- •Раздел 1. Тезисы установочных лекций…………………………………...4
- •Раздел 2. Конспект лекций по экологии
- •Тема 1. Основные понятия экологии………………………………………...24
- •Тема 2. Основы биогеохимии………………………………………………...41
- •Тема 3. Потоки энергии в биосфере…………………………………………53
- •Тема 4. Экологические факторы……………………………………………..63
- •Инструкция
- •Раздел 1. Тезисы установочных лекций
- •1 Лекция.
- •Б иология э кология
- •1 Зеленые растения 2
- •2 Лекция. Тема: Взаимодействие живых организмов со средой их обитания
- •16.Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия.
- •17. Гомеостаз и устойчивость экологических систем. Сукцессия.
- •Экологические факторы среды: абиотические и биотические.
- •20) Биотические факторы представляют собой совокупность влияния жизнедеятельности живых организмов на другие живые организмы и на окружающую среду.
- •Толерантность.
- •Адаптации. Жизненные формы.
- •Экологическая ниша организма.
- •3 Лекция.
- •26. Природные ресурсы и их классификация.
- •27. Принципы рационального природопользования. Безотходные технологии.
- •28. Загрязнение окружающей среды. Классификация загрязнений.
- •Экологический мониторинг.
- •31. Информационные методы управления окружающей средой.
- •Прогнозирование изменения состояния объекта.
- •6) На всех этапах: представление информации в удобной форме и доведение ее до потребителя.
- •Раздел 2. Материалы к выполнению контрольных работ и подготовке к зачету
- •1. Основные понятия экологии
- •1.1. Биосфера, ее структура
- •1.2. Эволюция биосферы. Живое, косное и биокосное вещество
- •1.3. Экосистема, ее структура. Биотическое сообщество и абиотическая среда
- •1.4. Уровни организации жизни на Земле
- •1.5. Организм и среда обитания
- •1.6. Систематика растений и животных
- •1.7. Биогеоценоз, его структура
- •2. Основы биогеохимии
- •2.1. Биогеохимические циклы веществ
- •2.2. Биогеохимические циклы биогенных элементов и воздействие на них человека
- •Биогеохимический цикл азота
- •Биогеохимический цикл кислорода
- •Биогеохимический цикл углерода
- •Биогеохимический цикл фосфора
- •Биогеохимический цикл серы
- •Потоки энергии в биосфере
- •3.1.Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия.
- •3.2. Понятие о качестве энергии
- •3.3. Процессы фотосинтеза и хемосинтеза
- •3.4. Процесс дыхания
- •3.5. Передача энергии по трофической цепи
- •3.6. Продуктивность экосистем
- •3.7. Энергетические типы экосистем
- •Экологические факторы
- •4.1. Классификация экологических факторов
- •4.1.1.Абиотические факторы
- •4.1.2. Биотические факторы
- •4.1.3. Лимитирующие факторы. Законы минимума и максимума
- •4.2. Закон толерантности
- •1,3 − Зоны угнетения (экологического пессимума); 2 − зона нормальной жизнедеятельности (экологического оптимума)
- •4.3. Адаптации. Жизненные формы
- •4.4. Экологическая валентность (пластичность)
- •4.5. Экологическая ниша
- •5. Устойчивость и развитие экосистем
- •5.1. Гомеостаз экосистем.
- •5.2. Экологическая сукцессия.
- •6. Загрязнение окружающей среды
- •6.1. Основные источники загрязнения
- •6.2. Последствия загрязнения окружающей среды
- •6.3. Разрушение природных экосистем
- •6.4. Демографические проблемы
- •6.5. Глобальные проблемы энергетики
- •7. Экологический мониторинг
- •Раздел 3. Практическая работа «Термино-понятийный аппарат»
- •Контрольные вопросы
- •Варианты кроссвордов для выполнения практической работы
Экологическая ниша организма.
Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания - место, где он живет или где его обычно можно найти. В экологии существует более емкое понятие - экологическая ниша, включающее в себя не только физическое место, занимаемое организмом, но и его роль в сообществе, а также степень его адаптации к внешним факторам, т.е. положение относительно абиотических условий существования (температуры, давления, и т.п.). Совокупность параметров всех факторов среды, при которых возможно существование данного вида, называется экологической нишей.
Для каждого вида существует свой набор оптимальных параметров экологических факторов, а значит, и своя экологическая ниша. Кроме того, различают фундаментальную и реализованную ниши. Фундаментальная - та, которую вид мог бы занимать в отсутствии врагов, реализованная - имеющая место в действительности, всегда меньше фундаментальной.
3 Лекция.
Тема. Прикладные аспекты экологии. Охрана окружающей природной среды
26. Природные ресурсы и их классификация.
Природные ресурсы - это запасы природных богатств, используемых человеком, т.е. средства существования людей, которые не созданы их трудом, но находятся в природе.
Ресурсы делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые ресурсы бывают возобновимыми, относительно возобновимыми и невозобновимыми.
ресурсы
неисчерпаемые исчерпаемые
Неисчерпаемыми являются космические, климатические, водные и воздушные ресурсы (но качественно - изменяются). Космические ресурсы - солнечная радиация, энергия приливов и отливов; климатические - атмосферный воздух, энергия ветра, атмосферные осадки; водные - запасы воды на Земле.
Исчерпаемые ресурсы делятся на классы, в зависимости от возможности их восстановления и от скорости восстановления. Восстанавливаются ресурсы с разной скоростью: животные - несколько лет, леса - 60-80 лет, почва - тысячелетия.Возобновимые ресурсы - растительный, животный мир, некоторые минеральные ресурсы (например, соли). Но: темпы расходов должны соответствовать темпам их возобновления, иначе - становятся невозобновимыми. Относительно возобновимые - почва (рыхлый поверхностный слой суши, способный давать урожай - создается очень медленно при участии климата и живых организмов). (сантиметровый слой образуется неск. столетий, а разрушается за неск. лет или даже дней. Невозобновимые - совершенно не восстанавливаются, или восстанавливаются значительно медленнее, чем потребляются (полезные ископаемые).
Кроме того, ресурсы можно классифицировать на заменимые (уголь, дрова для отопления) и незаменимые (кислород для дыхания).
Охрана природных ресурсов состоит в бережном рациональном использовании, меньшем потреблении, поиске заменителей.
27. Принципы рационального природопользования. Безотходные технологии.
При переходе от биосферы к ноосфере важным этапом является разработка и внедрение в жизнь принципов рационального природопользования. Человеку необходимо научиться так регулировать свою хозяйственную деятельность, чтобы удовлетворение его потребностей не шло вразрез с интересами окружающей среды. Следует рационально организовать систему управления природопользованием.
Существуют две основные задачи, стоящих перед современными производителями, а именно: 1) сократить добычу и вовлечение в производство новых ресурсов; ввести строгий учет ресурсов + создание ресурсо- и энергосберегающих технологий); 2) с максимальной выгодой сократить количество отходов (создание безотходных технологий).
Первая задача состоит в уменьшении потребления природных ресурсов. На решение первой задачи направлена разработанная в нашей стране система кадастров, являющаяся основной формой учета управления природопользованием. Кадастр - это совокупность данных о качественном и количественном состоянии природных ресурсов с их эколого-социально-экономической оценкой. Т.е. в кадастре сведены все данные о количестве и местонахождении природных ресурсов, их качестве, дана оценка экологического состояния объектов и определены параметры потребления. В настоящее время действуют следующие основные кадастры: земельный, лесной, водный, запасов полезных ископаемых, и др. Система кадастров предназначена для согласования показателей учета и потребления различных природных ресурсов. Система кадастров позволит разумно регулировать потребление ресурсов, с учетом их строгой экономии. С целью экономии природных ресурсов в промышленные процессы внедряются ресурсо- и энергосберегающие технологии. Ресурсосберегающие технологии - это технологии с минимальным расходом материалов и энергии на всех этапах производства. Кроме экономии вещества необходимо экономить энергоресурсы. Для этого в производстве необходимо выбирать наименее энергоемкие технологические схемы, в быту - применять технику с низкой энергоемкостью, а также повышать теплоизоляцию зданий, что позволит сократить затраты энергии на обогрев жилья. Вторая задача - уменьшение кол-ва отходов. В настоящее время лишь 2-5 % сырьевых материалов переходит в продукцию, а 95-98 превращается в отходы. Человечество в основном работает на производство отходов, при этом происходит интенсивное загрязнение окружающей среды. Полное использование отходов возможно путем создания безотходных технологий - замкнутых технологических процессов. Основой безотх.пр-в является цикличность вещественно-энергетических потоков. Все сырье вовлечено в следующий цикл: сырьевые ресурсы производство потребление вторичные ресурсы. Такая схема напоминает малый круговорот веществ.
Безотходные производства должны быть организованы таким образом, чтобы отходы не образовывались. Для этого следует разделить технологические процессы на две части: производящую основную продукцию и преобразующую отходы, причем м/у этими частями необходимо устойчивое равновесие. При этом образующиеся неперерабатываемые остатки должны расщепляться на элементы, которые могут быть возвращены в окружающую среду без нарушения биогеохимических круговоротов.
Безотходные в полном смысле технологии являются определенной идеальной системой , к которой следует стремится. Создание полностью безотх.пр-в - длительный процесс, требующий решения многих задач. Сначала требуется перейти к малоотходным технологиям. (соврем. малоотх. безотх.)
Под малоотходным понимается такой способ производства, когда вредное воздействие на окружающую среду не превышает допустимого уровня, и только небольшая часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на нейтрализацию и длительное хранение. При создании малоотходных производств важное место отводится системе обезвреживания и хранения отходов. Для создания безотходных и малоотходных производств требуется объединить существующие мелкие предприятия в крупные производственные комплексы, где отходы одних производств служат сырьем для других.
Переход на безотходные технологии предполагает решение энергетических проблем. Наиболее рациональный путь для этого - переход к альтернативной энергетике. Традиционные источники энергии - уголь, нефть, газ - представляют собой невозобновляемое сырье. При этом вокруг существуют возобновляемые энергетические ресурсы. Основными альтернативными источниками энергии являются.
Гелиоэнергетика - основана на использовании энергии Солнца. На Земля падает огромное количество солнечной энергии, в 15 тыс. раз превышающее ежегодное мировое потребление энергии. Основными установками получения солнечной энергии являются гелиоэлектростанции для производства тепла и электроэнергии, солнечные батареи и элементы для производства электроэнергии, солнечные коллекторы для теплоснабжения зданий. Но солнечную энергию сложно запасать и передавать на большие расстояния без потерь.
Ветровая энергетика - ветер заключает в себе механическую энергию, которая может быть использована на ветроэлектрических станциях для выработки электроэнергии. Такие станции являются рентабельными в районах с постоянными ветрами. В настоящее время большое количество ветровых установок работает в США, Дании, Голландии, Германии. Но этот вид энергии порождает некоторые проблемы: создает ультразвуковое излучение, телевизионные помехи, отрицательно влияет на птиц.
Гидроэнергетика - основана на энергии волн приливов и отливов, океанских течений. Для этого строятся приливные и ветровые электростанции.
Геотермальная энергия - может быть использована в областях современного вулканизма, где горячие подземные воды поднимаются к поверхности и выходят в виде термальных источников. При этом строятся следующие установки: геотермальные электростанции, геотермальные установки (использующие энергию подземных вод), тепловые насосы.
Биоэнергетика - основана на использовании биологического сырья: биогаза, образующегося при разложении растительных и животных отходов без доступа воздуха, мусоросжигающие установки и т.д. Образующийся газ может быть использован в домах для обогрева и приготовления пищи.