю та його антропогенне "підсилення"

У біосфері вуглецю понад 12000 млрд т. Це пояснюється тим, що сполуки вуглецю безперервно виникають, змінюються і розкладаються. Кругообіг вуглецю відбувається фактично між живою речовиною та двоокисом вуглецю. У процесі фотосинтезу, здійснюваного рослинами, двоокисом вуглецю вуглекислий газ і вода за допомогою енергії сонячного світла перетворюються на різні органічні сполуки. Щорічно вищі рослини і водорості при фотосинтезі поглинають 200 млрд т вуглецю. Якби вуглець не повертався в атмосферу, його запас у ній (700 млрд т) швидко б вичерпався. Відмерлі рослини і тваринні організми розкладаються грибами і мікроорганізмами на С02, який теж повертається в атмосферу. Повний цикл обміну атмосферного вуглецю здійснюється за 300 років. Але частина вуглецю вилучається у вигляді торфу, нафти, вугілля, вапняку, мармуру, викопних відкладів і осадових порід.

Продуценти засвоюють вуглець, будуючи із нього органічні речовини. У подальшому вуглець може мігрувати із одного організму до іншого по трофічному ланцюгу.

Таким чином, вуглекислота, яка поглинається автотрофними організмами у процесі фотосинтезу або хемосинтезу вертається в атмосферу переважно у процесі дихання, а також при розкладанні трупів тварин.

повертається у розчин.

Вуглець, фіксований у процесі фотосинтезу на суші, рано або пізно повертається в атмосферу при розкладанні мертвих органічних речовин. Листки та інші органічні залишки падають на землю і окислюються в ґрунті завдяки багатьом складним процесам.

Шляхи кругообігу в морі значно відрізняються від його шляхів на суші. Родючість ґрунту звичайно лімітується кількістю доступної прісної води та фосфору: інші поживні речовини відіграють меншу роль. В океані головним лімітуючим фактором є неорганічні речовини. Фітопланктон поглинає із середовища життєво важливі речовини навіть тоді, коли вони знаходяться у дуже низьких концентраціях.

Людина значно змінює геохімічний кругообіг вуглецю. У першу чергу за рахунок спалення горючих копалин. Крім того великі площі лісів були розчищені й відведені під сільськогосподарські культури. В таких районах значно змінився характер ґрунтового дихання, а це значно змінило би вміст вуглекислого газу в атмосфері, коли б не відбувалось спалення горючих копалин. Динамічна рівновага між головними резервуарами вуглецю – біосферою, атмосферою, гідросферою та ґрунтом – порушена і можна сказати, що зараз система знаходиться у перехідному періоді.

Найбільш згубним є порушення у налагодженій вуглецевій системі – це порушення, які вносяться людиною. Тому необхідно вивчати це питання, щоб потім виробити стратегію подальшої поведінки.

30 Мале коло кругообігу азоту, азотфіксуючі бактерії та їх екологічна роль

Людство живе на дні повітряного океану, який на 79% складається з азоту. Цей елемент переважно й визначає запаси рослинної їжі для мешканців цього океану. Всі ми залежимо від наявних ресурсів фіксованого азоту. “Фіксованим” називають азот, що входить до таких хімічних сполук, які можуть використовуватись рослинами та тваринами. В атмосфері азот не активний, але деякі організми все ж можуть його зв’язувати. Менша кількість атмосферного азоту фіксується у природних процесах іонізації: космічними променями, при згоранні метеоритів, електричними розрядами (блискавками), які за короткий період виділяють велику кількість енергії, необхідної для того, щоб азот зумів прореагувати з киснем або воднем води. Азот фіксують деякі морські організми, але самим великим постачальником фіксованого азоту у природі являються ґрунтові мікроорганізми та симбіотичні асоціації між такими організмами та вищими рослинами.

Велике значення має промислова фіксація азоту – найбільш велике втручання людини у природний кругообіг речовин. За деякими оцінками світова промисловість на 2000 рік виробила понад 1000 млн. т азотних добрив.

В природі кругообіг азоту здійснюється декількома шляхами (рис.1). Азот може надходити в ґрунт у зв’язаному виді за рахунок азотофіксуючих бактерій, із яких деякі є вільноживучими, а інші знаходяться у симбіозі з вищими рослинами і живуть в бульбочках на коренях або листках рослин, переважно бобових. Із вільноживучих бактерій деякі, які належать до роду азотобактер (Azotobakter), живуть при доступі кисню повітря, тобто є аеробними, інші (як клострідіумПастьора), живуть без доступу кисню, тобто є анаеробними. Таким чином, фіксація азоту ґрунтовими бактеріями може проходити у кисневому і безкисневому середовищі. В результаті фіксації в доступну для інших мікроорганізмів і для рослин форму може переводитись у середньому 20-30 кг азоту на гектар у рік.

Крім азоту в атмосфері міститься також аміак: у 1м3 повітря від 0,02 до 0,04 м3 аміаку. Літом та осінню його більше в результаті грозових розрядів; у тропіках більше, ніж у помірних широтах.

В ґрунті безперервно проходить два протилежні процеси: корисний для вищих рослин процес нітрифікації (перетворення сполук амонію у солі азотистої, а потім і азотної кислоти) і шкідливий для вищих рослин процес денітрифікації

31. Біогеохімічне мале та геохімічне велике коло кругообігу фосфору.

Цей хімічний елемент є одним із найважливіших елементів-біофілів, який входить до складу цитоплазми і є вкрай необхідним для життя організмів. Біологічний круговорот складається з мінералізації редуцентами відмерлих організмів, переведення їх у фосфати, які знову споживаються коренями рослин. Значна частина фосфатів залучається у круговорот води, вилуговується й вимивається в моря й океани, де утягується в біологічний круговорот морськими організмами через фітопланктон, водорості й пов'язані з ними харчові ланцюги.

Фосфор належить до головних органогенних елементів, який живі організми вживають у достатньо великій кількості (приблизно 0.1 необхідної кількості азоту). Він входить до складу нуклеїнових кислот, складних білків, клітинних мембран, кісткової тканини і дентину, є основою біоенергетичних процесів. У наземних біогеоценозах відбувається активний кругообіг фосфору в системі ґрунт > рослина > тварина > ґрунт. Рослини асимілюють фосфор у вигляді фосфат-іона (РО43-) безпосередньо із ґрунту і води. Утворені лишки органічного фосфору, одержаного з їжею, виносяться з організму із сечовиною у вигляді фосфатів. Одночасно деякі групи бактерій перетворюють наявний у детриті фосфор у фосфат. Як бачимо, в кругообігу фосфору в біогеоценозі беруть участь лише ґрунт і вода.

У зв'язку з тим що мінеральні сполуки фосфору розчиняються дуже швидко, а тому майже недоступні рослинам, останні використовують легкодоступні форми фосфору, які утворюються із органічних решток рослин і тварин. На доступність фосфору для рослин впливає чимало факторів середовища. Наприклад, у лужному середовищі фосфат-іони легко з'єднуються з натрієм або кальцієм, утворюючи нерозчинні сполуки. У кислому ж середовищі фосфат перетворюється в добре розчинну фосфорну кислоту. При проміжних рівнях кислотності фосфат-іон утворює сполуки, які відрізняються проміжною розчинністю, як це наведено нижче:

У сільськогосподарській практиці надто кислі ґрунти нейтралізують додаючи вапно (СаСО3), щоб підвищити доступність фосфору для рослин. У процесі розкладання трупів тварин, які при житті асимілювали рослинний фосфор бактеріями, фосфати повертаються в ґрунт і знову використовуються рослинами.

32. Біогеохімічне мале та геохімічне велике коло кругообігу сірки.

Традиційні моделі кругообігу сірки свідчать, що близько 50% сірки з'являється в атмосфері за рахунок її біологічних перетворень наземними і водними екосистемами. Вважається, що внаслідок мікробіологічних процесів у цих природних екосистемах сірка вивітрюється у вигляді сірководню.

Відомо, що мікроорганізми продукують сірководень в основному двома шляхами: відновленням сульфатів і розкладом органічної речовини. Desulfovibrio і близькі їй бактерії – відновлювачі сульфатів – частково заселяють болота та погано дреновані землі. Вони й використовують сульфати як кінцевий акцептор (приймач) електронів. Друга група мікроорганізмів надзвичайно численна і різноманітна, включає аероби, анаероби, термофіли, психрофіли та гриби-актиноміцети, бактерії, які розкладають органічні сполуки і вивільнюють сірководень. Рослини поглинають сірку у вигляді розчину сульфатів, включаючи її в білки. Подальший розклад тварин і рослин і виділення тварин призводить до вивільнення сірчистого газу і повернення сульфатів у ґрунт або воду. У кругообігу сірки головну роль, як зазначено вище, відіграють два види спеціалізованих бактерій, один із яких перетворює певну частину сірководню в сульфати, а інший вивільнює сірководень із сульфатів. На біогеоценози, особливо лісові, все більше впливає промислове забруднене повітря. Як свідчать спостереження за ростом сосен, які ростуть неподалік Новояворівського сірчаного комбінату поблизу Львова, на початку виплавлення сірки його викиди (в основному SO2) навіть сприяли швидшому росту молодих дерев, а згодом – через 10-15 років – з'явились ознаки сповільнення росту і дефоліації крон. Дослідники звернули увагу, що SО2 впливає на рослини, зокрема на процес фотосинтезу, більше, ніж будь-який інший забруднювач повітря. Історія цих досліджень сягає 1937 p., коли було повідомлено, що короткотривала фумігація високими концентраціями SО2 зумовлює серйозне зменшення швидкості фотосинтезу люцерни. В процесі зменшення швидкості фотосинтезу люцерни пороговою виявилася доза 655 мкг/м куб

41. Екологічна оцінка території

Екологічна оцінка території виконується з метою визначення можливих ризиків, пов'язаних із забрудненням навколишнього середовища, яке могло виникнути в результаті існуючого / минулого використання земельної ділянки або від прилеглих до нього територій. Екологічна оцінка допомагає виявити аспекти діяльності, які можуть призвести до значного шкідливого впливу на навколишнє середовище і пов'язаним ризикам.

Для проведення екологічної оцінки територіїзастосовують міжнародні стандарти серії ISO і BS 10175:2001, в яких визначені процедури відбору проб грунту та води, способи поводження з відібраними пробами та їх зберігання, підходи до дослідження ділянок в зоні міської і промислової забудови.

Основні стадії проведення екологічної оцінки території:

Стадія I - Попереднє дослідження території

Стадія II - Дослідження території

Стадія III - Детальне дослідження території

Стадія I - Попереднє дослідження території включає в себе вивчення наданої документації, відвідування й огляд ділянки. На даній стадії вивчаються історичні дані та інші джерела інформації щодо використання території, дані про властивості грунту, геології, педології, гідрології ділянки і станом навколишнього середовища. На стадії попереднього дослідження можливо зробити первинні висновки про забруднення досліджуваної території у вигляді складання концептуальної моделі забруднення із зазначенням виду, місць і зони забруднення на ділянці. У результаті попереднього дослідження також визначаються потенційні ризики для населення і навколишнього середовища і, в разі необхідності, приймається рішення про проведення додаткових досліджень (стадія II), а також складаються рекомендації для подальших дій і заходів.

Стадія II - Дослідження території включає в себе проведення досліджень на території, відбір проб, донних відкладень, поверхневих і грунтових вод, хімічний аналіз відібраних проб. Отримані дані та інформація потім вивчаються для перевірки правильності висновків попереднього обстеження. При необхідності, проводиться дослідження інших екологічних чинників концептуальної моделі забруднення території. У цілому, дана стадія є якісним, а не кількісним дослідженням. У результаті дослідження території визначається необхідність продовження детального дослідження (стадія III). Аналіз проб виконується міжнародної лабораторією.

Стадія III - Детальне дослідження території визначає кількісно рівень і поширення забруднення на території. Дана стадія дає можливість надати повну оцінку ризиків забруднення ділянки для населення і навколишнього середовища, а також дозволяє детально розробити і визначити вартість відновлювальних заходів.

42. Загальне поняття ноосфери

Ноосфера - сфера взаємодії суспільства й природи, у границях якої розумна людська діяльність стає визначальним фактором розвитку (ця сфера позначається також термінами «антропосфера», «соціосфера», «біотехносфера»). Ноосфера — нова, вища стадія еволюції біосфери, становлення якої пов'язане з розвитком людського суспільства, що робить глибокий вплив на природні процеси. Відповідно до Вернадського, «у біосфері існує велика геологічна, бути може, космічна сила, планетна дія якої звичайно не приймається в увагу в поданнях про космос…Ця сила є розум людини, спрямована й організована воля його як істоти суспільного». Ноосфера як наука вивчає закономірності виникнення, існування й розвитку людини, людського суспільства, закономірності взаємини людини з біосферою. Суть ноосфери полягає в тім, що людина, людське суспільство є об'єктивна, закономірна частина миру й необхідно осягати й знати ці закономірності. У навколишньому нас світі ноосфера є тією частиною біосфери, що займає людина.

Ноосфера характеризує важливий аспект спрямованості цільового розвитку. Важливо також визначити прогнози розвитку ноосфери. В.И. Вернадський думав, що формування ноосфери - це тривалий процес, що забере час життя не одного покоління людей.

Аналізуючи можливості всі зростаючої моці цивілізації, В.И. Вернадський дійшов висновку про те, що людству як частини живої речовини прийде взяти на себе відповідальність за майбутній розвиток біосфери й суспільства. Майбутність людства вимагає активного втручання Розуму в долю суспільства й ноосфери в цілому. В інтересах майбутнього всього людства біосфера повинна змінитися. Змінитися повинні геохімічні цикли біосфери і її здатність забезпечувати потреби людства відповідно до змін природи суспільства, а може, і природи самої людини. Причому перехід людства в епоху ноосфери В.И. Вернадський розглядав як один з актів «пристосування» людства. Перехід біосфери в її новий стан буде супроводжуватися виробленням нових принципів узгодження своїх дій і нового поводження людей нової моральності, зажадає зміни стандартів і ідеалів. По суті, це центральна проблема, що коштує сьогодні перед людством: як забезпечити спільну еволюцію біосфери й людини, а разом з нею й подальший розвиток цивілізації.

43. Проблеми неоекології

Екологічні проблеми людства проявляються в різкому протиріччі у взаємовідносинах суспільства і природи, порушенні природних процвів через надмірний антропогенний вплив, зростання енергоспоживання і використання палива. Проблема забруднення довкілля виникла з вини людини. Масштаби забруднення набувають глобального характеру і загрожують не передбачуваними наслідками.

Основна причина забруднення атмосферного повітря - спалювання великої кількості природного-палива. У великих містах найбільшим джерелом забруднення є автотранспорт. Для багатьох країн і промислових районів справжнім лихом стали кислотні дощі. Через них гине риба в озерах, ліс втрачає листя, швидше руйнуються будівлі.

Вода - найважливіший для людства ресурс. Багато регіонів Євразії і Північної Америки почали відчувати гостру нестачу прісної води (водяна криза). Це пов'язано з широким використанням води в промисловості, сільському і комунальному господарстві.

Відбувається інтенсивне забруднення Грунтів. Щоб компенсувати зниження природної родючості грунтів, у них вносять мінеральні добрива, що змінюють їх хімічний склад. Для боротьби з бур'янами і шкідливими комахами використовують ядохімікати, які накопичуються в грунті.

Головною умовою розв'язання екологічних проблем є раціональне природокористування. Основними засновами людської діяльності мають бути: максимальне збереження ресурсів; розширення заповідних територій; впровадження нових технологій, що забезпечують ресурсозбереження, нових джерел одержання екологічно чистої енергії; розумна економія і самообмеження в усіх сферах життя.

У процесі господарської діяльності людина спалює величезний обсяг палива. У результаті відбувається теплове забруднення атмосфери. В атмосферу викидається величезна кількість вуглекислого газу, молекули якого затримують теплове випромінювання поверхні Землі. В результаті може виникнути "парниковий ефект", що веде до глобального потепління клімату.

Руйнація озонового екрана, що захищає Землю від короткохвильової сонячної радіації (ультрафіолетових променів), може призвести до загибелі всього живого на планеті.

Великі викиди в атмосферу двоокису сірки й окисів азоту сприяють утворенню "кислотних дощів", що завдають шкоду живій природі, людині, грунту, будівлям, дорожнім покриттям тощо.

Зростає дефіцит чистої прісної води. Це пов'язано не тільки з ростом водоспоживання, але і з забрудненням багатьох водойм, звідки без спеціального очищення воду брати вже неможливо.

Глобальні проблеми може викликати скорочення площі екваторіальних лісів Амазонії та ін., які є "легенями" планети. Екстенсивне тваринництво в саванах Африки призводить до перетворення великих територій на пустелі, що може мати глобальні наслідки.

44. Глобальні екологічні проблеми забруднення атмосфери

Питання про дію людини на атмосферу знаходиться в центрі уваги фахівців і екологів всього світу. І це не випадково, оскільки найбільші глобальні екологічні проблеми сучасності - “парниковий ефект”, порушення озонового шару, випадання кислотних дощів, связанни саме з антропогенним забрудненням атмосфери.

Охорона атмосферного повітря - ключова проблема оздоровлення навколишнього природного середовища. Атмосферне повітря займає особливе положення серед інших компонентів біосфери.

Значення його для всього живого на Землі неможливо переоцінити. Людина може знаходитися без їжі п’ять тижнів, без води - п’ять днів, а без повітря всього лише п’ять хвилин. При цьому повітря повинне мати певну чистоту і будь-яке відхилення від норми небезпечно для здоров’я.

Атмосферне повітря виконує і складну захисну екологічну функцію, оберігаючи Землю від абсолютно холодного Космосу і потоку сонячних випромінювань. У атмосфері йдуть глобальні метеорологічні процеси, формується клімат і погода, затримується маса метеоритів.

Атмосфера володіє здібністю до самоочищення. Воно відбувається при вимиванні аерозолів з атмосфери осіданнями, турбулентному перемішуванні приземного шару повітря, відкладенні забруднених речовин на поверхні землі і т.д. Проте в сучасних умовах можливості природних систем самоочищення підірвані. Під масованим натиском антропогенних забруднень в атмосфері стали виявлятися вельми небажані екологічні наслідки. З цієї причини атмосферне повітря вже не повною мірою виконує свої захисні, терморегулірующие і життєзабезпечення екологічні функції.

ОСНОВНІ ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ.

В даний час основний внесок в забруднення атмосферного повітря на території Росії вносять наступні галузі: теплоенергетика (теплові і атомні електростанції, промислові і міські котельні і ін.), далі підприємства чорної металургії, нафтовидобутку і нафтохімії, автотранспорт, підприємства кольорової металургії і виробництво будматеріалів.

На заході ситуація небагато інша. Так, наприклад, основна кількість шкідливих викидів в США, Великобританії і Німеччині доводиться на автотранспорт (50-60%), тоді як на долю теплоенергетики значно менше (16-20%).

ВПЛИВ НА ЗДОРОВ’Ї ЛЮДИНИ.

Забруднення атмосферного повітря впливає на здоров’ї людини і на навколишнє природне середовище різними способами - від прямої і негайної загрози (зміг і ін.) до повільного і поступового руйнування різних систем життєзабезпечення організму. У багатьох випадках забруднення повітряного середовища порушує структурні компоненти екосистеми до такого ступеня, що регуляторні процеси не в змозі їх повернути в первинний стан і в результаті механізм гомеостазу не спрацьовує.

45. Джерела забруднення

Джерела забруднення дуже різноманітні: серед них не тільки промислові підприємства і паливно-енергетичний комплекс, але і побутові відходи, відходи тваринництва, транспорту, а також хімічні речовини, які людина цілеспрямовано вводить до екосистеми для захисту корисних продуцентів і консументів від шкідників, хвороб і бур'янів.

Серед інгредієнтів забруднення - тисячі хімічних сполук, особливо важкі метали та оксиди, токсичні речовини та аерозолі. Різні джерела викидів можуть бути однаковими за складом і характером забруднюючих речовин.

Так вуглеводні надходять у атмосферу і при спалюванні палива, і від нафтопереробної промисловості, і від газовидобувної промисловості.

Джерела забруднюючих речовин різноманітні, також багаточисельні види відходів і характер їхнього впливу на компоненти біосфери. Біосфера забруднюється твердими відходами, газовими викидами і стічними водами металургійних, металообробних і машинобудівних заводів. Величезної шкоди завдають водяним ресурсам стічні води целюлозно-паперової, харчової, деревообробної, нафтохімічної промисловості.

Розвиток автомобільного транспорту призвів до забруднення атмосфери міст і транспортних комунікацій важкими металами і токсичними вуглеводнями, а постійне зростання масштабів морських перевезень викликало майже повсюдне забруднення морів і океанів нафтою і нафтопродуктами.

Масове застосування мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин призвело до появи отрутохімікатів в атмосфері, ґрунтах і природних водах, забрудненню біогенними елементами водойм, водотоків і сільськогосподарської продукції (нітрати, пестициди і т. п.). При гірських розробках на поверхню землі витягаються мільйони тонн різноманітних, найчастіше фітотоксичних гірських порід, що утворюють терикони і відвали, що пилять і горять.

В процесі експлуатації хімічних заводів і теплових електростанцій також утворюються величезні кількості твердих відходів (недогарок, шлаки, золи і т. п.), що складуються на великих площах, вчиняючи негативний вплив на атмосферу, поверхневі і підземні води, ґрунтовий покров (пилування, виділення газів і т. п.).

46. Явище парникового ефекту та можливі наслідки зміни клімату.

Явище парникового ефекту вперше було викладено та обгрунтовано Жозефом Фур’є в середині 19 століття, і означає воно збільшення температури нижніх шарів атмосфери через виділення енергії від нагрівання газів (в основному вуглекислий газ і водяні пари).

Позитивний вплив парникового ефекту на життя планети проявляється у підтримці температури на її поверхні, при якій на ній виникла і розвинулася життя. У відсутності ж цього явища температура на поверхні Землі була б набагато нижче.

Але з багатьох причин концентрація парникових газів збільшується, у зв’язку з чим атмосфера стає малопроникними для інфрачервоних променів. Через це температура на поверхні Землі підвищується, що може призвести з часом до негативних наслідків. Клімат поступово змінюється і середньорічна температура зростає з дедалі більшими темпами.

Дослідження вчених багаторазово підтверджували, що основним фактором збільшення парникового ефекту є діяльність людини. Це інтенсивне спалювання нафти, газу, вугілля, повсюдне осушення водойм, вирубка лісів, а також промислова діяльність.

В результаті зміни клімату виникають неприємні наслідки, причому неприємні для самого людства. У першу чергу, це зміна інтенсивності випадання опадів (у посушливих районів їх стане ще менше, у вологих — навпаки). Танення льодовиків призведе до підвищення рівня моря, затоплення прибережних територій і островів, а зміна місця існування знищить до 2 / 3 видів рослин і тварин. Постраждає і сільське господарство.

Для організму людини наслідки парникового ефекту теж негативні. Високі температури призведуть до загострення серцево-судинних захворювань, вони ж поширять нетипових комах (малярійних комарів та інших) у райони, де імунітет до їхніх укусів не вироблений. Проблеми в продуктами харчування викличуть голод в малозабезпечених районах.

На жаль, повністю зупинити і усунути наслідки багаторічних підвищень температур не вдасться. Але людство в силах скоротити інтенсивність основних причин парникового ефекту. Так, знизити ймовірність страшних наслідків можливо за рахунок скорочення видобутку і споживання природного палива, введення енергозберігаючих заходів, розвитку і впровадження нових екологічно чистих способів виробництва, відновлення лісів, здатних поглинати вуглекислий газ у великій кількості.

47. Забруднення атмосфери автотранспортом, хімічними та металургійними підприємствами

Атмосфера забруднюється в результаті впливу різноманітних факторів: промисловості, побутових котелень, транспорту тощо. Серед галузей промисловості головними джерелами атмосферних забруднень виступають: електроенергетика (27%), металургія (26%), будівельна індустрія (13%). Підприємства теплоенергетики, металургійних і хімічних галузей, котельні установки споживають щороку близько 70% твердого і рідкого палива, яке видобувається. В результаті їх діяльності в атмосферу виділяються шкідливі газові викиди.

Найпоширенішими шкідливими газовими забруднювачами є: оксиди сульфуру (ІV і VІ) - SO2, SO3; сірководень (Н2S); сірковуглець (СS2); оксиди нітрогену - Nox; бензопірен; аміак; сполуки хлору; сполуки флуору; сірководень; вуглеводні; синтетичні поверхнево-активні речовини; канцерогени; важкі метали; оксиди карбону (ІІ і ІV) - СО, СО2.

Важливим джерелом атмосферних забруднень є транспортні засоби всіх видів. Автомобільні викиди - це суміш близько 200 речовин, серед яких альдегіди з різким запахом і сильною подразливою дією, канцерогенні речовини, які можуть викликати ракові захворювання та інші.

Середньостатистичний автомобіль за рік пробігу забирає з атмосфери 4,35 т кисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53кг оксиду Карбону, 0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів Нітрогену. Автомобільний транспорт забруднює головним чином атмосферу трьома основними каналами:

–  відпрацьованими газами що викидають через вихлопну трубу;

–  картерними газами;

–  вуглеводнями внаслідок випаровування палива з бака, карбюратора та трубопроводів.

Також негативно впливають на атмосферу накопичення вуглекислого газу, кількість якого, на жаль, чимдалі збільшується. Це може призвести у найближчому майбутньому до збільшення середньорічної температури на Землі.

У металургійній індустрії при виплавці чавуна й переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів. Так, у розрахунку на 1 т граничного чавуна виділяється крім 2,7кг сірчистого газу і 4,5кг пилових частинок, що складаються зі сполук Арсену, Фосфору, Стибію, Плюмбуму, пари ртуті й рідкісних металів, смоляних речовин гідроген ціаніду водню.

Розрізняють такі види забруднення: хімічне, автомобільними викидами, аерозольне, вуглеводневе, радіаційне, шумове, електромагнітне.

Але найсильніше позначається на навколишньому середовищі забруднення продуктами хімічних перетворень. Хімічні забруднення - тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні елементи й сполуки штучного походження, які надходять - у біосферу, порушуючи встановлені природою процеси кругообігу речовин і енергії.

Викиди та витоки небезпечних хімічних речовин, загорання різних матеріалів, обладнання, будівельних конструкцій, аварії на транспорті при перевезенні небезпечних хімічних речовин, вибухових та пожежонебезпечних вантажів супроводжуються забрудненням навколишнього середовища. Хімічні аварії є дуже небезпечними, бо хімічні викиди здатні розповсюджуватись на значні території, де можуть виникати великі зони забруднення навколишнього середовища. До числа небезпечних для здоров'я людини газоподібних сполук, які забруднюють атмосферу, можна віднести: С12, НС1, HF, HCN, SO3, SO2, CS2, CO, СО2, NH3, COC13, оксиди Нітрогену та інші.

48. Забруднення атмосфери фреонами та проблема зменшення потужності озонового шару

Найважливіше захисне значення має озоновий екран. Він розташований у стратосфері на висоті від 20 до 50 км від поверхні Землі. Загальна кількість озону (Оз) в атмосфері оцінюється в 3,3 млрд. т. Потужність цього шару порівняно невелика: сумарно вона становить 2 мм на екваторі й 4 мм у полюсів при нормальних умовах. Максимальна концентрація озону - 8 частин на мільйон частин повітря - перебуває на висоті 20 - 25 км. Основне значення озонового екрана полягає в тому, що він захищає живі організми від твердого ультрафіолетового випромінювання. Частина його енергії витрачається на реакцію: SО2 <> S0з. Озоновий екран поглинає ультрафіолетові промені з довжиною хвилі близько 290 нм і менш, тому до земної поверхні доходять ультрафіолетові промені, корисні для вищих тварин і людини й згубні для мікроорганізмів. Руйнування озонового шару, замічене на початку 1980-х рр., пояснюють застосуванням фреонів у холодильних установках і викидом в атмосферу аерозолів, застосовуваних у побуті. Викиди фреонів у світі тоді досягали 1,4 млн. т у рік, а внесок окремих країн у забруднення атмосфери фреонами становив: 35% - США, по 10% - Японія й Росія, 40% - країни ЄЕС, 5% - інші країни. Погоджені міри дозволили скоротити надходження фреонів в атмосферу. Руйнівний вплив на озоновий шар роблять польоти надзвукових літаків і космічних апаратів. Атмосфера захищає Землю від численних метеоритів. Щомиті в атмосферу попадає до 200 млн. метеоритів, доступних для спостереження неозброєним оком, але вони згоряють в атмосфері. Сповільнюють свій рух в атмосфері дрібні частки космічного пилу. Щодоби на Землю опускається близько 10" дрібних метеоритів. Це приводить до збільшення маси Землі на 1 тис. т. у рік. Атмосфера є теплоізоляційним фільтром.

Для людей пари фреонів не шкідливі, але вони надзвичайно стійкі й можуть зберігатися в атмосфері до 80 років. Пари фреонів з висхідними повітряними плинами попадають у стратосферу, де під впливом УФ випромінювання Сонця їхні молекули розпадаються, звільняючи атома хлору. Ця речовина діє, як дуже сильний каталізатор, розкладаючи молекули озону до кисню. Один атом хлору здатний розкласти 100 000 молекул озону.

58 Техніка збору інформації

В екології найбільше поширені польові біометричні методи й експеримент. Польовий метод – один із основних методів, який проводиться в природних умовах. Його широко використовують в агрохімії, фізіології рослин, землеробстві, рослинництві, лісівництві, селекції. При цьому здійснюють фенологічні спостереження, агрофізичні, агрохімічні, мікробіологічні дослідження ґрунтів, ботанічні, фізіологічні та біохімічні дослідження рослин. Усе це дає змогу виявити біоекологічні можливості виду чи сорту рослин, з'ясувати природу відмінності в урожаї та його якості тощо. Метод безпосередніх спостережень екосистеми або її окремих компонентів в природних умовах передбачає невтручання (або ж мінімально можливе втручання) спостерігача в природні процеси, стосунки чи стани. Цей метод ще називають порівняльним еколого-географічним, або ж методом порівняльної екології.

Польові дослідження екосистем певних ландшафтів покликані вирішити такі завдання: 1. Виділення основних типів екосистем і їх взаємозв'язків в даному ландшафті. 2. Визначення видового складу організмів, які населяють кожну з екосистем, встановлення відповідних їй клімату, типу ґрунтів, ґрунтоутворюючої породи, характеру гідрологічного режиму. 3. Ідентифікація структури екосистеми на якісному рівні, тобто одержання загальної картини стосунків між видами, встановлення характеру зв'язків організмів з ґрунтом, приземними шарами повітря та іншими неживими компонентами екосистеми, а також у цих останніх один з одним. 4. Одержання кількісних оцінок основних показників складу екосистеми, наприклад, встановлення основних змінних стану мікроклімату (температури, вологості, концентрації вуглекислого газу та ін.), ґрунту (температури, вологості, концентрації можливих елементів рослин і т. ін.), для наземних екосистем і водної маси (температури, солоності, концентрації кисню, іонів водню, біогенних елементів і т. ін.). 5. Кількісна ідентифікація структури екосистеми, тобто кількісний опис функціональних зв'язків між компонентами екосистеми і зовнішніх впливів на систему. Прикладом тут можуть служити залежності: а) інтенсивності фотосинтезу від освітлювальності, температури, вологості, забезпеченості біогенними елементами і т. ін.; б) швидкості поїдання рослин рослиноїдними тваринами від наявності запасу і кількості фітомаси, від щільності і стану популяцій самих рослиноїдних, від метеорологічних умов та інших факторів; в) швидкості випаровування води з ґрунту від метеорологічних умов, властивостей ґрунту, рослинності і т. ін. 6. Комплексний опис спряження динаміки всіх компонентів у сезонному, річному і багаторічних аспектах, який мав би служити основою для глибокого аналізу закономірностей функціонування даної екосистеми.

Ландшафтно-екологічний підхід дає змогу виділити екосистеми ландшафту, місцевості, урочища і, нарешті, фацій або асоціацій. Межі цих утворень і є межами біогеоценозу або екосистеми нижчого базового рівня.

59. Техніка обробки інформації

Техніка обробки зібраної інформації залежить від методики досліджень. Частину інформації можна опрацьовувати безпосередньо на об'єкті досліджень, але основну – в камеральних умовах. Сьогодні широко використовують обробку інформації на ЕОМ. Зупинимося детальніше на методі моделювання, який полягає в тому, що поряд із системою (оригіналом чи еталоном), яку позначають через Y0 = Y0 (V0, Х0, Е0, F0), розглядають її модель (рис. 1.9), якою виступає якась інша система – Y = Y (V, X, E, F), що являє собою образ (подобу) оригіналу S0 у процесі моделюючого відображення (відповідності подоби) f, що прийнято позначати записом:

З іншого боку, модель має точно відбивати оригінал, хоча можливе і спрощення, або, як прийнято в системному аналізі, агрегування. Саме це й здійснює гомоморфне відображення підсистеми Y1 на модуль Y. При цьому можливе подальше спрощення, тобто кількість елементів і зв'язків в моделі У може стати меншою, ніж в Y1, а в Y0 – більшою. Однак у цьому випадку не відбувається викривлення структури, тобто якщо деякі елементи системи Y1 були пов'язані деякими стосунками, то їх образи в моделі У мають бути аналогічними. Стратегія моделювання полягає в намаганні шляхом спрощення одержати модель, властивості і поведінку якої можна було б ефективніше вивчати, але яка одночасно залишалась би достатньо подібною до оригіналу, щоб результати цього дослідження все ж були використані і для оригіналу. Зворотний перехід від моделі У до оригіналу Y0 називають інтерпретацією моделі. Залежно від особливостей системи-оригіналу і завдань дослідники використовують різноманітні моделі, які можна класифікувати за наступними ознаками. За типом реалізації розрізняють реальні і знакові моделі. Якщо перший тип моделей пов'язаний з використанням натурних даних, то другий являє собою умовний опис системи-оригіналу за допомогою певного алфавіту символів і операцій над символами. Найбільше значення для екології мають два різновиди знакових моделей: концептуальна та математична.

60. Загальна схема вивчення екосистем

Виходячи із завдань системного підходу до вивчення екосистем, процес власне дослідження можна поділити на ряд більш детальних етапів, які послідовно змінюють один одного в часі або ж здійснюються паралельно, як показано на рис. 1.10. Ці етапи мають такі назви: 1) постановка завдання, 2) концептуалізація, 3) специфікація, 4) спостереження, 5) ідентифікація, 6) експеримент, 7) реалізація моделі, 8) перевірка моделі, 9) дослідження (аналіз) моделі, 10) оптимізація, 11) заключний синтез. 1. Постановка завдання. Враховуючи багатокомпонентний склад екосистеми і її багатогранні взаємозв'язки, для вирішення окремих проблем, наприклад в галузі охорони природи, виділяють у ній (екосистемі) якусь визначену кількість властивостей і процесів, котрі є найсуттєвішими для вирішення завдання (наприклад, стан популяцій рідкісних рослин).

Концептуалізація. В рамках поставленого завдання узагальнюють відомі дані й уявлення про досліджуваний об'єкт у вигляді повної і логічно несуперечливої концептуальної моделі. Передусім у ній визначається місце досліджуваної екосистеми в ландшафті як системі вищого рівня ієрархії, встановлюються її зовнішні "входи" і "виходи", тобто її зв'язки зі суміжними екосистемами – з атмосферою, геологічними шарами і водними масами, а також з діяльністю людини.

Експеримент. Ідентифікація моделей, як правило, необхідна для уточнення тих чи інших параметрів або ж для перевірки гіпотези проведення польових чи лабораторних експериментів. Водночас із спостереженням за екосистемою проводяться експериментальні та інші дослідження, які доповнюють чи корегують їхні результати.

Оптимізація. На даному етапі вивчення моделі методологічною основою виступає теорія оптимального управління. Наприклад, оптимізація екосистем певного ландшафту полягає в проведенні системи заходів, спрямованих на збільшення продуктивності, флористичного та фауністичного багатства, естетичності. Такі завдання, зокрема, ставляться при перетворенні природного лісу в лісопарк.

Заключний синтез. Завершуючи проведену роботу, оцінюють одержані кінцеві результати, передусім побудовану імітаційну модель і намічають перспективи наступних досліджень. Традиційно матеріали досліджень описують у заключному збірнику чи монографії.

66. Екологічна експертиза.

Екологічна експертиза – вид науковопрактичної діяльності спеціально уповноважених державних органів, еколого-експертних формувань та об’єднань громадян, що ґрунтується на міжгалузевому екологічному дослідженні, аналізі та оцінці передпроектних, проектних та інших матеріалів та об’єктів, реалізація і дія яких може негативно впливати або впливає на стан навколишнього середовища та здоров’я людей, і спрямована на підготовку висновків про відповідальність запланованої чи здійснюваної діяльності вимогам і нормам законодавства про охорону навколишнього природного середовища , раціональне використання і відтворення природніх ресурсів , забезпечення екологічної безпеки.

Мета екологічної експертизи є запобігання негативному впливу антропогенної діяльності на стан навколишнього природного середовища та здоров’я людей, а також оцінка ступеня екологічної безпеки господарської діяльності та екологічної ситуації на окремих територіях і об’єктах.

Основними завданнями екологічної експертизи є:

1) визначення ступеня екологічного ризику і безпеки запланованої чи здійснюваної діяльності;

2) організація комплексної, науково обґрунтованої оцінки об’єктів екологічної експертизи;

3) встановлення відповідності об’єктів експертизи вимогам екологічного законодавства, санітарних норм, будівельних норм і правил;

4) оцінка впливу діяльності об’єктів екологічної експертизи на стан навколишнього природного середовища, здоров’я людей і якість природніх ресурсів;

5) оцінка ефективності, повноти, обґрунтованості та достатності заходів щодо охорони навколишнього середовища і здоров’я людей;

6) підготовка об’єктивних, всебічно обґрунтованих висновків екологічної експертизи.

Об’єктами екологічної експертизи є: проекти законодавчих та інших нормативно-правових актів, передпроектні, проектні матеріали, документація по впровадженню нової техніки, технологій, матеріалів, речовин, продукції, реалізація яких може призвести до порушення екологічних нормативів, негативного впливу на стан навколишнього природного середовища, створення загрози здоров’ю людей.

Україні здійснюється державна, громадська та інші екологічні експертизи.

Висновки державної екологічної експертизи є обов’язковими для виконання. Приймаючи рішення щодо подальшої реалізації об’єктів екологічної експертизи, висновки державної екологічної експертизи враховуються керівні з іншими видами державних експертиз.

Висновки громадської та іншої екологічної експертизи мають рекомендаційний характер і можуть бути враховані при проведенні державної екологічної експертизи, а також при прийнятті рішень щодо подальшої реалізації об’єкта екологічної експертизи.

67. Гранично допустимі навантаження на природне середовище

ГРАНИЧНО ДОПУСТИМЕ НАВАНТАЖЕННЯ (ГДН) – макс, значення госп. чи рекреаційного навантаження на середовище природне, що встановлюються з урахуванням ємності середовища, його ресурсного потенціалу, здатності до саморегуляції та відтворення з метою охорони довкілля від забруднення, виснаження й руйнування.

ГДН (гранично допустимі навантаження) це граничні значення господарського або рекреаційного навантаження на природне середовище, встановлюється з урахуванням ємкості навколишнього природного середовища, його рекреаційного потенціалу, здатності до відновлення з метою охорони навколишнього середовища від забруднення чи руйнування.

69. Основи екологічного права і міжнародної співпраці

Екологічне пра­во — це система правових норм і принципів, якими регулюють­ся суспільні відносини щодо охорони навколишнього природ­ного середовища і раціонального використання природних ре­сурсів (екологічні правовідносини). Екологічні правовідносини - це складна галузь суспільних відносин, які охоплюють відноси­ни щодо використання, відтворення і охорони різних об'єктів природи. Суб'єктами екологічних відносин є сторони, між яки­ми вони виникають. Об'єктом екологічних відносин може бути як об'єкт природи в цілому, так і його частина.

Предметом екологічного права є нормативно врегульовані суспільні екологічні відносини щодо охорони навколишнього природного середовища і раціонального використання природ­них ресурсів.

Серед глобальних проблем сучасності одними з найбільш актуальних є екологічні проблеми, які проникають в різні сфери суспільного життя та визначають особливості стабільного розвитку кожної держави. Останнім часом в результаті швидкого розвитку науково-технічного прогресу та збільшення інтенсивності використання природних ресурсів збільшується їх виснаження та забруднення навколишнього середовища.

Жодна країна в світі, якою б багатою та розвинутою вона не була незмозі вирішити свої екологічні проблеми самостійно. Потрібні чіткі узгоджені дії всіх держав, координування їх дій на міжнародно-правовій основі, щоб забезпечити вихід світової спільноти з екологічної кризи. Природа спільна і єдина для всіх, вона не знає державних кордонів. Тому порушення в екосистемі однієї країни викликають те ж саме явище в інших країнах. Викиди в атмосферу, забруднення річок, морів та океанів не можуть бути обмежені певною територією. Таким чином ряд найважливіших частин довкілля є об’єктами міжнародного захисту.

Вперше основні принципи міжнародної екологічної співпраці були узагальнені в Декларації Стокгольмської конференції ООН (1972). В сучасному розумінні вони викладені в Декларації конференції ООН в Ріо-де-Жанейро (1992). Ці принципи включають наступні ідеї: - люди мають право на здорове і плодотворне життя в гармонії з природою;

 -  держави мають суверенне право розроблювати свої власні ресурси, але без шкоди довкіллю за межами їх кордонів;

-  викоренення бідності та нерівності рівня життя у різних частинах світу необхідно для забезпечення стійкого росту та задоволення потреб більшості населення;

-  держави співпрацюють в цілях збереження, захисту та відновлення цілісності екосистем Землі;

-  держави забезпечують надання населенню широкого доступу до екологічної

інформації; -  держави приймають ефективні національні закони про охорону довкілля;

-  екологічна політика не повинна бути спрямована для безпідставного обмеження міжнародної торгівлі;

-  держави повідомляють одна-одну про стихійні лиха чи дії, які можуть мати погані наслідки для інших держав;

2. Структура сучасної екології та її взаємозв’язок з іншими науками.

Оскільки екологія сформувалася в принципово нову інтегровану дисципліну, то не дивно, що існує кілька класифікацій основних складових частин екології. Одні автори приділяють більше уваги загально-філософським і культурним аспектам, другі - соціальним, треті - еколого-економічним, четверті - біоекологічній деталізації.

При цьому екологія залишилася точною біологічною наукою в тому розумінні, що вона досліджує живі об’єкти та їх сукупність, але вона стала й гуманітарною наукою, тому що визначає місце людини в природі, формує її світогляд та сприяє оптимізації розвитку соціальних та виробничих процесів.

Сучасна екологія, по суті, розчленована на чотири взаємопов’язаних, але до певної міри самостійних, розділи, що логічно виходять один з одного, і поділяють екологію за розмірами об’єктів вивчення:

1. Аутекологія (екологію організмів) вивчає взаємозв’яз­ки представників виду з оточуючим їх середовищем. Цей розділ екології займається, головним чином, визначенням меж стійкості виду і його став­ленням до різних екологічних факторів. Аутекологія вивчає також вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів.

2. Демекологія (екологію популяцій) описує ко­ливання чисельності різних видів і встановлює їх причини. Цей розділ ще називають динамікою популяцій, або популяційною екологією.

3. Синекологія (екологію угруповань) аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповання організмів, а також між ними і оточуючим середовищем.

4. Біосферологія (глобальна екологія) вивчає біосферу як єдине пла­нетарне ціле, з’ясовує закономірності еволюції біосфери.

розділяють екологію на три частини:

· загальна екологія, що вивчає основні закономірності функціонування екологічних систем;

· глобальна екологія, що вивчає біосферу в цілому;

· прикладна екологія, об'єктом вивчення якої є взаємовідносини живих організмів із середовищем.

4. Основні закони і принципи екології, її методологічні особливості.

Закон мінімуму. В 1840 році Ю. Лібіх встановив, що врожай зерна часто лімітується не тими поживними речовинами, котрі вимагаються у великих кількостях, а тими, котрих потрібно небагато, однак їх мало в ґрунті. Він сформулював закон, за яким "речовиною, що є в мінімумі,регулюється врожай і визначається величина та стійкість його в часі".

Інше тлумачення згаданого закону: стійкість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб.

Якщо кількість та якість екологічних факторів близькі до мінімуму, необхідного для організму, він виживає, якщо менші за цей мінімум, організм гине, екосистема руйнується.

Закон толерантності (закон Шелфорда): відсутність або неможливість розвитку екосистеми визначається не лише нестачею, але й надлишком будь-якого з факторів (тепло, світло, вода тощо). Цей закон може бути виражений іншими словами: лімітуючим фактором процвітання організму може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає ступінь витривалості (толерантності) організму до даного фактора.

Згідно з цим законом будь-який надлишок речовини чи енергії в екосистемі стає її ворогом, забруднювачем. Надто багато хорошого — теж погано. Діапазон між двома величинами складає межі толерантності, в котрих організм нормально функціонує і реагує на вплив середовища.

Закон конкурентного виключення формулюється таким чином: два види, що займають одну екологічну нішу, не можуть співіснувати в одному місці нескінченно довго. Те, який з видів перемагає, залежить від зовнішніх умов. За цих умов перемогти може кожен. Важливою для перемоги обставиною є швидкість зростання популяції. Нездатність виду до біотичної конкуренції призводить до його витіснення та необхідності пристосування до більш складних умов та факторів.

Закон біогенної міграції атомів (закон В.І. Вернадского): міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів.

Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне, збагачене киснем, вуглекислим газом, воднем, азотом, фосфором та іншими речовинами, середовище.

Закон генетичної різноманітності: все живе генетично різне й має тенденцію до збільшення біологічної різнорідності.

Закон максимізаціі енергії (сформульований Г. і Ю. Одумами та доповнений М. Реймерсом): у конкуренції з іншими системами зберігається та з них, яка найбільше сприяє надходженню енергії та інформації і використовує максимальну їх кількість найефективніше.

Система утворює накопичувачі високоякісної енергії, частину якої витрачає на забезпечення надходження нової енергії, забезпечує нормальний кругообіг речовин і створює механізми регулювання, підтримки, стійкості системи, її здатності пристосовуватися до змін, налагоджує обмін з іншими системами. Максимізація забезпечує підвищення шансів на виживання.

Закон максимуму біогенної енергії (закон Вернадського — Бауера): будь-яка біологічна та біонедосконала система, що перебуває в стані стійкої нерівноваги (динамічнорухливої рівноваги з довкіллям), збільшує, розвиваючись, свій вплив на середовище.

Закон обмеженості природних ресурсів: усі природні ресурси в умовах Землі вичерпні.

Планета є природно обмеженим тілом, і на ній не можуть існувати нескінченні складові частини.

Закон оптимальпості: ніяка система не може звужуватися або розширюватися до нескінченності.

Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріальноенергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища.

Відомі також чотири закони екології, американського вченого Б. Коммонера:

— все пов´язане з усім;

— все мусить кудись діватися;

— природа знає краще;

— ніщо не дається даремно.

Принцип мінімального розміру популяцій: існує мінімальний розмір популяції, нижче котрого Ті чисельність не може опускатися.

Принцип формування екосистеми: тривале існування організмів можливе лише в рамках екологічних систем, де їхні компоненти та елементи доповнюють один одного та взаємно пристосовані.

Принцип збереження впорядкованості (І. Пригожин): у відкритих системах ентропія не зростає, а зменшується, доки не досягається мінімальна постійна величина.

Принцип економії енергії (Л. Онсагер): при ймовірності розвитку процесу в деякій множині напрямків, що допускаються началами термодинаміки, реалізується той, котрий забезпечує мінімум розсіювання енергії.

20. Екологічне значення антропогенних факторів

Антропогенні фактори зумовлені діяльністю людини, вплив її на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Користуючись знанням законів розвитку природи, людина свідомо виводить нові високопродуктивні сорти рослин, породи тварин, усуває шкідливі види, творить нові природні комплекси. Процес взаємодії людини з природою почався з моменту появи людини на Землі і весь час зростає.

У 1958 р. A.C. Мончадський запропонував класифікацію факторів за характером їхньої дії.

Стабільні фактори — ті, що не змінюються протягом тривалого часу (земне тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери та інші). Вони зумовлюють загальні пристосувальні властивості організмів, визначають належність їх до мешканців певного середовища планети Земля.

Змінні фактори, які, у свою чергу, поділяються на закономірно змінні та випадково змінні. До закономірно змінних належить періодичність добових і сезонних змін. Ці фактори зумовлюють певну циклічність у житті організмів (міграції, сплячку, добову активність та інші періодичні явища і життєві ритми). Випадково змінні фактори об'єднують біотичні, абіотичні та антропогенні фактори, дія яких повторюється без певної періодичності (коливання температури, дощ, вітер, град, епідемії, вплив хижаків та інші).

До середини XX століття людина, за визначенням В.І. Вернадського, стала найбільш могутньою геологічною силою на нашій планеті. Різко зріс вплив людської діяльності на довкілля, що призвело до порушення природних зв'язків. Так, внаслідок вирубування лісів, пустелі різко пришвидшили свій наступ на зелені зони. Діяльність людини змінює умови навколишнього середовища, а середовище, в свою чергу впливає на життя, здоров'я та життєдіяльність як окремої людини, так і людської популяції загалом.

21. Адаптація живих організмів до життя в умовах промислових об'єктів, транспорту та енергетики

Адаптація - це динамічний процес, завдяки якому рухливі системи живих організмів, незважаючи на мінливість умов, підтримують стійкість, необхідну для існування, розвитку і продовження роду. Саме механізм адаптації, вироблений у результаті тривалої еволюції, забезпечує можливість існування організму в постійно мінливих умовах середовища. Завдяки процесові адаптації досягається збереження гомеостазу при взаємодії організму з зовнішнім світом. У цьому зв'язку процеси адаптації містять у собі не тільки оптимізацію функціонування організму, але і підтримка збалансованості в системі "організм-середовище". Процес адаптації реалізується всякий раз, коли в системі "організм-середовище" виникають значимі зміни, і забезпечує формування нового гомеостатичного стану, що дозволяє досягати максимальної ефективності фізіологічних функцій і поведінкових реакцій. Оскільки організм і середовище знаходяться не в статичному, а в динамічній рівновазі, їхні співвідношення міняються постійно, а отже, також постійно повинний здійснюється процес адаптації. Вищенаведене відноситься в однаковій мірі і до тварин, і до людини. Однак істотною відмінністю людини є те, що вирішальну роль у процесі підтримки адекватних відносин у системі "індивідуум-середовище", у ході якого можуть змінюватися всі параметри системи, грає психічна адаптація. Психічну адаптацію розглядають як результат діяльності цілісної самокерованої системи (на рівні "оперативного спокою"), підкреслюючи при цьому її системну організацію. Але при такому розгляді картина залишається не повної. Необхідно включити у формулювання поняття потреби. Максимально можливе задоволення актуальних потреб є, таким чином, важливим критерієм ефективності адаптаційного процесу. Отже, психічну адаптацію можна визначити як процес встановлення оптимальної відповідності особистості і навколишнього середовища в ході здійснення властивої людині діяльності, що (процесові) дозволяє індивідуумові задовольняти актуальні потреби і реалізовувати зв'язані з ними значимі цілі, забезпечуючи в той же час відповідність максимальної діяльності людини, його поводження, вимогам середовища. Психічна адаптація є суцільним процесом, що, поряд із власне психічною адаптацією (тобто  підтримкою психічного гомеостазу), містить у собі ще два аспекти а) оптимізацію постійного впливу індивідуума з оточенням; б) встановлення адекватної відповідності між психічними і фізіологічними характеристиками.

Існує три механізми адаптації: 1. пасивний шлях адаптації - по типі толерантності, витривалості; 2. адаптивний шлях діє на клітково-тихорєцькому рівні; 3. резистентний шлях – зберігає відносна сталість внутрішнього  середовища Специфічні адаптивні механізми, властиві людині, дають йому можливість переносити визначений розмах відхилень факторів від оптимальних значень без порушення нормальних функцій організму. Зони кількісного вираження фізичного навантаження, що відхиляється від оптимуму, але не порушує життєдіяльності, визначаються як зони норми.

22. Проблема збереження дикої природи, обмеження антропогенного впливу на довкілля, відновлення деградованих техногенною діяльністю ландшафтів

Нормативи стану природних об'єктів повинні базуватись на тих характеристиках, які найбільш інформативно відображають антропогенний чи природний вплив, значимий для стану даної екосистеми в цілому. Встановлення нормативів граничнодопустимого впливу на екосистеми сприяє регулюванню забруднення навколишнього природного середовища та обмеженню антропогенної трансформації екосистем. У відповідності з природоохоронним законодавством України, здійснення нормування якості навколишнього природного середовища проводиться шляхом встановлення граничнодопустимих норм впливу, що гарантує екологічну безпеку населення, збереження генофонду, забезпечення раціонального використання та відтворення природних ресурсів в умовах стійкого розвитку народного господарства. Під впливом розуміють антропогенну діяльність, яка пов'язана з реалізацією економічних, рекреаційних або культурних інтересів людей, внаслідок чого в довкілля вносяться фізичні, хімічні або біологічні зміни. Отже, метою нормування є накладання граничних умов як на сам вплив, так і на фактори середовища, які відображають і вплив, і наслідки впливу в екосистемах. Прийнято розрізняти нормування якості природного середовища (екологічне та санітарно-гігієнічне нормування) та нормування антропогенного навантаження на довкілля (науково-технічне нормування). Реалізація нормування якості природного середовища базується на концепції граничнодопустимих концентрацій (ГДК) шкідливих речовин або значеннях параметрів в об'єктах довкілля.

З допомогою рекультивації відновлюються землі, що вийшли з обігу.

Значний вплив порушених земель на навколишнє середовище пояснюється тим,

що на поверхню виносяться токсичні породи, запилюється атмосфера,

змінюється режим ґрунтових вод, включаючи глибокі підземні, утворюються

значні маси ґрунтового шару, що накопичується у так званих відвалах.

Причому з сільськогосподарського обігу вилучаються не лише землі, з яких

безпосередньо добуваються корисні копалини, а й площі для складування

пустої породи.

23 Життєвий простір, просторова структура біоценозів

Життєвий простір - середня площа, що приходиться на одну особину популяції. При розгляді людського суспільства життєвий простір - територія, необхідна для задоволення потреб однієї людини при даних соціально-економічних умовах.

Під просторовою структурою біоценозу слід розуміти закономірне розміщення структурних елементів угруповання стосовно одне до одного. Ще в працях Мебіуса відмічалося, що кожен організм угруповання займає тільки йому властиве місце, яке відповідає вимогам організму та взаємовідносинам даного елементу біоценозу — як з іншими організмами, так і з топічними умовами. Така неоднорідність біоценозу зумовлена насамперед неоднорідністю умов, абіотичних факторів зокрема. Значний вплив на просторову структуру угруповання мають динамічні процеси, що відбуваються в біоценозі. Як правило, організми угруповання розміщуються в просторі відповідно до кількості сонячної енергії, яка їм необхідна для повноцінного функціонування. У більш концентрованому вигляді це виявляється у водних екосистемах, хоча властиве, безперечно, і екосистемам суші.

Яскравим прикладом просторового розміщення складових угруповання є ярусність лісу Залежно від типу лісового насадження і видової різноманітності можна виділити різні вертикальні рівні біоценозу.

Надземна ярусність — це результат добору видів, спроможних проростати спільно, використовуючи горизонти надземного середовища з різною інтенсивністю світла. Ярусність добре помітна в лісах помірного поясу.

Є також відповідна кількість між'ярусних рослин — водорості, лишайники на стовбурах і гілках, типові епіфіти й ліани. Ярусність виявляється й у трав'янистих угрупованнях (луки, степи та ін.). Різна глибина проникнення та розміщення активної частини кореневих систем забезпечує відповідну ярусність і підземним органам. До того або іншого ярусу рослинності переважно пристосовані також тварини, що входять до складу біоценозу.

Ярусність має велике екологічне значення. Вона — результат тривалого й складного процесу міжвидової конкуренції та взаємного пристосування рослин одна до одної. Завдяки їй фітоценоз утворює види, що мають дуже різноманітні життєві форми (дерево, чагарник, трава, мох і т. д.).

Для рослин водного середовища, зокрема прісноводних водойм, також характерна ярусність. І вона теж відбиває адаптацію живих організмів до цього середовища з його світловим і температурним режимом.

Тварини змінюють ярусне положення протягом дня, року, життя, проводячи в одному з ярусів триваліший час, ніж в інших. З визначеними глибинами ґрунту пов'язані його різноманітні безхребетні мешканці, проте суворої пристосованості до підземних ярусів у них немає.

В угрупованні можна виділити і горизонтальну структуру. Пов'язано це насамперед з тим, що в будь-якому угрупованні можна знайти окремі ділянки, які будуть сильно відрізнятись від самого угруповання. Це є прямим наслідком неоднорідності — мозаїчності поверхні, насамперед, ґрунтового шару, вологості, виходів материнської породи.

Поняття екотопу. Угруповання дуже рідко представлено неперервними утворами з чітко вираженими межами. На межі різних біоценозів виникає свій, особливий тип угруповання,

який не схожий на сусідні, але має багато з ними спільного.

24. Популяція та популяційна екологія (синекологія)

Синекологія - розділ екології, що вивчає взаємини організмів різних видів всередині співтовариства організмів. Часто сінекологію розглядають як науку про життя біоценозів, тобто багатовидових спільнот тварин, рослин і мікроорганізмів. В даний час є одним з 3 головних розділів загальної екології (поряд з аутекологія і демекологія) Сінекологія або вчення про рослинні формаціях, розпадається на такі відділи:. I. фізіономічною С. має завданням опис рослинних формацій з точки зору їх складу і «фізіономії» («життєвих форм»). II. Географічна C. вивчає географічне розподіл формацій по областях, по гірських поясів і за геологічними системам (формаціям і інш.), Що представляє із себе субстрат для рослинності. III. Екологічна С. вивчає умови життя даного місця проживання, окремі екологічні групи, що входять до складу даної формації; походження формацій, умови підтримки їх у рівновазі і зміни, що зазнають формаціями. IV. Історична С. досліджує флористичні елементи окремих формацій та історію їх імміграції.

Розділ екології, що вивчає життя угруповань різних видів організмів. Синекологія екологія суспільств, тоді як екологію індивідуальних організмів (осіб) вивчає аутоекологія.

У природі існує певна ієрархія об’єднань організмів. Наступним за популяцією рівнем організації живої речовини є угруповання (спільнота), якому в екології відповідає біоценоз, або більш узагальнююче поняття екосистема. Нині його розуміють як сукупність біотичного угруповання з усіма його численними видами найпростіших, рослин і тварин та неживого середовища їхнього проживання. Близьким до екосистеми за змістом є поняття біогеоценозу, якому віддавали перевагу в Радянському Союзі. Екосистема центральне для сучасної екології поняття. Розрізняють екосистеми великі (макросистема Світового океану) і зовсім маленькі (ставок, озерце чи трухлявий пеньок), природні і довготривалі (тойтаки океан колиска життя), а також тимчасові і штучні (пшеничний лан чи город з редькою). Синекологія розділ екології, метою якого є вивчення взаємовідносин між складовими екосистем та їх спільного розвитку. З викладеного про популяцію і взаємодію видів легко дійти висновку, що перед синекологією стоїть надзвичайно складне завдання, адже навіть найпростіша екосистема складається не з однієї, а невизначеної кількості популяцій бактерій, рослин, тварин тощо.

Шлях руху енергії у формі їжі, або “трофічний ланцюг ” (від грецьк. trophe живлення, їжа), розглядають як центральну магістраль процесів в екосистемах, ключ до поділу її на основні частини і критерій вибору з усієї сукупності кількості А взаємодій видів тих, які належать до найсуттєвіших і мають враховуватися в першу чергу.

У біосфері загалом чи в замкнених екосистемах, час життя яких має бути дуже великим, потоки речовин повинні перетворитися на цикли, що забезпечують повторне і як завгодно довготривале використання наявної (і завжди обмеженої) кількості речовини (“будівельного матеріалу”).

25 Генетична структура популяцій, екологічна стійкість популяцій

Популяція- це сукупність особин одного біологічного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території (ареалі) протягом багатьох поколінь.

Розвиток популяційної екології базувався на формуванні нового підходу аналізу польового та експериментального матеріалу спостереження за сукупностями організмів. Було виявлено, що ці сталі сукупності особин одного біологічного виду володіють рядом специфічних властивостей, які не спостерігають в окремих організмах, тобто мають надорганізменне походження.

Генетика популяцій — розділ генетики, який вивчає генетичну структуру природних популяцій, а також генетичні процеси, які в них відбуваються.

Вона має важливе значення для розвитку еволюційної теорії: завдяки її дослідженням встановлено, що популяція є не лише одиницею виду, але й еволюції, оскільки в ній відбуваються всі еволюційні процеси.

В більшості генетика популяцій досліджує панміктичні популяції, тобто популяції перехресно заплідних організмів.

Стійкість екосистем в значній мірі пов'язана з рівнем їхньої еволюційної просунутості. Існує думка, що еволюційно більш молоді та прогресивні екосистеми складної організації зі значними ресурсами питомої вільної енергії мають підвищену стійкість. Знижується стійкість екосистеми при спрощенні їхньої структури. В основі стійкості екосистем і біосфери в цілому лежить широкий комплекс механізмів та їх структурних особливостей. Головний фактор стійкості екосистем - це наявність в ній живої матерії. Саме вона визначає перевагу синтезу та структурування над процесами розпаду. Надає стійкості екосистемі різноманітність форм життя. Стійкість екосистем залежить від стійкості організмів та популяцій, які до неї входять. Стійкість організмів та популяцій проявляється у їх здатності до само-підтримки та збереження в умовах несприятливих зовнішніх впливів. Основою стійкості живих організмів є їх здатність до адаптації. Адаптація може бути визначена як відповідність між організмом та його середовищем.

Фахівці в екології при оцінці стійкості популяції спираються на таке поняття, як "мінімальна життєздатність популяції". Більш стійкими виявляються генетично мінливі, лабільні популяції, які швидше пристосовуються до змін умов існування. За наявністю складної внутрішньопопуляційної структури рослини та тварини більш стійкі та життєздатні. Таким чином, біологічне різноманіття є інтегральною формою варіабельності живої матерії, формою її існування, і тому є однією з об'єктивних цінностей природного середовища.

26. Статева структура популяцій та екологічні фактори, що її визначають

Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між складовими її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу життя виду форми спільного існування особин у популяції надзвичайно різноманітні. Розрізняють одинокий спосіб життя, при якому особини популяції незалежні і відокремлені один від одного, але лише тимчасово, на певних стадіях життєвого циклу. Повністю ізольоване існування організмів у природі не зустрічається, оскільки було 6 неможливим здійснення їх основної життєвої функції - розмноження. У видів з ізольованим способом життя часто утворюються тимчасові угруповання особин у місцях зимівлі (сонечка, жужелиці) або в період, який передує розмноженню. При сімейному способі життя помітно посилюються зв'язки і взаємовідносини між батьками і їх потомством: турбота про відкладені яйця, пташенят, їх охорона. Розрізняють сім'ї батьківського, материнського і змішаного типів. При сімейному способі життя помітно проявляється територіальна поведінка тварин, коли за допомогою різноманітних сигналів, маркуванням забезпечується володіння ділянкою, яка необхідна для вирощування потомства. В основі формування більш-менш великих спільнот тварин (зграя, стадо, колонія) лежить ускладнення поведінки, а, отже, і зв'язків у популяції. Зграя - це тимчасове об'єднання тварин, які проявляють біологічно корисну організованість дій (для захисту від ворогів, добування харчування, міграції і т.д.) Найбільше зграї поширені серед риб, птахів, рідше зустрічаються у ссавців (собачі зграї). Стадо - тривале або постійне об'єднання тварин, в якому здійснюються всі основні функції життя виду: добування корму, захист від хижаків, міграції, розмноження, виховання молодняку. Основу групової поведінки в стаді складають взаємовідносини домінування - підпорядкування, яке базується на індивідуальних відмінностях між особинами.; Для стада характерна наявність тимчасового або постійного лідера, на якому концентрується поведінка інших особин і часто вона визначає поведінку стада в цілому. Колонія - це групове поселення осілих тварин. Колонії можуть існувати довго або виникати на період розмноження (наприклад, чайки, мідії, ластівки, грачі, альбатроси, терміти, бджоли).

33. Поняття біорізноманіття, його склад і рівні

Термін "Біорізноманіття" стандартного визначення не має. Найбільш розповсюдженим є "варіативність життя на всіх рівнях біологічної організації", але він є дещо занадто узагальненим з точки зору конкретного тлумачення. Згідно з іншим визначенням, біорізноманіття — це міра відносного різноманіття серед сукупності організмів, що входять до деякої екосистеми. "Різноманіття" в даному разі позначає як відмінності всередині видів, так і між видами, а також порівняльні відмінності між екосистемами.

Біорізноманітність в останнє десятиліття стає одним з найпоширеніших понять у науковій літературі, природоохоронному русі і міжнародних зв'язках. Наукові дослідження довели, що необхідною умовою нормального функціонування екосистем і біосфери в цілому є достатній рівень природної пізноманітності на нашій планеті. В даний час біологічна розмаїтість розглядається як основний параметр, що характеризує стан надорганизменных систем. У ряді країн саме характеристика біологічної пізноманітності виступає як основу екологічної політики держави, що прагне зберегти свої біологічні ресурси, щоб забезпечити стійкий економічний розвиток.

Термін «Біорізноманітність» є скороченням сполучення слів «біологічна різноманітність». Різноманітність – це поняття, що має відношення до розмаху чи мінливості розходжень між деякими чи безлічами групами об'єктів. Біологічна розмаїтість, отже, має відношення до пізноманітності живого світу. Термін «біорізноманітність» звичайно використовується для опису числа, різновидів і мінливості живих організмів. У широкому змісті цей термін охоплює безліч різних параметрів і є синонімом поняття «життя на Землі».

У науковому світі поняття пізноманітності може бути віднесене до таких фундаментальних понять, як гени, види і екосистеми, що відповідають трьом фундаментальним, ієрархічно залежним рівням організації життя на нашій планеті.

Явище пізноманітності живих організмів визначається фундаментальною властивістю біологічних макромолекул, особливо нуклеінових кислот, їхньою здатністю до спонтанних змін структури, що приводить до змін геномів, до спадкоємної мінливості. На цій біохімічній основі розмаїтість створюється в результаті трьох незалежно діючих процесів: спонтанно виникаючих генетичних варіацій (мутацій), дії природного добору в змішаних популяціях, географічної і репродуктивної ізоляції. Дані процеси, у свою чергу, ведуть до подальшої таксономічної і екологічної диференціації на всіх наступних рівнях біологічних екосистем: видовому, ценотичному і екосистемному.

34. Основні причини втрати біорізноманіття

Швидкість втрати біорізномантіття суттєво прискорилась впродовж індустріальної

доби. Згідно з висновками групи з Глобальної оцінки стану біорізноманіття (Global

BiodiversityAssessment), сьогодні види зникають у 1000-10000 разів швидше у

порівнянні із тим, як це відбувається в ході природних процесів. Однак, зникнення

є лише одним із останніх явищ у тривалому процесі деградації екосистем, у якому

зменшення багатства і розповсюдженості багатьох видів зазвичай супроводжується

збільшенням багатства декількох інших. Деякі звичайні види стають іще більш

звичайними, а рідкісні стають ще рідкіснішими.

Хоча біорізноманіття здебільшого залежить від генів, різновидів і екосистем, існує також залежність від інших факторів, що перебувають за межами біології. Для розуміння причин загроз біорізноманіттю і при прийнятті рішень щодо його збереження потрібні знання елементів теорії соціально-економічних і прикладних наук.

Зменшення біорізноманіття обумовлюється рядом причин. Розглянемо найвагоміші.

. Втрата середовища існування. Таблиця 1.2 характеризує результати втручання людини в середовище існування у всесвітньому масштабі. Дані показують істотний вплив людської діяльності на світові екосистеми. Наприклад, у Європі стан тільки 15% території континенту класифікується як «недоторканий», що є найнижчим показником в усьому світі.

Недоторкані площі: характеризуються найбільшою кількістю первинної рослинності, дуже низькою густотою населення.

Частково порушені площі: характеризуються зміною структури під впливом екстенсивного сільського господарства; наявністю вторинної рослинності, що природно регенерується (вторинна сукцесія); підвищеною густотою свійських тварин на одиницю площі; інші ознаки людського втручання.

Площі з домінуванням людини: характеризуються наявністю постійного сільського господарства або високим рівнем урбанізації; первинна рослинність вилучена; поточна рослинність відрізняється від потенційної рослинності; високий рівень спустелення або іншої постійної деградації.

35. Проблеми збереження біорізноманіття

Не викликає сумнівів, що державна політика на стан біорізноманіття може справляти як позитивний, так і негативний вплив. При вивченні проблем збереження біорізноманіття можна виділити такі головні типи державної політики:

1. Помилкова політика, яка заохочує стимули, що чинять деградуючий вплив на біорізноманіття. Так, туризм, сільське господарство, лісівництво, одержання енергії, видобуток води, транспорт, будівництво комунікацій можуть несприятливо впливати на біорізноманіття.

Добувна промисловість - традиційний у більшості випадків сектор, який негативно впливає на ландшафти і на біорізноманіття.

2. Відсутність урахування цінностей природи, включаючи цінність біорізноманіття. Відповідно до вільної ринкової економічної політики цінності природи, включаючи цінність біорізноманіття, мають бути цілком враховані в ціні виробу або послуги. Таким чином, якщо вартість різноманіття визначатиметься ціновими механізмами, то це істотно зменшить його деградацію. Принаймні в теорії держава може компенсувати цей тип ринкової політики значними податками або штрафами. Разом з тим виникають певні проблеми.

Основна причина цього полягає в неможливості визначити цінність біорізноманіття для майбутніх поколінь. Крім того, при оцінці біорізноманіття виникають певні серйозні етичні проблеми.

3. Небажання держави враховувати проблеми навколишнього середовища в політиці розвитку. Завдяки тому, що існують стійкі зв'язки між економічним розвитком і якістю навколишнього середовища, так чи інакше будь-яка економічна політика стосується навколишнього середовища. Тому необхідно в усіх секторах державної політики обов'язково враховувати фактори навколишнього середовища при ухваленні управлінських рішень.

У процесі розвитку цивілізації втрачаються традиційні культури. Ці місцеві культури перебувають в різних відносинах з ресурсами. Зокрема, народи, що ведуть осідлий спосіб життя, створили системи табу і розпоряджень, пов'язаних з використанням ресурсів, які зберігають біорізноманіття. Модернізація цих традиційних суспільств веде до втрати давніх знань щодо стійкості і непізнаних цінностей біорізноманіття.

Таким чином, екологічний аналіз шукає причини втрати біорізноманіття за межами традійно визначених біологічних факторів. Вказуючи на економічні і соціальні причини втрати середовища існування, екологічний аналіз є корисним доповненням біологічного аналізу стосовно проблем біорізноманіття.

36. Збереження біологічного різноманіття в Україні.

Найбагатшою флорою відзначаються Кримські і Карпатські гірські масиви (2220 і 2012 видів відповідно). У першому спостерігається й найвища насиченість ендемічними видами (за розрахунками, від 240 до 300), на другому місці - Подільська та Донецько - Приазовська височини. В Україні поширено понад 3,5 тис. асоціацій рослинних угруповань, до Червоної книги України занесено 511 видів рослин і 382 види тварин.

Збереження біорізноманіття сьогодні є однією з вирішальних умов збереження самобутності нації. Це різноманіття, і насамперед рослинного світу, що є автотрофним блоком біосфери й початковою ланкою всіх процесів, які відбуваються в екосистемах (завдяки кругообігу енергії, речовини та інформації), забезпечує функціонування, стабільність та екорівновагу біосфери.

Негативний вплив техногенних факторів призвів до значної деградації екосистем та екологічних криз глобального характеру, а саме - зміни клімату, зменшення товщини озонового шару, забруднення екотопів систем важкими металами, нафтопродуктами, хімічними речовинами, випадання кислотних дощів і явищ спустелення; 65 відсотків екосистем світу вже знищено або істотно змінено.

Негативними факторами в сучасних умовах є наростання тенденції старіння та амортизації виробничої й транспортної інфраструктури, житлового фонду, технологій та основних фондів, виснаження ресурсів, ємностей і самовідновних можливостей популяцій та екосистем (і відповідно зменшення можливостей щодо надання "екологічних" послуг суспільству), критичне нагромадження обсягів відходів та забруднення, приватизаційні процеси і переділ майна та виробничих потужностей, а також процеси, пов'язані з глобалізацією і біотехнологією. Глобалізаційні процеси, які відзначаються соціально - економічною багатовекторністю й пов'язані з торговельною експансією, зумовлюють посилення конкуренції за користування ресурсами, наростання споживацьких настроїв та соціальних неекологічних маніпуляцій на фоні збільшення ролі транснаціональних корпорацій, воєнних та технологічних загроз. Реальними також є можливі негативні наслідки від розбудови транспортних коридорів, вступу в СОТ, активізації економічної діяльності в сировинних галузях, насамперед у гірничо - та нафтовидобувній, пов'язаних із широким використанням транспортних засобів, розбудовою житла, у тому числі котеджного типу на непорушених природних ділянках, подальшого збільшення обсягів утворення відходів. Критичним фактором може стати приватизація землі, яка обмежує створення територій та об'єктів природно-заповідного фонду та елементів екологічної мережі

37. Техногенний вплив на біосферу

Процес незворотного перетворення людиною частин біосфери на техногенні об'єкти і території дістав назву техногенезу, а частина біосфери, штучно перетворена в результаті життєдіяльності людини і заповнена її продуктами, називається технічною оболонкою біосфери (техносферою). Основне завдання комплексної оцінки техногенного впливу: > вивчення техногенних чинників забруднення довкілля, > класифікація джерел забруднень, > визначення джерел походження забруднень, > всі проблемами людства, які породжують забруднення біосфери. Техногенні чинники забруднення довкілля об'єднують у такі групи: • атмосферні - хімічне, фізичне, механічне і теплове забруднення; • водні - океани і моря, забруднення поверхневих і підземних вод; • ґрунтові - хімічне, ерозійне забруднення, ущільнення, засолення, заболочення тощо; • геологічні - негативні екзогенні процеси - зсуви, підтоплення, обвали, абразії берегів тощо; • біотичні - деградації екосистем, збіднення біорізноманіття, мутації.

Сучасне людство використовує не тільки величезні енергетичніресурси біосфери, але і небіосферниеджерела енергії (наприклад, атомної), прискорюючи геохімічні перетворення природи. Деякі процеси, викликані технічною діяльністю людини, спрямовані протилежно стосовно природному ходу їх у біосфері (розсіювання металів, руд, вуглецю й ін біогенних елементів, гальмування мінералізації і гуміфікації, звільнення законсервованого вуглецю і його окислювання, порушення великомасштабних процесів в атмосфері, що впливають на клімат і т.п.).

У XX столітті, бурхливий розвиток енергетики, машинобудування, хімії, транспорту призвело до того, що людська діяльність стала порівнянна по масштабах з природними енергетичними і матеріальними процесами, що відбуваються в біосфері. Інтенсивність споживання людством енергії і матеріальних ресурсів зростає пропорційно чисельності населення і навіть випереджає його приріст. В. І. Вернадський писав: "Людина стає геологічною силою, здатною змінити образ Землі". Це попередження пророчо виправдалося. Наслідки антропогенноїмасшт (робиться людиною) діяльності особливо проявляється у виснаженні природних ресурсів, забрудненні біосфбіосфери відходами виробництва, руйнуванні природних екосистем, зміні структури поверхні Землі, зміні клімату. Антропогеннівпливи приводять до порушення практично всіх природних біогеохімічних циклів. .

38. Техногенні чинники забруднення довкілля

Прискорення темпів технологічного прогресу на нашій планеті зумовлює посилення впливу людей на природу, що призводить до якісної зміни співвідношення сил між суспільством і природою. Водночас природні ресурси є основою життя і розвитку людського суспільства і джерелом задоволення потреб.

абруднюючі речовини, що потрапляють в природне середовище здатні переміщуватись на досить великі відстані, а закономірність цих процесів вивчена ще недостатньо. Ці речовини мігрують у великих кількостях в контурах окремих складових біосфери. Так в атмосфері вони переносяться повітряними течіями. Ступінь їх розсіювання формується швидкістю і напрямом переміщення повітряних мас і залежить від метереологічних умов. потрапивши у воду, забруднюючі речовини окиснюються мікроорганізмами або адсорбуються частинками речовин, які є у воді.

   В обох випадках рівень переміщення забруднюючих речовин у гідросфері залежить від багатьох гідрогеологічних особливостей водного об’єкту. Процеси руйнування і масопереносу здійснюють міграцію забруднюючих речовин в ґрунті.

     Великомасштабні нагромадження промислових відходів зумовлюють високий рівень забруднення літосфери, гідросфери, атмосфери, спричиняють підвищення захворюваності людей і тварин, зникнення окремих видів рослин і тварин, загибель деяких унікальних природних територіальних комплексів, прискорення корозії металів, зниження врожайності сільськогосподарських культур і продуктивності тварин, погіршення багатьох властивостей екологічних систем, прискорення і нераціональне використання ресурсів і енергії, радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

Забруднення природного середовища газоподібними, рідкими та твердими відходами викликає його деградацію, завдає шкоди здоров’ю населення і сьогодні залишається гострою екологічною проблемою, яка має приоритетне соціальне та економічне значення.

      Найбільший вплив на забруднення навколишнього середовища здійснюють підприємства металургійного комплексу, енергетики, паливної, хімічної, нафтохімічної та вугільної промисловості.

    Шкідливі викиди промислових підприємств та інших джерел забруднення негативно впливають не тільки на навколишнє середовище, але і, в деяких випадках, на стан технічного обладнання і технологічні процеси. Наприклад, осадження пилу на ізоляторах електропередач утворює електропровідний шар, що значно знижує дію ізоляторів.

39.Природоохоронне районування та регіональні екологічні проблеми

Одним із найефективніших методів вивчення закономірностей та проблем територіальної диференціації взаємодії суспільства та природи, суспільного розвитку чи інших явищ є районування.

Природоохоронне районування як метод спрямоване на виявлення регіональних і локальних екологічних проблем, типологічний аналіз екоситуацій і прогнозування змін природного середовища під впливом суспільної діяльності.

Багатогранність форм взаємодії суспільства і природи, структурно-компонентна різноманітність суспільно-територіальних та природно-територіальних комплексів, в результаті взаємодії яких виникають екологічні проблеми, міждисциплінарний характер цих проблем обумовили багатоплановість еколого-географічного районування, багаточисельність його галузевих видів. В систему еколого-географічного районування входять такі його основні види: еколого-фізико-географічне (в тому числі, еколого-ландшафтне) - диференціація природних ландшафтів за їх природоохоронною та природостабілізуючою функцією; еколого-економіко-географічне - диференціація території за рівнем перетворення ландшафтів господарською діяльністю, що зумовлює певну гостроту екологічної ситуації; еколого-соціально-географічне (в т.ч. медико-географічне) - поділ території, що розкриває соціальну якість довкілля, тобто відповідність умов середовища санітарно-гігієнічним нормам проживання та біологічним, психічним потребам населення та інтегральне еколого-географічне районування. Дане районування є передетапом до еколого-управлінського, спрямованого на реалізацію заходів оптимізації природно-господарських систем.

ожна окрема територія України є частиною країни і, звичайно, має частково загальні екологічні проблеми, які впливають на її стан: - екологічна криза окремих екосистем (водної, повітряної та ін.), що викликано негативними довгостроковими тенденціями збільшення забруднення навколишнього природного середовища, існує для значної кількості регіонів; -висока матеріалоємність, енергонасиченість промислових об'єктів є причиною зростаючих потреб у споживанні великої кількості природних ресурсів, що призводить до їх зменшення і навіть переходу в розряд невідтворюваних. Це є причиною високих витрат і як наслідок, зростання собівартості продукції, що робить підприємство неконкурентоздатним, а це погіршує еколого-економічний стан у даному регіоні; -значна кількість небезпечних об'єктів на території України робить ці території потенційно екологічно безпечними, ризиковими та потребує для уникнення аварій і катастроф додаткових коштів; - техногенне навантаження на територіях промислово розвинутих областей погіршує загальний стан природного оточення; - зростання відходів на території більшості регіонів через великі обсяги виробництва й застарілі технології, не забезпечує високий ступінь переробки і використання природних ресурсів.

40. Еколого-економічні проблеми урбанізованих територій

Екологічні проблеми, що виявляються у забрудненні середовища, вичерпанні ресурсів і деградації природних комплексів, підвищенні захворюваності та смертності населення, є характерними для всіх урбанізованих країн світу. Вони зумовлені порушенням екологічної рівноваги у навколишньому середовищі й обумовлюють зміну умов розвитку урбанізованих територій.

У процесі функціонування систем життєзабезпечення міста споживається значна кількість різних природних ресурсів та створюється величезна кількість газоподібних, рідких і твердих відходів. Через які відбувається забруднення грунту, підземних вод, повітря.

У результаті споживання значної кількості води утворюється багато промислових і побутових стічних вод. Щодоби на одного мешканця міста припадає в середньому 0,1-0,4 м3 побутових стічних вод. Кількість таких стоків залежить від густоти населення і становить 10-15 тис. м3/рік на 1 га житлової забудови.

У містах у значній кількості утворюється побутове сміття, поховання та переробка якого є досить складною проблемою. Кількість побутового сміття, що припадає на одного мешканця міста, становить 160-190 кг/рік. Загальна кількість сміття, що утворюється на одного мешканця, – 250-300 кг/рік. Для поховання однієї тонни побутових відходів потрібно 3 м2 території.

Транспорт як галузь народного господарства – один із наймогутніших чинників антропогенного впливу на довкілля. Транспорт зумовлює ряд проблем, що їх умовно можна об’єднати в кілька груп:

-великий споживач палива,

-джерело забруднення довкілля,

-одне із джерел шуму,

-вилучає сільськогосподарські угіддя під шляхи і стаціонарні споруди,

-є причиною травмованості та смерті людей і тварин.

Шум від транспортних засобів є серйозною проблемою у великих містах багатьох регіонів.

Також на формування міського мікроклімату впливають викиди теплоти й зміни режиму сонячної радіації, пило-газові викиди промислових підприємств і транспорту, зміна теплового балансу за рахунок випаровування, рельєф місцевості, що створюється міською забудовою тощо.

55. Методи дослідження в екології

Учені-екологи застосовують різноманітні засоби і методи досліджень. Методи екологічної індикації дають можливість визначити стан і властивості екосистем за видовим складом та співвідношенням між собою певних (еталонних) груп видів. Зокрема, для проведення постійних спостережень широко застосовують метод екологічного моніторингу, про який розповідалося раніше. Він буває локальним, регіональним чи глобальним (відповідно спостерігають за змінами у певній місцевості, регіоні або в біосфері у цілому). Особливо важливий моніторинг еталонних заповідних ділянок ландшафтів. Він дає змогу спостерігати за функціональним (продуктивність, колообіг речовин, потік енергії) та структурними (видове різномаїття, чисельність видів тощо) змінами у певних екосистемах. Моніторинг здійснюють за допомогою автоматичних та дистанційних пристроїв. Це дає змогу діставати інформацію з ділянок, на яких проводити безпосередні спостереження складно або неможливо.

За допомогою математичного моделювання можна встановити взаємозв’язки організмів в екосистемах (кормові, конкурентні тощо), залежність змін чисельності популяцій та їхньої продуктивності від дії екологічних факторів та ін. математичні моделі дають змогу прогнозувати можливі варіанти перебігу подій, виділяти окремі зв’язки, комбінувати їх (наприклад, яку кількість особин промислових тварин можна вилучати з природних популяцій, щоб не знизити їхньої густоти, передбачати спалахи чисельності шкідників, наслідки антропогенного впливу на окремі екосистеми та біосферу в цілому).

Екологічні дослідження вимагають систематичного дотримання чотирьох послідовних етапів: 1) спостереження; 2) формулювання на основі спостережень теорії про закономірність досліджуваного явища; 3) перевірка теорії наступними спостереженнями й експериментами; 4) спостереження за тим, чи передбачення, основані на цій теорії, правдиві. Цей процес утворення наукових знань схематично зображено на рис. 1.7. Факти базуються на прямих або непрямих спостереженнях, що виконані за допомогою органів відчуття або приладів. Усі факти, які належать до конкретної проблеми, називають даними. Спостереження можуть бути якісними (тобто описувати колір, форму, смак, зовнішній вигляд тощо) або кількісними. Кількісні спостереження є точнішими.

56. Науковий метод

Екологічні дослідження вимагають систематичного дотримання чотирьох послідовних етапів: 1) спостереження; 2) формулювання на основі спостережень теорії про закономірність досліджуваного явища; 3) перевірка теорії наступними спостереженнями й експериментами; 4) спостереження за тим, чи передбачення, основані на цій теорії, правдиві. Цей процес утворення наукових знань схематично зображено на рис. 1.7. Факти базуються на прямих або непрямих спостереженнях, що виконані за допомогою органів відчуття або приладів. Усі факти, які належать до конкретної проблеми, називають даними. Спостереження можуть бути якісними (тобто описувати колір, форму, смак, зовнішній вигляд тощо) або кількісними. Кількісні спостереження є точнішими.

Вони включають вимірювання величини або кількості, наочним виразом яких можуть бути якісні ознаки. Внаслідок спостережень отримують так званий "сирий матеріал", на основі якого формулюється гіпотеза. Гіпотеза – це науково обґрунтоване припущення, яке базується на спостереженнях, за допомогою якого можна пояснити те чи інше явище. Для оцінки гіпотези проводять серію експериментів з метою отримання нових результатів, які б підтверджували або ж заперечували гіпотезу. В більшості гіпотез обговорюється ряд факторів, які могли б вплинути на результати наукових спостережень. Ці факти називають змінними. Гіпотези можна об'єктивно перевірити в серії експериментів, у ході яких почергово виключається по одній зі змінних, що впливають на результати наукових спостережень. Вказану серію експериментів називають контрольною. В кожному конкретному випадку перевіряється вплив тільки однієї змінної. Найвдаліша гіпотеза стає робочою гіпотезою, і якщо вона здатна встояти при спробах її усунення і вдало передбачає раніше незрозумілі факти і взаємозв'язки, то вона може стати теорією. Загальний напрям наукового дослідження полягає в досягненні вищих рівнів передбачуваності (імовірності). Якщо теорію не здатні змінити жодні факти, а відхилення від неї регулярні і передбачувані, то її можна перевести в ранг закону. В міру збільшення сукупності знань і вдосконалення методів дослідження гіпотези і навіть міцно вкорінені теорії можуть дискутуватися, видозмінюватись і навіть відкидатись. Наукові знання за своєю природою динамічні і народжуються в процесі полеміки, а достовірність наукових методів постійно піддається сумніву.

57. Методи дослідження систем

Методологічною основою екології як науки про екосистеми є системний підхід. Система, як відомо, це впорядковано взаємодіючі і взаємопов'язані компоненти, що утворюють єдине ціле. Екологічні системи – складні ієрархічні структури організованої матерії, в яких при об'єднанні компонентів в більші функціональні одиниці виникають нові якості, що відсутні на попередньому рівні. Такі якісно нові, або, як їх ще називають, емерджентні властивості екологічного рівня, не можна передбачити, виходячи з властивостей компонентів, що становлять цей рівень. Дійсно, окремі лісові дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характеристики, але всі разом вони творять нову якість – ліс. Однак крім емерджентних властивостей кожної системи існують і сукупні властивості (наприклад, народжуваність для популяції – сума індивідуальної плодючості особин виду). Виходячи з принципу емерджентності для вивчення цілого не обов'язково знати всі його компоненти. Такий метод вивчення системи (система уявляється "чорним ящиком") називають холістичним (від грецьк. холос – цілий). Крім холістичного методу в науці часто застосовують і редукційний метод, тобто аналіз частин цілого. Ці два методи не протиставляються, а поєднуються. Ідеальне вивчення будь-якого рівня системи – це вивчення тричленної ієрархії: системи, підсистеми і надсистеми. Системний підхід до вивчення екосистеми вимагає вирішення трьох основних завдань: 1) вивчення її складових частин – x1, ..., хn і взаємодіючих з нею об'єктів оточуючого середовища – S1, ..., Sk; 2) встановлення структури екосистем, тобто сукупності внутрішніх зв'язків і стосунків ?1, ..., ?k, а також зв'язків між екосистемою і оточуючим середовищем; 3) знаходження функції F, яка визначає характер змін компонентів екосистеми і зв'язків між ними під дією зовнішніх об'єктів

Для вирішення цих трьох завдань використовують три основні групи методів: 1) польові спостереження; 2) експерименти в полі і лабораторії; 3) моделювання.

64. Екологічний контроль стану довкілля

Екологічний контроль становить одну з основних функцій управління охороною навколишнього природного середовища і забезпечення раціонального природокористування. Під екологічним контролем розуміється діяльність уповноважених суб'єктів, які здійснюють перевірку додержання і виконання чинного екологічного законодавства.  Державному контролю підлягають використання і охорона зе­мель, надр, поверхневих і підземних вод, атмосферного повітря, лісів та іншої рослинності, тваринного світу, морського сере­довища та природних ресур­сів територіальних вод, континенталь­ного шельфу та виключної (морської) економічної зони країни, природних територій та об’єктів, які підлягають особливій охо­роні, стан навколишнього природного середовища. Завдання екологічного контролю сформульовані у ст. 34 Закону України «Про охорону навколишнього природного середовища». Вони полягають у забезпеченні додержання вимог чинного екологічного законодавства всіма державними органами, підприємствами, установами та організаціями, незалежно від форм власності і підпорядкування, а також громадянами. Контролю підлягають використання і охорона земель, надр, поверхневих і підземних вод, атмосферного повітря, лісів та іншої рослинності, тваринного світу, морського середовища та природних ресурсів територіальних вод, континентального шельфу та виключної (морської) економічної зони республіки, природних територій та об'єктів, що підлягають особливій охороні, стан довкілля. Екологічний контроль проводиться у формах попереднього і поточного контролю. Попередній контроль здійснюється стосовно різних видів діяльності, які можуть вплинути на стан навколишнього природного середовища (погодження з органами з охорони навколишнього природного середовища проектів будівництва господарських об'єктів, участь представників цих органів у роботі державних приймальних комісій тощо). Поточний екологічний контроль здійснюється на стадіях експлуатації об'єктів, які впливають на стан навколишнього природного середовища, у процесі використання природних ресурсів тощо.

Залежно від уповноваженого суб'єкта, який здійснює функції контролю, та сфери його дії екологічний контроль поділяється на види: державний, відомчий, виробничий, громадський. У своїй сукупності ці види становлять механізм контролю за додержанням екологічного законодавства у будь-якій сфері його дії.

Дозволи органів екологічного контролю видаються уповноваженими органами Міністерства екології та природних ресурсів при здійсненні митного оформлення товарів, які підлягають екологічному контролю. Залежно від виду товару та умов його ввезення, до митниці представляються: погодження на ввезення продукції, що може містити озоноруйнуючих речовини - при оформленні імпорту продукції, що може містити озоноруйнуючи речовини; дозвiл (ліцензія) на ввезення екологiчно-небезпечних вантажів або відходів; та ін..

65. Питання екологічного моделювання

У процесі пізнання складних еколого-географічних систем важливе місце належить методу моделювання. Моделювання стану довкілля – метод дослідження будови, функціонування, динаміки та розвитку екологічних об’єктів або процесів з використанням моделей, які певною мірою відповідають оригіналові. Основний методологічний принцип моделювання стану довкілля – системний підхід . Моделювання стану довкілля застосовують переважно з іншими методами, зокрема експериментом і спостереженням.

Моделювання – це опосередковане дослідження тих об’єктів пізнання, безпосереднє вивчення яких іншими методами дуже утруднене або неможливе.

Моделювання, дослідження яких-небудь явищ, процесів або систем об’єктів шляхом побудови й вивчення їх моделей; використання моделей для визначення або уточнення характеристик і раціоналізації способів побудови знову конструювати об’єкти. Моделювання – одна із основних категорій теорії пізнання : на ідеї моделювання базується будь-який метод наукового дослідження – як теоретично (при якому використовуються різноманітні знакові, абстрактні моделі), так і експериментально (використовуючи предметні моделі) [16, c.830].

Отже, під моделлю розуміється така думкою представлена або матеріально реалізована система, яка відображаючи або відтворюючи об’єкт дослідження, здатна замінити її так, що її вивчення дає нам нову інформацію про цей об’єкт. У даний час виділяють два основних типи моделей – предметні, або матеріальні, і знакові, або ідеальні.

Предметні (матеріальні) моделі функціонують за законами свого буття, незалежно від того, чи створена ця модель природою або ж сконструйована людиною. Так, сучасні ЕОМ, що використовуються у якості моделюючих улаштувань, є матеріальними моделями, оскільки вони функціонують на основі механічних, електричних і інших фізичних законів світу.

Знакові (ідеальні) моделі, створені людиною в процесі наукового дослідження, а також втілюються у визначену матеріальну форму у вигляді різного роду карт, схем, графіків, формул і т.д.

У процесі екологічних досліджень створені моделі можуть відтворювати, відображати, імітувати ті або інші принципи.

Моделювання включає ряд взаємопов’язаних етапів: 1) формулювання теорії чи гіпотези; 2) розробка екологічної моделі для перевірки цієї теорії; 3) оцінка параметрів обраної моделі; 4) перевірка моделі, статистичні висновки; 5) прогнозування на основі отриманої моделі; 6) застосування моделі (для контролю тощо).

У залежності від цілей і рівня еколого-географічного дослідження застосовують різні форми, способи і прийоми моделювання: картографічні, статистичні, математичні, абстрактно-логічні та ін.

68. Екологічне право й закон України про охорону навколишнього природного середовища

Екологічне пра­во — це система правових норм і принципів, якими регулюють­ся суспільні відносини щодо охорони навколишнього природ­ного середовища і раціонального використання природних ре­сурсів (екологічні правовідносини). Екологічні правовідносини - це складна галузь суспільних відносин, які охоплюють відноси­ни щодо використання, відтворення і охорони різних об'єктів природи. Суб'єктами екологічних відносин є сторони, між яки­ми вони виникають. Об'єктом екологічних відносин може бути як об'єкт природи в цілому, так і його частина.

Предметом екологічного права є нормативно врегульовані суспільні екологічні відносини щодо охорони навколишнього природного середовища і раціонального використання природ­них ресурсів.

Систему екологічного права складають екологічні норми, принципи й інститути.

Екологічні норми - це одиничні, формально-визначені, загальнообов'язкові правила поведінки, за допомогою яких регулюються суспільні відносини з приводу охорони навколишнього природного середовища і раціонально­го використання природних ресурсів.

Принципи екологічного права - це головні, основоположні правила, які визначають загальну спрямованість і найсуттєвіші риси правового регулювання екологічних суспільних відносин.

хорона навколишнього природного середовища, раціональне використання природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки життєдіяльності людини - невід'ємна умова сталого економічного та соціального розвитку України. Цей Закон визначає правові, економічні та соціальні основи організації охорони навколишнього природного середовища в інтересах нинішнього і майбутніх поколінь. Завданням законодавства про охорону навколишнього природного середовища є регулювання відносин у галузі охорони, використання і відтворення природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки, запобігання і ліквідації негативного впливу господарської та іншої діяльності на навколишнє природне середовище, збереження природних ресурсів, генетичного фонду живої природи, ландшафтів та інших природних комплексів, унікальних територій та природних об'єктів, пов'язаних з історико-культурною спадщиною.

3. Основні етапи розвитку екології

Перший етап (стародавній) - до 1866 року. У наукових працях учених минулого (Теофраст, Арістотель та ін.) є чимало цікавих даних про вплив на рос­лини і тварини кліматичних змін, про особливості відомих їм живих істот, ознаки пристосування до умов середовища проживання тощо.

Екологія дуже довго розвивалася як частина біології - загаль­ного вчення про світ живого. Це період “наївної екології”, коли окремі її елементи з’являлися в працях ботаніків, зоологів, період накопичення екологічних фактів.

Другий етап (до 30-х років XX ст., аутекологічний). Період аутекології(екології осо­бини), виявлення закономірностей у відношеннях тварин і рослин до різноманітних абіотичних факторів, внутрішніх екологічних досліджень та визначення “екосистем”.

Екологія спиралася на визначні праці вчених Ч. Дарвіна, О. Гумбольдта, К. Ф. Рульє, Е. Геккеля, І. Ж. Сент-Іллера й концентрувалася на дослідженні впливу фізич­них (температура, освітлення тощо) і хімічних (склад води та ін.) чинників довкілля на життєдіяльність окремої особини чи цілого виду.

Третій етап (1930 - 1970 рр., синекологічний). Цей етап був порівняно короткочасним і стосувався дослі­дження великих груп організмів (популяцій та їх об'єднань) під ку­том аналізу взаємодії окремих особин і популяцій різних видів істот між собою - популяційна екологія (синекологія) - вчення про взаємодію популяцій між собою і най­ближчим довкіллям.

Великою заслугою цього етапу екології є залучення тако­го могутнього інструменту, як вища математика (насамперед дифе­ренціальних рівнянь). Саме в цей період вводяться поняття “екосистема”, “біогеоценоз”, формулюються основні екологічні закони.

Четвертий етап (1970 рр. - дотепер, мегаекологічний) Доміну­ючим стало уявлення (сучасна парадигма) про "пов'язаність усього з усім", необхідність одночасного і якнайточнішого врахування взаємодії між собою та з речовинним довкіллям усіх видів і варіан­тів живого довкілля, як і змін природного середовища.

5 Сучасні наукові уявлення про будову всесвіту

Сучасні наукові уявлення про структуру й властивості матерії кладуть в основу ідею про її складну організацію. Згідно з нею кожен матеріальний об'єкт треба розглядати як систему (цілісність), яка характеризується наявністю певних елементів і зв'язків між ними (макротіла як система молекул, молекула як система атомів, клітина, живий організм, біосфера тощо).

Ці системи постійно взаємодіють з довкіллям, внаслідок чого змінюються їх деякі властивості, відношення і зв'язки. Частина з них зберігається і становить основу існування даної системи, її структуру.

Кожен об'єкт (система, її елемент) — унікальний. Проте певні групи об'єктів мають спільні (загальні) ознаки. Наявність споріднених ознак дозволяє віднести їх до певних класів, систем, виділяти різні рівні організації матерії.

Види матерії пов'язані між собою генетично: кожен виникає з іншого, попереднього. Тому будову матерії можна уявити як ієрархію певних рівнів.

У сучасній науці про Всесвіт виділяють такі основні розділи:

А с т р о м е т р і я - підрозділ науки астрономії, що вивчає небесні тіла в конкретні моменти часу. По суті, основними питаннями, на які відповідає астрономія, є "де?" і "коли?". Цей підрозділ астрономії до наших часів залишається найбільш "практичним" і адже потребує в основному практичної роботи.

Н е б е с н а м е х а н і к а - з'явилася лише у XVII столітті, коли стало можливим вивчення сил, що керують рух небесних тіл. Теорія дії небесних тіл під впливом сили тяжіння та теорія фігур рівноваги небесних тіл, що визначається силою гравітації та обертання - це все і є головними питаннями, що їх розглядає небесна механіка.

А с т р о ф і з и к а - вивчає фізичну природу небесних тіл. А це було б зовсім неможливо телескопу. Через це ця галузь астрономії виникла лише вже за часів нашої ери.

З і р к о в а а с т р о н о м і я - судячи із назви, вона вивчає будову і розвиток зіркових систем, що їх у нашому Всесвіті величезна кількість. Через недосконалість оптичних приладів, зіркова астрономія виникла не так давно - всього 3 століття тому.

К о с м о г о н і я - вивчає будову та розвиток зіркових систем.

К о с м о л о г і я - займається вивченням найбільш спільних питань про будову та еволюцію Всесвіту.

10 Жива речовина

Жива речовина - вся сукупність тіл живих організмів в біосфері, незалежно від їх систематичної належності.

За В.І. Вернадским: сукупність усіх живих організмів, у даний момент існуючих, чисельно виражена в елементарному хімічному складі. Жива речовина невіддільна від біосфери, будучи однієї із наймогутніх геохімічних сил нашої планети, і володіє цілим рядом унікальних властивостей.

До складу живої речовини входять як органічні (в хімічному сенсі), так і неорганічні, або мінеральні, речовини. Вернадський писав:

Жива речовина розвивається там, де може існувати життя, тобто на перетині атмосфери, літосфери і гідросфери. В умовах, не сприятливих для існування, живе речовина переходить в стан анабіозу.

Специфіка живої речовини полягає в наступному:

Жива речовина біосфери характеризується величезною вільною енергією. В неорганічний світі за кількістю вільної енергії з живою речовиною можуть бути зіставлені тільки недовговічні незастившій лавові потоки.

Різке відмінність між живим і неживим речовиною біосфери спостерігається у швидкості протікання хімічних реакцій: в живій речовині реакції йдуть в тисячі і мільйони разів швидше.

Відмінною особливістю живої речовини є те, що складають його індивідуальні хімічні сполуки - білки, ферменти тощо - стійкі тільки в живих організмах (значною мірою це характерно і для мінеральних сполук, що входять до складу живої речовини).

Довільне рух живого речовини, в значній мірі саморегулируемое. В. І. Вернадський виділяв дві специфічні форми руху живої речовини: а) пасивну, яка створюється розмноженням і притаманна як тваринам, так і рослинним організмам; б) активну, яка здійснюється за рахунок спрямованого переміщення організмів (вона характерна для тварин і в меншій мірі для рослин). Живому речовини також притаманне прагнення заповнити собою весь можливий простір.

Жива речовина виявляє значно більшу морфологічне та хімічна різноманітність, ніж неживе. Крім того, на відміну від неживого абіогенного речовини жива речовина не буває представлено виключно рідкої чи газової фазою. Тіла організмів побудовані у всіх трьох фазових станах.

Жива речовина представлено в біосфері у вигляді дисперсних тіл - індивідуальних організмів. Причому, будучи дисперсним, жива речовина ніколи не знаходиться на Землі в морфологічно чистій формі - у вигляді популяцій організмів одного виду: воно завжди представлено биоценозами.

Жива речовина існує в формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому сучасне жива речовина генетично пов'язане з живою речовиною минулих епох. При цьому характерним для живого речовини є наявність еволюційного процесу, тобто відтворення живої речовини відбувається не за типом абсолютного копіювання попередніх поколінь, а шляхом морфологічних і біохімічних змін.

Виділяють п'ять основних функцій живої речовини:

Енергетична. Полягає в поглинанні сонячної енергії при фотосинтезі, а хімічної енергії - шляхом розкладання енергонасичених речовин і передачі енергії по харчовому ланцюгу різнорідного живої речовини.

Концентраційна. Виборче накопичення в ході життєдіяльності певних видів речовини. Виділяють два типи концентрацій хімічних елементів живим речовиною: а) масове підвищення концентрацій елементів у середовищі, насиченою цими елементами, наприклад, сірки і заліза багато в живій речовині в районах вулканізму; б) специфічну концентрацію того чи іншого елемента незалежно від середовища.

Деструктивна. Полягає в мінералізації необіогенного органічної речовини, розкладанні неживого неорганічної речовини, залученні утворилися речовин в біологічний кругообіг.

Средообразующая. Перетворення фізико-хімічних параметрів середовища (головним чином за рахунок необіогенного речовини).

Транспортна. Перенесення речовини проти сили тяжіння і в горизонтальному напрямку.

Жива речовина охоплює і перебудовує всі хімічні процеси біосфери. Жива речовина є найпотужніша геологічна сила, зростаюча з ходом часу. Віддаючи належне пам'яті великого основоположника вчення про біосферу

11. ЕКОСИСТЕМИ Видовий склад і кількісне співвідношення видових популяцій в екосистемах

Екологічна система - складна ієрархічна структура організованої матерії, в якій при об'єднанні компонентів в більші функціональні одиниці виникають нові якості, що відсутні на попередньому рівні; є єдиним стійким природним комплексом живих організмів і природного середовища, в якому вони існують; відкритою термодинамічною системою, що існує за рахунок надходження з навколишнього середовища енергії та речовини і має здатність до саморозвитку та саморегуляції.

Екологічній системі властиві ознаки систем:

Емерджентність - виникнення нових властивостей, які характеризують систему, за рахунок взаємодії її окремих елементів. Якісно нові, емерджентні властивості екологічного рівня, не можна передбачити, виходячи з властивостей компонентів, що становлять цей рівень. Дійсно, окремі лісові дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характеристики, але всі разом вони творять нову якість - ліс.

Сукупність - сума властивостей кожної системи, тобто наявність сукупних властивостей (наприклад, народжуваність для популяції - сума індивідуальної плодючості особин виду).

Гетерогенність системи (або принцип різноманіття) полягає в тому, що система не може складатися з абсолютно ідентичних елементів.

Але не всяка комбінація "життя - середовище" - може бути екосистемою. Нею може стати лише середовище, де має місце стабільність і чітко функціонує внутрішній колообіг речовин.

Під час вивчення екосистем характеризують:

видовий чи популяційний склад і кількісне співвідношення видових популяцій;

абіотичні умови та ресурси, що властиві даній системі;

сукупність усіх зв'язків, у першу - ланцюгів живлення, співвідношення організмів з різним типом живлення;

розмір первинної і вторинної продукції;

просторовий розподіл окремих елементів;

швидкість колообігу.

За розмірами розрізняють екосистеми:

мікроекосистеми (трухлявий пень, мурашник, мертві стовбури дерев);

мезоекосистеми, або біогеоценози (ділянка лісу, озеро, водосховище);

макроекосистеми (континент, океан);

глобальною екосистемою - охоплюють величезні території чи акваторії, що визначаються характерними для них макрокліматами і відповідають цілим природним зонам (екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, морські екосистеми, а також біосфера нашої планети).

За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на:

природні - у промислове розвинутих країнах екосистем не захоплених людською діяльністю майже не залишилося, хіба що в заповідниках;

антропогенно-природні - лісові насадження, луки, ниви хоча й складаються, майже, виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми;

антропогенні - переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом є міста, промислові вузли, села (в межах забудови), кораблі тощо.

Біогеоценоз - це сукупність на певному просторі земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, ґрунту, кліматичних умов, рослинного, тваринного світу), поєднаних обміном речовин і енергії в єдиний природній комплекс.

До складу біогеоценозу входять біотоп та біоценоз.

Біотоп - однорідний за абіотичним факторами простір середовища, зайнятий біоценозом (тобто місце життя видів, організмів).

Біоценоз - це конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії, що називається біотопом.

12. Трофічні ланцюги в екосистемах.

Трофічний ланцюг – перенесення енергії, яке відбувається шляхом поїдання одних організмів іншими. При передаванні енергії з попередньої ланки до наступної, більша її частина (80-90%) втрачається для організмів у вигляді тепла. Це обмежує кількість ланок Т.л., зазвичай до чотирьох-п’яти. Т.л. поділяють на: пасовищні ланцюги, які починаються з зеленої рослини, далі до травоїдні (рослиноїдні) тварини і хижаки; детритні, які починаються від мертвої органічної речовини, йдуть до мікроорганізмів, які ними живляться, а потім до детритофагів і їх хижаків. Прикладом пасовищного трофічного ланцюга може бути рослинний матеріал (наприклад, нектар квітки) – муха – павук – землерийка – сова.  Прикладом детритногоТ.л. є: мертва тварина – мікроорганізмів, які нею живляться – детритофаги – їх хижаків. Зникнення будь-якої ланки у Т.л. призводить до зникнення всіх попередніх ланок, наприклад знищення рослин призводить до загибелі пов’язаних із ними фітофагів, далі по ланцюгу хижаків, паразитів і редуцентів. Відносини між організмами у Т.л. регулюють потік енергії в екосистемі.Між організмами в екосистемах існують трофічні зв'язки, на основі яких формуються ланцюги живлення. Першою ланкою будь- якого ланцюга живлення є рослини, які утворюють органічну речовину в процесі фотосинтезу. Рослинами живляться рослиноїдні тварини, останніми - дрібні хижаки, які, у свою чергу, стають здобиччю більших за розміром хижаків. Характерною ознакою цього ланцюгу живлення є те, що із зростанням його рівня збільшується розмір тварин і зменшується їх кількість, наприклад, трава-слимак- жаба-лисиця. Такі ланцюги живлення називають ланцюгами виїдання. У трофічних ланцюгах паразитів, навпаки, зміни відбуваються від більших за розміром і менш чисельних організмів до менших за розмірами і більш чисельних, наприклад, тварина-блохи-бактерії- віруси. Приклади ланцюгів живлення наведені в табл. 1.4., з якої видно різницю між звичайним ланцюгом виїдання та ланцюгом паразитів. В екосистемах може бути кілька паралельних ланцюгів живлення, між якими існують зв'язки, адже організми живляться різними об'єктами і самі є поживою для різних членів екосистем. В реальних умовах ланцюги живлення можуть перехрещуватись і утворювати мережу живлення. Саме складна система трофічних ланцюгів забезпечує цілісність і динамічність екосистем. Різні рівні живлення в екологічній системі називаються трофічними.

Трофічний рівень - це сукупність організмів, об'єднаних типом харчування. До першого трофічного рівня належать автотрофні організми; на другому рівні - рослиноїдні тварини (консументи І порядку); на третьому - тварини, які харчуються рослиноїдними тваринами (консументи II порядку, первинні хижаки); на четвертому рівні - вторинні хижаки (консументи III порядку). Замикають трофічний ланцюг редуценти, які можуть займати всі рівні, починаючи з другого. Слід зазначити, що консументи це не просто споживачі, які входять до харчового ланцюгу. Вони, задовольняючи свої потреби в енергії, часто через систему позитивного зворотного зв'язку можуть діяти на вищі трофічні рівні. Трофічні ланцюги ґрунтуються на другому законі термодинаміки, згідно з яким певна частина енергії завжди втрачається і стає недосяжною для використання (зростання ентропії).

13. Види та дія екологічних факторів

Екологічний фактор — будь-який фактор середовища, що здатен тою чи іншою мірою, прямим або непрямим способом впливати на живі організми, в період хоча б однієї фази індивідуального розвитку.

Саме у визначенні екологічного фактора і знаходимо системний, комплексний підхід до вивчення закономірності функціонування як організму, так і їх сукупності. Так, відсутність якогось фактора у визначений період існування може гальмувати процес відтворення (відомо, що відсутність належних умов може призупинити розвиток понад і, отже, організм не розмножується) або ріст (рослини проростають тільки при визначеній сукупності факторів). Опосередкованість впливу екологічного фактора визначається залежністю одного організму від іншого. На перший погляд, важко уявити залежність хижака від екологічного фактора Сонця, але вивчення трофічних взаємовідносин засвідчило, що хижак непрямим чином залежить від даного екологічного фактора, позаяк кількість їжі, яку він споживає, залежить від кількості та якості організмів, що споживає його жертва.

Екологічні фактори середовища, що ними зв'язаний будь-який живий організм, поділяють на дві категорії: абіотичні (фактори неживої природи) та біотичні (фактори живої природи). Існує певна умовність поділу і взаємовпливу абіотичних та біотичних факторів, оскільки живі організми здатні призвести до змін, які ведуть за собою і зміни абіотичних факторів (ліс знищений шкідниками, активна риюча діяльність норників на схилах може призвести до початку процесу ерозії). Отже, сучасна екологічна наука розглядає наступні фактори навколишнього середовища, які впливають на функціонування як живих організмів, так і систем в цілому.

Абіотичні фактори — сукупність кліматичних, ґрунтових (едафічних), а також топографічних факторів. Сюди також відносять потоки, хвилі і т.д.

Біотичні фактори — сукупність взаємовпливу життєдіяльності одних організмів на інші. Біотичний компонент можемо поділити на автотрофні та гетеротрофні організми. Перші з них самі автономно під впливом складних біохімічних процесів здатні продукувати органічну речовину, другі — тільки споживають накопичене.

В останні десятиліття деякі вчені відокремлюють ще одну групу екологічних факторів, які можуть і змінюють умови існування та функціонування екосистем, — антропогенні фактори. З огляду на сучасний вплив людини на процеси, що відбуваються в навколишньому середовищі, таке відокремлення є виправданим, хоча, з точки зору біоекології, людина є таким самим організмом, як і всі інші. Фізіологічно, фізично, хімічно, біологічно людина не відрізняється від інших живих організмів, тому виділення даної групи є скоріше визначенням ролі людини як екологічного фактора стосовно до інших живих організмів та середовища існування.

14. Середовище життя та адаптація організмів до умов навколишнього середовища

Середовище життя — це та частина природи, у якій живуть організми, зазнаючи різних її впливів і самі впливаючи на неї.

Усі організми перебувають у певних умовах навколишнього середовища, які включають у себе все неживе й живе.

Фактори середовища—це ті умови, які впливають на орга­нізм. Серед них, як вам відомо, розрізняють три основні групи: фактори неживої природи; фактори живої природи; фактори, пов’язані з діяльністю людини.

Середовище існування поділяється на: наземно-повітряне, водне, грунт, живі організми. Живі організми дивно пристосовані до умов навколишнього середовища. Кожен вид займає певне місце в природі і знаходиться в складних і, як правило, гармонійних взаєминах з умовами проживання.

Відомо величезна кількість найрізноманітніших особливостей будови, функціонування і поведінки організмів (адаптації), що забезпечують високий рівень пристосованості видів до навколишнього середовища. Адаптації можуть бути організмовому, властивими кожному конкретному організму даного виду і дозволяють організму виживати в певних умовах середовища, і видовими, спрямованими на існування виду як цілісної системи. Організми, що адаптовані до свого оточуючого середовища, здатні до наступних дій: Отримувати повітря, воду, їжу та поживні речовини; Пристосовуватись до фізичних характеристик оточуючого середовища, таких як температура, освітленість та вологість;

Захищатись від природніх ворогів;

Розмножуватись; Реагувати на зміни оточуючого середовища.

Організми за ставленням до характеру впливу екологічних факторів називають стенобіонтами і еврибіонтами. Стенобіонти - організми, що можуть жити лише в певних умовах середовища при дуже незначному коливанні його факторів. Еврибіонти — організми, що можуть жити в досить різноманітних умовах на¬вколишнього середовища або при значних їх змінах. Відповідно стенобіонтні організми є більш чутливими до антропогенного тиску на навколишнє середовище.

Під впливом багатьох динамічних екологічних факторів у живих організмів виробляються адаптації. Адаптації можуть бути морфологічними, які виражені в пристосуванні будови (форми) організмів до факторів середовища, фізіологічними — пристосування травного тракту до складу їжі й екологічними - пристосування поведінки тварин до температурних умов, вологості та ін.

Види, які мають широке географічне розповсюдження, утворюють адаптовані до конкретних місць існування своєрідні популяції, які називаються екотипом, межі толерантності якої відповідають місцевим умовам. За більш глибоких адаптаційних процесів тут можуть з'явитися і генетичні раси.

15. Екологічне значення біотичних факторів

Під біотичними факторами розуміють різноманітні зв'язки організму з

іншими організмами.

Такі зв'язки можуть бути внутрішньовидовими і міжвидовими.

Внутрішньовидові взаємини різноманітні і, у кінцевому рахунку,

спрямовані на збереження популяції. Сюди відносяться взаємини між

особями раз-особистих підлог, конкуренція за життєві ресурси, різні

форми поводження.

Біотичні фактори. Це форми впливу живих організмів один на одного. Основною формою такого впливу в більшості випадків є харчові зв'язки, на базі яких формуються складні ланцюги і ланки харчування. Крім харчових зв'язків, в угрупованнях рослинних і тваринних організмів виникають просторові зв'язки. Все це є підставою для формування біотичних комплексів. Виділяють різні форми біотичних відносин, які можуть бути найрізноманітнішими — від дуже сприятливих до різко негативних.

Між представниками різних видів організмів, що населяють екосистему, крім нейтральних, можуть існувати такі види зв'язків:

конкуренція — боротьба між представниками різних видів за їжу, повітря, воду, світло, життєвий простір; боротьба тим жорстокіша, чим більш споріднені й близькі за вимогами до умов середовища види організмів, що конкурують;

мутуалізм — представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному, наприклад комахи, збираючи нектар, запилюють квіти; мурашки, опікаючи попелиць, живляться їхніми солодкими виділеннями;

коменсалізм — коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому, наприклад, рибка-прилипайко знаходить захист і живиться біля акул (мутуалізм і коменсалізм називають ще симбіозом);

паразитизм — одні істоти живляться за рахунок споживання живої тканини господарів, наприклад, кліщі, блощиці, воші, глисти, омела, деякі гриби тощо;

хижацтво — одні організми вбивають інших і живлять-

алелопатія — одні організми виділяють речовини, шкідливі для інших, наприклад, фітонциди, що виділяються деякими вищими рослинами, пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів; токсини, що виділяються під час "цвітіння" води у водоймищах, отруйні для риби та інших тварин.

Антропогенні фактори зумовлені діяльністю людини, вплив її на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Користуючись знанням законів розвитку природи, людина свідомо виводить нові високопродуктивні сорти рослин, породи тварин, усуває шкідливі види, творить нові природні комплекси. Процес взаємодії людини з природою почався з моменту появи людини на Землі і весь час зростає.

Перший ланцюг живлення (ланцюг виїдання, або пасовищний) розпочинається з рослин. Джерело енергії, за рахунок якої існують усі організми, - Сонце. У процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється ними (перша ланка таких ланцюгів живлення) на хімічну з утворенням органічних сполук.

Другий тип ланцюгів живлення розпочинається від рослинних і тваринних решток, екскрементів тварин і йде до дрібних тварин і мікроорганізмів, які ними живляться. У результаті діяльності мікроорганізмів утворюється напіврозщеплена маса - детрит. Такий ланцюг живлення називають ланцюгом розщеплення (детритним).

Кожний ланцюг має розгалуження й ускладнюється наявністю в природі паразитів і надпаразитів. Наприклад, ховрах живитися рослинами, на ньому паразитують блохи, у кишках яких є бактерії, у бактеріях - віруси.

16 Біотичні взаємини в екосистемах

Ареали поширення і чисельність організмів кожного виду обмежуються не тільки умовами зовнішньої неживої середовища, але і їх відносинами з організмами інших видів. Безпосереднє живе оточення організму складає його біотичних середу, А чинники цього середовища називаються біотичними. Представники кожного виду здатні існувати в такому оточенні, де зв'язки з іншими організмами забезпечують їм нормальні умови життя.

Виділяють різні форми біотичних відносин. Якщо позначити позитивні результати відносин для організму знаком "+", негативні результати знаком "-", а відсутність результатів через "0", то що зустрічаються в природі типи взаємин між живими організмами можна

Тип взаємодії: Конкуренція, Хижацтво, Паразитизм, Аменсалізм, Коменсалізм, Симбіоз, Нейтралізм.

Узагальнюючи розгляд форм біотичних відносин, можна зробити наступні висновки:

- Відносини між живими організмами є одним з основних регуляторів чисельності та просторового розподілу організмів у природі;

- Негативні взаємодії між організмами проявляються на початкових стадіях розвитку громади або в порушених природних умовах; у нещодавно сформованих або нових асоціаціях ймовірність виникнення сильних негативних взаємодій більше, ніж у старих асоціаціях;

- У процесі еволюції і розвитку екосистем виявляється тенденція до зменшення ролі негативних взаємодій за рахунок позитивних, підвищують виживання взаємодіючих видів.

Іноді тварин, наприклад, багатьох комах, що поїдають рослини, а також паразитів, хижаків розглядають як природних ворогів тих організмів, за рахунок яких вони існують. Такий підхід в принципі є невірним. Паразити і хижаки, зоофагі і фітофаги є факторами середовища по відношенню до своїх господарів, жертв і т.п. Отже, з общеекологіческіх позицій всі вонинеобхідні один одному. У природних умовах жоден вид не прагне і не може привести до знищення іншого. Більше того, зникнення якої-небудь природного "ворога" з екологічної системи може призвести до вимирання того виду, на якому розвивається цей "ворог".

Всі ці обставини людина повинна враховувати при проведенні заходів з управління екологічними системами та окремими популяціями з метою використання їх у своїх інтересах, а також враховувати непрямі наслідки, які можуть при цьому мати місце.

 17. Видова структура біоценозу

Термін “біоценоз” у сучасній екологічній літературі частіше вживають стосовно населення територіальних ділянок, які на суходолі виділяють за відносно однорідною рослинністю, наприклад, біоценоз суходільного лугу, біоценоз ковилового степу, пшеничного поля тощо. При цьому мається на увазі вся сукупність живих істот — рослин, тварин, мікроорганізмів, пристосованих до спільного існування на певній території. У водному середовищі розрізняють біоценози, що відповідають екологічним підрозділам частин водойм, наприклад, біоценози прибережних галькових, піщаних чи мулистих ґрунтів, абісальних глибин, пелагічні біоценози великих кругообігів водних мас тощо.    Природні об'єднання живих істот мають власні закони складання, функціонування й розвитку.    1) Угруповання завжди виникають, складаються з готових частин (представників різних видів або цілих комплексів видів), що наявні в навколишньому середовищі.    2) Частини угруповання замінні. Один вид (чи комплекс видів) може зайняти місце іншого з подібними екологічними вимогами без шкоди для всієї системи.    3) Якщо в цілісному організмі підтримується постійна координація, узгодженість діяльності його органів, клітин і тканин, то надорганізмена система існує в основному за рахунок урівноважування протилежно спрямованих сил. Інтереси багатьох видів у біоценозі прямо протилежні. Наприклад, хижаки— антагоністи своїх жертв, проте вони існують разом, у рамках єдиного угруповання.    4) Угруповання засновані на кількісній регуляції чисельності одних видів іншими.    5) Граничні розміри організму обмежені його внутрішньою спадковою програмою. Розміри надорганізмених систем визначаються зовнішніми причинами Так, біоценоз сосняка—біломоховика може займати невелику ділянку серед боліт, а може простягатися на значну відстань на території з відносно однорідними абіотичними умовами.      3. Видова, просторова й екологічна структура біоценозу. Структура біоценозу багатопланова, і при її вивченні виділяють різні аспекти. Під видовою структурою біоценозу розуміють різноманіття в ньому видів і співвідношення їхньої чисельності або маси. Розрізняють бідні й багаті на види біоценози. У полярних арктичних пустелях і північних тундрах угруповання дуже збіднені, тому що лише деякі види можуть пристосуватися до таких крайніх умов. Невеликий видовий спектр і в тих біоценозах, що часто зазнають яких-небудь катастрофічних впливів, наприклад, щорічного затоплення під час розливів річок або регулярного знищення рослинного покриву при оранці, застосуванні гербіцидів та інших антропогенних втручань. І навпаки, скрізь, де умови абіотичного середовища наближаються до оптимального в середньому для життя, виникають надзвичайно багаті на види угруповання. Прикладами таких угруповань можуть слугувати тропічні ліси, коралові рифи з їх різноманітним населенням.    Видовий склад біоценозів залежить також від тривалості їхнього існування, історії кожного біоценозу. Молоді угруповання, які щойно формуються, зазвичай містять менший набір видів, ніж давно сформовані, зрілі. Біоценози, створені людиною (поля, сади, городи), так само бідніші на види, ніж подібні до них природні системи (лісові, степові, лугові). Одноманітність і видову бідність агроценозів людина підтримує спеціальною складною системою агротехнічних заходів.

18. Екологічне значення абіотичних факторів

Абіотичні. Серед них особливо виділяється група кліматичних факторів. Дія багатьох абіотичних факторів, включаючи рельєф, вітер, тип ґрунту тощо виявляється опосередковано — через температуру і вологість. Внаслідок цього на невеликій ділянці земної поверхні кліматичні умови можуть суттєво відрізнятися від середніх для даного регіону в цілому. Температура і кількість опадів (дощу або снігу) визначають розташування на земній поверхні основних природних зон. Різноманітність природних комплексів часто визначається особливостями ґрунтів, від яких залежить надходження вологи. Один і той же фактор щодо різних організмів може відігравати різноманітну роль і завдяки цьому переміщуватися у класифікації з однієї групи в іншу. Яскравим прикладом цього явища може бути світло. Для рослин воно є джерелом енергії при фотосинтезі, для багатьох наземних тварин світло може бути основним фактором. Для ґрунтових організмів або мешканців печер, як і для організмів, що живуть у глибинах морів, цей фактор не має значення, оскільки протягом всього життя ці організми не зустрічаються з його дією.

Екологічні фактори діють на організм різними шляхами. У найпростішому випадку має місце прямий вплив. Так, сонячне проміння освітлює ящірку, яка лежить нерухомо, і тіло її нагрівається. З іншого боку, дуже часто екологічні фактори впливають на організм опосередковано, через безліч проміжних ланок. Наприклад, поєднання високої температури повітря з низькою вологістю і відсутністю дощів призводить до посухи, іноді це набуває катастрофічного характеру (вигоряє рослинність, травоїдні мігрують або гинуть).

19. Температурні межі адаптації живих організмів

Від температури навколишнього середовища залежить швидкість усіх хімічних реакцій, що становлять обмін речовин. Більшість біохімічних реакцій в організмах здійснюються за участю ферментів – спеціалізованих білкових каталізаторів. Тому межі існування життя – це температури, при яких можлива нормальна будова і функціонування білків. Ці межі в середньому становлять від 0⁰С до +50⁰С. Але цілий ряд організмів має спеціалізовані ферментні системи і тому пристосовані до активного існування при температурі тіла, яка виходить за ці межі.

Температурні межі існування життя інколи можуть значно розширятися. Наприклад, спори деяких бактерій витримують нагрівання до +180⁰С протягом кількох хвилин. У лабораторних експериментах насіння, пилок, спори, цисти найпростіших та ряд інших організмів після зневоднення витримували температури до -270⁰С, а потім знову поверталися до активного життя. В цьому випадку цитоплазма стає твердішою за граніт, усі молекули перебувають у стані майже повного спокою і ніякі реакції неможливі. Припинення всіх життєвих процесів організму називається анабіозом. Із такого стану організми можуть повернутися до нормального стану лише в тому разі, якщо не була порушена структура макромолекул в клітинах. Екологічну проблему становить нестабільність та мінливість температур середовища, в якому живуть організми. Сильне пониження температури загрожує небезпекою такого уповільнення обміну речовин, при якому виявиться неможливим здійснення основних життєвих функцій. Зміни температури приводять також до змін стереохімічної специфічності макромолекул: третинної і четвертинної структур білків, будови нуклеїнових кислот, організації мембрани клітин… В ході еволюції у живих організмів виробились різноманітні пристосування, що дають змогу регулювати обмін речовин при змінах температури навколишнього середовища. Це досягається двома шляхами: - різними біохімічними перебудовами; - підтриманням температури тіла на стабільнішому рівні, ніж температура навколишнього середовища.

У високоорганізованих тварин і людини на основі вироблення власного тепла розвинулась здатність підтримувати постійну оптимальну температуру тіла незалежно від температури середовища. Такі організми називають ендотермними – гомойотермними. До них належать птахи і ссавці.

49. Очищення та регенерація повітря

Однією з особливостей сучасного технічного прогресу є поширеність і безперервний розвиток різних технологічних процесів, що супроводжуються утворенням аеродисперсних систем, що складаються з твердих частинок пилу, зважених в газоподібному середовищі.

Всі відомі способи уловлювання пилу можна розділити на сухі і мокрі.

Мокрі способи характеризуються великими енерговитратами, наявністю стоків, необхідністю захисту апаратури від корозії та усунення відкладень на стінках апаратів і трубопроводів і т. п., тому перевага віддається сухим способам пиловловлення за винятком тих випадків, коли мокре пиловловлювання обумовлюється технологічними вимогами.

Серед відомих різних сухих способів очищення промислових газів від пилу найбільша ефективність уловлювання тонкодисперсних часток (розміром до 5 мкм) досягається практично тільки при використанні рукавних фільтрів і електрофільтрів. Вибір одного з цих двох типів апаратів визначається техніко-економічним зіставленням. При цьому треба враховувати наступні чинники.

Установки пиловловлення із застосуванням електрофільтрів характеризуються найменшими серед інших способів енерговитратами і відповідно мінімальними експлуатаційними витратами. Однак для їх спорудження потрібні значні капітальнівитрати і, крім того, вони дуже чутливі до змін технологічних параметрів очищуваного газу. Сухі електрофільтри застосовуються до температур 400-500 ° С і найбільш економічні при великих обсягах газів, починаючи з 0,5 млн. м3 / ч. Використання електрофільтрів для очищення газів в установках меншої продуктивності супроводжується високими питомими витратами.

Серйозними обмеженнями, звужуючими область застосування сухих електрофільтрів, є неможливість досягти в них стабільної залишкової запиленості нижче 50 мг/м3 без значного збільшення витрат на очищення, недостатня ефективність уловлювання при високій питомій електричному опорі пилу, а також незастосовність електричного методу очищення для вибухонебезпечних середовищ. У цьому відношенні рукавні фільтри мають певні переваги перед електрофільтрами. При їх використанні можуть бути стабільно забезпечені залишкова запиленість нижче 5-10 мг/м3 незалежно від властивостей вловлюється пилу і коливань технологічного режиму, робота в широкому діапазоні витрати очищуваного газу, можливість застосування при дотриманні певних заходів безпеки для очищення вибухонебезпечних газових середовищ.

Регенерація повітря- відновлення нормального хімічного складу повітря, що змінилося внаслідок життєдіяльності людей, роботи технічних обладнань

50. Глобальні екологічні проблеми забруднення гідросфери

У результаті інтенсивного використання людством водних ресурсів відбуваються значні кількісні і якісні зміни в гідросфері. Кількісні зміни полягають у тому, що в певних районах змінюються кількість води, придатної для господарських потреб, водний баланс, режим річок тощо. Якісні зміни зумовлені тим, що більшість річок і озер є не лише джерелом водопостачання, а й тими басейнами, куди скидають промислові, сільськогосподарські й господарсько-побутові стоки. Це призвело до того, що нині на Землі вже практично не залишилося великих річкових систем з гідрологічним режимом і хімічним складом води, не спотворених діяльністю людей.

Хімічне забруднення води відбувається внаслідок надходження у водойми з стічними водами різних шкідливих домішок неорганічної (кислоти, мінеральної солі, луги тощо) й органічної природи (нафта й

нафтопродукти, миючі засоби, пестициди тощо). Більшість з них є токсичними для мешканців водойм. Це - сполуки миш´яку, свинцю, ртуті, міді, кадмію, хрому тощо. В тканині деяких риб концентрація отрути може в тисячу разів перевищувати її концентрацію у воді, що небезпечно для птахів, тварин і людей.

Дуже небезпечним джерелом для водоймищ є нафтопродукти. Нафта – ворог номер один у сучасному забрудненні морів і океанів. Не дивлячись на ряд міжнародних угод, забруднення гідросферою нафтою прогресує. Розрахунки показують, що що літр нафти, розлитої по поверхні моря, поглинає розчинений кисень із 400 тис. Літрів морської води. Тона нафти, розтікаючись по поверхні води, може покрити плівкою акваторію в 10 квадратних кілометрів.

Нафтова плівка на поверхні океанів - це не тільки спотворені береги, гинучі морські мешканці, водоплаваючі птахи. Це – зменшення кількості кисню в атмосфері в результаті забруднення і загибелі планктону.

Згубно впливають на стан водойм стічні води, що містять розчинені органічні речовини або суспензії органічного походження. Більшість цих речовин сприяє зниженню кисню у воді. Осідаючи на дно водойм, органічні суспензії замулюють його й затримують або повністю припиняють життєдіяльність донних організмів, які беруть участь у самоочищенні.

Фізичне забруднення води пов´язане із зміною її фізичних властивостей – прозорості вмісту суспензій та інших нерозчинних домішок, радіоактивних речовин і температури.

Суспензії (пісок, намул, глинисті частки) потрапляють у водойми головним чином за рахунок поверхневого змиву дощовими водами з с/г полів. Багато суспензій потрапляє у водотоки з діючих підприємств гірничодобувної промисловості та ін. Тверді частки різко знижують прозорість води, пригнічують процеси фотосинтезу водяних рослин

Особливу небезпеку для всього живого становлять радіоактивні домішки, що потрапляють у водойми завдяки викидам АЕС. А яка величезна шкода від радіоактивних звалок у океані!

Теплове забруднення водойм спричинене спуском у водойми теплих вод від різних енергетичних установок. У річках, які знаходяться поряд ТЕС і АЕС, порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються хворобами й паразитами. Слід додати, що наприклад, АЕС скидають у водойми воду, нагріту до 450С!

51. Забруднення Світового океану, погіршення якості води великих та малих річок, зменшення біопродуктивності водойм, забруднення підземних вод.

Стан вод Світового океану сьогодні викликає велику тривогу. Його забруднюють переважно річками, з якими щорічно надхо­дить понад 320 млн т солей заліза, 6,5 млн т фосфору та ін. Ду­же багато забруднень потрапляє в океани і з атмосфери: 200 тис. т свинцю, 1 млн т вуглеводнів, 5 тис. т ртуті тощо.

До найбільш шкідливих забруднювачів Світового океану нале­жать нафта й нафтопродукти, їх щорічно потрапляє сюди 5— 10 млн т, головним чином в результаті втрат при добуванні нафти з морських родовищ, аварій танкерів, берегового стоку тощо. Так, внаслідок аварії танкера «Екссонвалдіз», що стався в 1990 р. поблизу Аляски, в море потрапило 40 тис. т нафти. Величезні нафтові плями були рознесені морськими течіями й віт­ром далеко від місця аварії, забруднивши значні ділянки узбе­режжя, спричинивши загибель тисяч тюленів, морських птахів, риби тощо. А в 1991 р. внаслідок війни між Кувейтом та Іраком (відомої як операція «Буря в пустелі») нафта з підірваних танке­рів і нафтопроводів вкрила 1550 км поверхні Перської затоки і 450 км берегової смуги, де загинула велика кількість морських черепах, дюгонів, птахів, крабів та інших тварин.

Нафтова плівка на поверхні моря пригнічує життєдіяльність морського фітопланктону, що є одним із головних постачальників кисню в земну атмосферу, порушує тепло- і вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб і інших морських організмів.

Основними джерелами забруднення і засмічення водойм є недостатньо очищені стічні води промислових і комунальних підприємств, великих тваринницьких комплексів, відходи виробництва при розробці рудних копалин, гідроенергетичному будівництві, води шахт, рудників, відходи при обробці і сплаві лісоматеріалів, скидання водного і залізничного транспорту, відходи первинної обробки льону, пестициди і т.д. З початком навігаційного періоду збільшується забруднення суднами річкового флоту.

Забруднюючі речовини, потрапляючи в природні водойми, призводять до якісних змін води, що в основному виявляються в змінах фізичних властивостей її хімічного складу, зокрема, появі неприємних запахів, присмаків і т.д.; у наявності речовин, що плавають на поверхні води і відкладанні на дні водойм.

Виробничі стічні води забруднені в основному відходами і викидами виробництва. Кількісна і якісна сполука їх різноманітна і залежить від галузі промисловості, її технологічних процесів; їх поділяють на дві основні групи: ті, що утримують неорганічні домішки, у тому числі і токсичні, і ті, що утримують отрути.

Серед продуктів промислового виробництва особливе місце за своїм негативним впливом на водне середовище і живі організми займають токсичні синтетичні речовини. Вони знаходять все більш широке застосування в промисловості, на транспорті, у комунально-побутовому господарстві. Концентрація цих з'єднань у стічних водах, як правило, складає 5-Ю мг/л при ГДК- 0,1 мг/л. Ці речовини можуть утворювати у водоймах прошарок піни, особливо добре помітний на порогах, перехрестах, шлюзах. Спроможність до піноутворення у цих речовин з'являється вже при концентрації 1-2 мг/л.

52. Проблеми народонаселення й здоров'я

Зміна здоров'я городян є не тільки показником екологічного стану міста, але й найважливішим соціально-економічним його наслідком, що повинне визначати провідні напрямки по поліпшенню якості навколишнього середовища. У зв'язку із цим досить важливо підкреслити, що саме здоров'я городян у межах біологічної норми є функцією від економічних, соціальних (включаючи психологічні) і екологічних умов. У цілому на здоров'ї городян впливають багато факторів, особливо характерні риси міського способу життя – гіподинамія, підвищені нервові навантаження, транспортна утома й ряд інших, але найбільше – забруднення навколишнього середовища. Про це свідчать істотні розходження в захворюваності населення в різних районах того самого міста. Поряд із забрудненням повітряного басейну на здоров'я людини негативно позначаються багато інших факторів навколишнього середовища міст. Шумове забруднення в містах практично завжди має локальний характер і переважно викликається засобами транспорту - міського, залізничного й авіаційного. Уже зараз на головних магістралях великих міст рівні шумів перевищують 90 дб і мають тенденцію до посилення щорічно на 0,5 дб, що є найбільшою небезпекою для навколишнього середовища в районах жвавих транспортних магістралей. Як показують дослідження медиків, підвищені рівні шумів сприяють розвитку нервово-психічних захворювань і гіпертонічної хвороби. Боротьба із шумом, у центральних районах міст утрудняється щільністю сформованої забудови, через яку неможливе будівництво шумозахисних екранів, розширення магістралей і висадження дерев, що знижують на дорогах рівні шумів. Таким чином, найбільш перспективними рішеннями цієї проблеми є зниження власних шумів транспортних засобів (особливо трамвая) і застосування в будинках, що виходять на найбільш жваві магістралі, нових шумопоглинальних матеріалів, вертикального озеленення будинків і потрійного остекления вікон (з одночасним застосуванням примусової вентиляції).

Особливу проблему становить збільшення рівня вібрації в міських районах, головним джерелом чого є транспорт. Дана проблема мало досліджена, однак безсумнівно, що її значення буде зростати. Вібрація сприяє більше швидкому зношуванню й руйнуванню будинків і споруджень, але саме істотне, що вона може негативно впливати на найбільш точні технологічні процеси. Особливо важливо підкреслити, що найбільша шкода вібрація приносить передовим галузям промисловості й відповідно її ріст може впливати на можливості науково-технічного прогресу в містах.

53. Проблеми землекористування й лісів

Незважаючи на техніко-технологічні досягнення людського суспільства на початку третього тисячоліття все виразніше проявляються ознаки енергетичного, сировинного, водного, продовольчого, земельного і навіть повітряного дефіцитів. Особливої гостроти набирають проблеми екологічної чистоти навколишнього природного середовища, збереження його відтворювального, відновлювального та асимілятивного потенціалів, оскільки катастрофічно зростають обсяги забруднень, масштаби виснаження і деградації окремих ресурсів довкілля.

Процеси і явища, що знижують грунтову родючість, руйнують земельні ресурси країни умовно можна поділити на 4 групи: 1. Природні процеси, несприятливі вплив яких на грунтовий покрив запобігти не можна. Це землетруси, виверження вулканів, опливаніегрунтів на схилах, карсти і. т. д. 2. Природні процеси, які людина може в якійсь мірі запобігти або зменшити негативний вплив на грунт. Наприклад, річкова ерозія грунтів, руйнування берегів морів, озер, водосховищ хвилями; осипи гірських порід, схід селів і занесення цінних земель селевими наносами. Це засолення грунтів внаслідок випаровування грунтових вод. Змив і розмив грунтів при екстремальних сильних зливах і дуже сильних вітрах. Такі слідства і повеней. 3. Природні процеси, інтенсивне прояв яких обумовлено нерозумною господарською діяльністю людини. Це інтенсивний змив і розмив грунту поверхневим стоком тимчасових водних потоків. Це інтенсивне роздування грунтів, занесення грунтів рухомими пісками. Це засолення грунтів, пов'язане з надмірною поливом, заболочування грунтів з цілого ряду причин. 4. Явища цілком пов'язані з господарською діяльністю людини. Це забруднення грунтів токсичними викидами в атмосферу. Руйнування грунтової структури і сильне ущільнення грунтів сільськогосподарськими машинами і знаряддями. Зниження родючості від неправильного застосування добрив і пестицидів. Руйнування грунтів на схилах при неправильній обробці, пасовищних схилів при інтенсивній пастьбе худоби. Руйнування грунтів при треловке лісу, при розробці родовищ корисних копалин.

Гострою залишається проблема лісових ресурсів. При обмежених площах в Україні ліс відіграє винятково важливу природозахисну роль: він очищує повітря й підвищує його вологість, акумулює опади і зберігає вологу, більш рівномірно в часі розподіляє поверхневі стоки, захищає круті схили від розмивання, тощо.

54. Проблеми промисловості й відходів

Небезпека, що породжується господарською діяльністю людини, сьогодні вже перевищує всі розміри та результати природніх катастроф та катаклізмів. Вона з усіх боків підступила до життєвого середовища людини

За статистикою, до 90% газоподібних, рідких і твердих відходів утворюється в містах і близько 10% - у сільській місцевості. У зв'язку з чим сьогодні гостро стоїть питання захоронення виробничих і побутових відходів. Причому встановлено, що складність проблеми пропорційна чисельності населення і промисловому потенціалу міста. У металургії і теплоенергетиці для складування відходів використовується до 40% території підприємства. Площі, займані кар'єрами, розрізами, місцями складування промислових і побутових відходів у виді відвалів, хвостосховищ, шлаконакопичувачів, териконів, смітників до кінця XX сторіччя склала близько 8% від загальної території України.

Розвиток промисловості і ріст урбанізації в будь-якій країні неминуче веде до екологічних проблем. За останні 15 років як у промислово розвинутих, так і в країнах, що розвиваються, стратегія в сфері використання відходів піддалася істотним змінам. Головними причинами, що викликали необхідність такої зміни, з'явилися забруднення навколишньої природного середовища і її негативний вплив на здоров'я населення, зміна екологічної політики і законодавства, вплив суспільного руху в захист навколишнього середовища. У промислово розвинутих країнах політика в сфері використання відходів, головним чином, орієнтована на зменшення кількості відходів, що утворюються, і на розвиток методів їхньої утилізації, що може до 40% знизити потік відходів, які направляються на поховання, при порівняно невеликих витратах.

Основними джерелами утворення твердих відходів в Україні залишаються підприємства гірничорудного, хімічного, металургійного , машинобудівного, паливно-енергетичного та будівельного комплексів, які займають і будуть займати в найближчій перспективі провідне місце в структурі національної економіки. А значить, у найближчій перспективі не буде суттєвих структурних перемін в утворенні твердих промислових відходів.

 Ефективне вирішення екологічних проблем пов’язаних з ліквідацією чи обмеженням негативного впливу твердих відходів на довкілля та здоров’я людей можливе тільки на основі послідовної реалізації Законів України. «Про охорону навколишнього природнього середовища», «Про відходи», «Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення», Постанови Кабінету Міністрів України «Про затвердження порядку розроблення, затвердження і перегляду лімітів на утворення та розміщення відходів» та інших нормативно-правових актів, державних стандартів України з охорони навколишнього природнього середовища, санітарних норм і правил та інших документів.

61. Проблематика екологічних досліджень

Аутекологічні дослідження. Здійснюють з метою встановлення закономірностей існування організмів у даному середовищі шляхом аналізу обмежуючих факторів (наприклад, температури повітря чи грунту, наявності хімічних елементів).

Продукційні дослідження. Здійснюють як з особинами, популяціями, так і з біоценозами. Мета цих досліджень – це розкриття, окрім аналізу енергетичних бюджетів, закономірностей, пов'язаних з енергетичним господарством екологічних систем. Це завдання реалізується шляхом порівняння продуктивності різних екосистемних біоценозів.

Популяційні дослідження. Ці дослідження здійснюються як у польових умовах, так і в лабораторіях. У лабораторних дослідженнях експериментальним матеріалом служать синантропні види (наприклад, кролі або шкідники – миші, щурі), для яких легко створити в експерименті умови, близькі до природних. Деколи використовують водні організми, мохи, лишайники, мікроорганізми. Біотичні дослідження. Обіймають екологічні зв'язки, які спостерігаються в простих дво- або декількавидових системах. Як правило, ці дослідження спираються на аналіз чисельності видів, які взаємодіють в одному середовищі. Прикладом таких досліджень є аналіз системи хижак-жертва, паразит-господар, фітофаг-рослина, а також дослідження конкурентних стосунків. Такі дослідження виділяють ряд закономірностей динаміки чисельності, пов'язаних зі співжиттям видів у природі, покладені в основу загальносвітової проблеми збереження видового різноманіття.

Біоценотичні дослідження. Проводяться найчастіше в натуральних умовах, інколи – в лабораторних. Предметом їх є вивчення закономірності структури систем, таких, як ярусність, мозаїчність і т.п. Функціонування біоценозу досліджується шляхом вивчення енергетичного балансу, обігу речовини і енергії, а також сукцесій. Такі дослідження можна виконувати великими науковими колективами.

Дослідження екології місцезростань. Спираються на знання вимог окремих видів, з'ясованих у процесі аутекологічних досліджень. На підставі аналізу розповсюдження видів можна дати характеристику власне умов місцезростання (біоіндикація

Біосферні дослідження. Біосферними дослідженнями займається наука, яку називають біосферологією, або глобальною екологією. Головне її завдання – розробка прогнозу можливих змін біосфери під впливом діяльності людини при різних варіантах розвитку. Ця наука досліджує енергетичні процеси в біосфері, великі кругообіги речовин тощо. До методів дослідження належать найсучасніші методи аерокосмічного зондування Землі.

62. Екологічний моніторинг, його сутність і види

Моніторингом навколишнього середовища називають регулярні, виконувані по заданій програмі спостереження природних середовищ, природних ресурсів, рослинного і тваринного світу, що дозволяють визначити їх стан і процеси, які відбуваються в них під впливом антропогенної діяльності.

У сучасному розумінні екологічний моніторинг є системою режимних довгострокових безперервних спостережень за станом довкілля з метою використання одержаної геоекологічної та біоекологічної інформації, необхідної для прийняття управлінських рішень і складання прогнозів динаміки екологічних ситуацій в різних регіонах планети. Комплексний моніторинг довкілля повинен забезпечити своєчасне передбачення enm катастрофи, зменшити її силу або відвернути. Від моніторингу залежить ефективність рішень, що приймаються.

Особливу роль у системі екологічного моніторингу відіграє  біологічний моніторинг,  тобто  моніторинг  біологічної  складової  екосистеми  (біоти). Біологічний  моніторинг  –  це  контроль   стану   навколишньої   природного середовища  за  допомогою  живих  організмів.  Головний  метод  біологічного моніторингу – біоіндексація, зміст якої полягає в реєстрації будь-яких  змін в біоті, викликаних антропогенними  факторами.  У  біологічному  моніторингу можуть бути використані не тільки біологічні, але і  будь-які  інші  методи, наприклад, хімічний аналіз змісту забруднюючих речовин в живих організмах.

Залежно  від  призначення  за  спеціальними  програмами   здійснюються загальний, кризовий та фоновий екологічний моніторинги довкілля.

Загальний екомоніторинг довкілля - це оптимальні  за  кількістю  та розміщенням місця, параметри і періодичність спостережень за довкіллям,  які дають змогу на основі оцінки і  прогнозування  стану  довкілля  підтримувати прийняття відповідних рішень на всіх  рівнях  відомчої  і  загальнодержавної екологічної діяльності. Кризовий екомоніторинг довкілля - це інтенсивні  спостереження  за природними  об'єктами,  джерелами  техногенного  впливу,   розташованими   в районах екологічної напруженості, у зонах аварій  та  небезпечних  природних явищ  із  шкідливими   екологічними   наслідками,   з   метою   забезпечення своєчасного реагування на  кризові  та  надзвичайні  екологічні  ситуації  і прийняття  рішень  щодо  їх  ліквідації,  створення  нормальних   умов   для життєдіяльності населення і господарювання.

Фоновий екомоніторинг довкілля - це багаторічні комплексні дослідження спеціально  визначених  об'єктів природоохоронних  зон  з  метою  оцінки  і прогнозування зміни стану екосистем, віддалених від об'єктів  промислової  і господарської  діяльності,   або   одержання   інформації   для   визначення середньостатистичного (фонового) рівня забруднення довкілля в  антропогенних умовах.

63. Основи екологічного нормування якості навколишнього середовища

Екологічне нормування передбачає облік так званої допустимого навантаження на екосистему. Припустимою вважається таке навантаження, під впливом якої відхилення від нормального стану системи не перевищує природних змін і, отже, не викликає небажаних наслідків у живих організмів і не веде до погіршення якості середовища. До теперішнього часу відомі лише деякі спроби обліку навантаження для рослин суші і для спільнот водойм рибогосподарського призначення.

Нормативи, що обмежують шкідливий вплив, встановлюються і затверджуються спеціально уповноваженими державними органами у сфері охорони навколишнього природного середовища, санітарно-епідеміологічного нагляду та вдосконалюються по мірі розвитку науки і техніки з урахуванням міжнародних стандартів. В основі санітарно-гігієнічного нормування лежить поняття гранично допустимої концентрації. Гранично допустимі концентрації (ГДК) - нормативи, що встановлюють концентрації шкідливої ​​речовини в одиниці об'єму (повітря, води), маси (харчових продуктів, грунту) або поверхні (шкіра працюючих), які при дії за певний проміжок часу практично не впливають на здоров'я людини і не викликають несприятливих наслідків у його потомства. Таким чином, санітарно-гігієнічне нормування охоплює всі середовища, різні шляхи надходження шкідливих речовин в організм

Санітарно-гігієнічні та екологічні нормативи визначають якість навколишнього середовища по відношенню до здоров'я людини і стану екосистем, але не вказують на джерело впливу і не регулюють його діяльність. Вимоги, що пред'являються власне до джерел впливу, відображають науково-технічні нормативи. До науково-технічним нормативів належать нормативи викидів та скидів шкідливих речовин (ГДВ і ГДС), а також технологічні, будівельні, містобудівні норми і правила, що містять вимоги з охорони навколишнього природного середовища. Науково-технічне нормування передбачає введення обмежень діяльності господарських об'єктів у відносно забруднення навколишнього середовища, іншими словами, визначає гранично допустимі потоки шкідливих речовин, які можуть надходити від джерел впливу в повітря, воду, грунт. Таким чином, від підприємств потрібно не власне забезпечення тих чи інших ГДК, а дотримання меж викидів та скидів шкідливих речовин, встановлених для об'єкта в цілому або конкретних джерел, що входять до його складу. Зафіксоване перевищення величин ГДК в або ГДК мр у навколишньому середовищі саме по собі не є порушенням з боку підприємства, хоча, як правило, служить сигналом невиконання встановлених науково-технічних нормативів (або свідоцтвом необхідність їх перегляду).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.