Міністерство освіти і науки України
Кам’янець-Подільський національний університет
імені Івана Огієнка
І.В. ФЕДОРЧУК
В.В. ШАРАВАРА
А.В. ЛІЩУК
ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ
Навчально-методичний посібник для студентів небіологічних спеціальностей
Кам’янець-Подільський
2010
УДК
ББК
Рецензенти:
І.В. Федорчук, В.В. Шаравара, А.В. Ліщук. Основи екології: навчально-методичний посібник для студентів небіологічних спеціальностей. – Кам’янець-Подільський: ПП Мошинський В.С., 2010 – с.
Викладено основні положення, поняття і завдання сучасної екології. Для кращого засвоєння студентами навчального матеріалу, посібник містить навчальну і робочу навчальну програми дисципліни “Основи екології”, практичні заняття, перелік тем для самостійної роботи, теми рефератів для виконання індивідуального навчально-дослідного завдання, перелік питань винесених на модульну контрольну роботу, а також, розроблені авторами, методичні рекомендації для їх виконання.
Посібник розрахований на студентів небіологічних спеціальностей вищих закладів освіти, де викладається навчальна дисципліна “Основи екології”.
Рекомендовано до друку вченою радою
Кам’янець-Подільського національного університету
імені Івана Огієнка
(протокол № від 2010 року)
ББК
© І.В.Федорчук, В.В.Шаравара,
А.В.Ліщук, 2010
ЗМІСТ
ВСТУП 6
НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ” 9
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ” 11
І. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ 25
1.1. Короткий нарис історії екології. Українська екологічна школа 25
1.2. Об’єкт, предмет та завдання екології 29
1.3. Структура екології та її зв’язок з іншими дисциплінами 30
1.4. Основні екологічні закони 32
1.5. Методи екологічних досліджень 36
Питання для самоконтролю 38
ІІ. БІОСФЕРА – СЕРЕДОВИЩЕ ЖИТТЯ ЛЮДИНИ 39
2.1. Поняття біосфери. Межі, структура та компоненти біосфери 39
2.2. Біологічний та геологічний кругообіги речовин у біосфері 42
2.3. Природні компоненти біосфери (біоценози, біогеоценози, агроценози) 45
2.4. Класифікація екологічних факторів 48
Питання для самоконтролю 54
ІІІ. ОХОРОНА ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА 56
3.1. Значення води як природного мінералу 56
3.2. Водні ресурси планети і України 57
3.3. Споживання прісної води 63
3.4. Джерела і види забруднення водойм 65
3.5. Заходи по охороні водних ресурсів 69
Питання для самоконтролю 73
IV. ОХОРОНА ПОВІТРЯНОГО СЕРЕДОВИЩА 75
4.1. Атмосфера − зовнішня оболонка Землі 75
4.2. Джерела забруднення атмосферного повітря 77
4.3. Наслідки забруднення атмосфери (кислотні опади, озонові діри, парниковий ефект) 81
4.4. Альтернативні шляхи охорони атмосфери 85
Питання для самоконтролю 86
V. ЗЕМЕЛЬНІ РЕСУРСИ. ОХОРОНА НАДР ТА ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ 88
5.1. Роль ґрунтів у біосфері 88
5.2. Причини деградації ґрунтів 90
5.3. Система заходів по охороні та відновленню ґрунтів 93
5.4. Поняття про надра і їх класифікація 96
5.5. Можливості використання альтернативних джерел енергії 98
Питання для самоконтролю 107
VI. ОХОРОНА ФЛОРИ І ФАУНИ 109
6.1. Значення рослин у природі та житті людини 109
6.2. Вплив людини на рослинний світ 113
6.3. Значення тварин у природі та житті людини 115
6.4. Причини збіднення фауни 118
6.5. Заходи по охороні та відновленню флори та фауни 120
Питання для самоконтролю 125
VII. ЕКОЛОГІЧНІ КАТАСТРОФИ 126
7.1. Поняття про надзвичайні екологічні ситуації – катастрофи 126
7.2. Природні екологічні катастрофи 126
7.3. Антропогенні екологічні катастрофи 132
7.4. Наслідки аварії на ЧАЕС 135
Питання для самоконтролю 137
ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ 138
ЛІТЕРАТУРА 147
ДОДАТКИ 148
ВСТУП
Взаємовідносини людини, суспільства і природи, охорона навколишнього природного середовища – одна з найгостріших і актуальних проблем сучасності.
Завдяки дальшому розвитку суспільства зростає обсяг впливу людини на природу. Це зумовлено наскрізним використанням природних ресурсів, проблемами індустріалізації та урбанізації, збільшенням кількості відходів, забрудненням водних джерел, повітряного басейну.
Сьогодні екологічній проблематиці в Україні, попри кризові явища, які пронизують нашу економіку, політику, культуру, надається особливої уваги. Створено природоохоронні товариства, асоціації, з’являються друковані видання екологічного спрямування. Верховною Радою України прийнято цілу низку нормативних документів, спрямованих на вирішення екологічних проблем різних регіонів держави.
Доречно навести висловлювання відомого американського еколога Р.Ріклефса: “Якщо ми хочемо досягнути якоїсь згоди з Природою, то нам у більшості випадків доведеться приймати її умови…”. Ці умови базуються на природних законах, яким підпорядковані всі процеси і явища в природі і з якими людству рано чи пізно прийдеться рахуватися також.
У всіх навчальних закладах докладається зусиль з метою формування у свідомості молоді екологічного світогляду, екологічного мислення та екологічної культури. З цією метою і читається курс “Основи екології”.
Мета курсу: сформувати у студентів сучасне уявлення про загальну екологію як взаємодію організмів і середовища, її історію та перспективи розвитку, необхідність раціонального використання природних ресурсів і зменшення негативного антропогенного тиску на довкілля.
Основними завданнями дисципліни є:
опрацювання студентами теоретичних основ екології, оволодіння практичними навичками у виявленні закономірностей між теоретичними аспектами екології та реальним станом середовища;
прищепити студентам навички аналізу системи “організми − середовище існування” та її цілісного сприйняття на різних рівнях ієрархічної організації;
сформувати у студентів уміння прогнозувати зміни довкілля під дією різних факторів;
показати способи раціонального господарського використання природних ресурсів;
прищепити студентам розуміння принципів організації і розвитку екосистем, їхньої стійкості, пластичності при основних порушеннях.
Студенти повинні знати предмет і завдання сучасної екології, зв’язок з іншими дисциплінами; структуру екології; особливості будови і функціонування, сучасний стан біосфери; нормативні документи в галузі охорони довкілля; екологічні проблеми України та шляхи їх подолання.
Студент повинен знати:
предмет і завдання сучасної екології, зв’язок з іншими дисциплінами;
структуру екології;
взаємозв’язки абіотичних факторів і біотичної компоненти екосистеми;
особливості будови і функціонування екосистем, сучасний стан біосфери;
механізми, що забезпечують стійкість екосистем, мати уявлення про можливості основи біопродуктивності біосфери, процесів відтворення харчових ресурсів людства;
екологічні принципи раціонального природокористування;
нормативні документи в галузі охорони довкілля;
екологічні проблеми України та шляхи їх подолання.
Студент повинен уміти:
виявити взаємозв’язки абіотичних факторів та біотичної компоненти екосистеми, мати уявлення про межі толерантності організмів і популяцій;
скласти порівняльну таблицю властивостей біоценозу та агроценозу;
побудувати трофічний ланцюг;
розв’язати екологічні задачі;
схематично зобразити кругообіг пестицидів у навколишньому середовищі;
нанести на карту світу місця, де відбулися екологічні катастрофи.
Опанування основ екологічної науки потребує повного забезпечення відповідною навчальною і навчально-методичною літературою. Цей посібник певною мірою задовольнятиме потребу в такій літературі.
У запропонованому посібнику логічно узагальнені та послідовно висвітлені найголовніші положення сучасної екології, показані характер і сила споконвічних збалансованих зв’язків між усіма явищами і процесами, що відбуваються в біосфері та геосферах планети.
Матеріал посібника допоможе усвідомити глобальне значення екологічних проблем і необхідність упровадження екологічних знань у життя, зайняти активну громадянську позицію, не залишатися байдужими до злочинів проти природи. Це моральний обов’язок кожної людини як члена суспільства і невід’ємної частки живої природи.
Посібник розрахований на студентів небіологічних спеціальностей вищих закладів освіти, де викладається навчальна дисципліна “Основи екології”.
Навчальна програма дисципліни “основи екології” Змістовий модуль і. Біоекологія
Тема 1. Теоретичні основи екології.
Історія виникнення і розвитку екології як синтетичної наукової дисципліни; становлення екології як загальнобіологічної та гуманітарної науки. Українська екологічна школа і внесок українських науковців в розвиток екологічної науки. Об’єкт, предмет і завдання екології; структура екології як науки; еволюція ставлення людини до природи. Основні екологічні закони; закони Б.Коммонера.
Тема 2. Біосфера – середовище життя людини.
Біосфера як одна із оболонок Землі. Межі та структура біосфери. Абіотична і біотична складова. Компоненти біосфери, функції живої речовини в біосфері. Ґрунти – унікальна біокосна речовина. Кругообіг речовин та перетворення енергії у ланцюгах живлення. Велике та мале коло кругообігу. Природні угруповання біосфери – біоценози та біогеоценози (екосистеми). Порівняльна характеристика біоценозів та агроценозів. Екологічні фактори середовища та їх класифікація. Типи біотичних взаємодій.
Змістовий модуль іі. Охорона природи
Тема 3. Охорона водного середовища.
Розподіл води на планеті та її значення в природі і житті людини. Джерела і види забруднень водного середовища (фізичне, хімічне, біологічне, теплове). Сучасні екологічні проблеми гідросфери і водних басейнів України. Проблеми нестачі прісної води. Очищення стічних вод.
Тема 4. Охорона повітряного середовища.
Атмосфера – зовнішня оболонка Землі. Будова і особливості функціонування атмосфери. Шари атмосфери. Повітря як середовище існування. Джерела забруднення атмосферного повітря (природні і штучні). Наслідки забруднення атмосфери (кислотні опади, озонові діри, парниковий ефект, смог) та шляхи їх подолання.
Тема 5. Охорона земельних ресурсів та проблеми енергетики.
Екологічні функції літосфери. Стан земельного покриву планети і України. Причини деградації ґрунтів. Поняття про надра і їх класифікація. Наслідки добування корисних копалин для довкілля. Можливості раціонального використання природних ресурсів. Альтернативні джерела енергії та енергозберігаючі технології.
Тема 6. Охорона рослинних та тваринних ресурсів.
Значення рослин у природі та житті людини. Вплив людини на рослинний світ. Значення тварин у природі та житті людини. Причини збіднення фауни. Заходи по охороні та відновленню флори та фауни.
Тема 7. Екологічні катастрофи.
Поняття про надзвичайні екологічні ситуації – катастрофи. Природні та техногенні екологічні катастрофи. Роль антропогенного фактору у виникненні та попередженні катастроф. Наслідки аварії на ЧАЕС.
Розподіл навчального часу з дисципліни “Основи екології”
Тема |
Лекції |
Практичні |
Самостійна робота |
ІНДЗ |
||
Години |
||||||
ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ І. БІОЕКОЛОГІЯ |
||||||
1.Теоретичні основи екології. |
2 |
2 |
1 |
2 |
||
2.Біосфера – середовище життя людини. |
2 |
1 |
2 |
|||
ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ ІІ. ОХОРОНА ПРИРОДИ |
||||||
3.Охорона водного середовища. |
2 |
2 |
2 |
2 |
||
4.Охорона повітряного середовища. |
2 |
1 |
2 |
|||
5.Охорона земельних ресурсів та проблеми енергетики. |
2 |
2 |
2 |
2 |
||
6.Охорона рослинних та тваринних ресурсів. |
2 |
2 |
1 |
2 |
||
7.Екологічні катастрофи. |
2 |
2 |
2 |
2 |
||
Підготовка до модульної контрольної роботи |
|
|
4 |
|
||
Модульна контрольна робота |
|
2 |
|
|
||
Разом: |
14 |
12 |
14 |
14 |
||