Экология как наука, предмет, объект, цели и её задачи. История формирования.

Экология — это наука о взаимоотношениях организмов, сообществ между собой и с окружающей средой. Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания.Главная же теоретическая и практическая задача экологии — раскрыть общие закономерности организации жизни и на этой основе разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу.Главнейшая цель современной экологии на данном этапе развития человеческого общества — вывести Человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором будет достигнуто удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколении.Экология — это новая область науки, появившаяся во второй половине XX века. Точнее, считается, что в качестве отдельной дисциплины экология зародилась на рубеже XX века, и что она получила общественную известность в 1960-е годы, в связи с широко распространённым беспокойством за состоянием окружающей среды.

Понятие биосферы, её составляющие и параметры.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу.

Состав биосферы:

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество - продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения.

Основные положения учения в.и.вернадского о биосфере.

Законченное учение о биосфере было создано нашим соотечественником академикомВладимиром Ивановичем Вернадским. Основные идеи В. И. Вернадского в учении о биосфере сложились в начале XX в. Он излагал их в лекциях в Париже. В 1926 г. его идеи о биосфере были сформулированы в книге«Биосфера»,состоящей из двух очерков: «Биосфера и космос» и «Область жизни». Позднее эти же идеи были развиты в большой монографии«Химическое строение биосферы Земли и ее окружения»,которая, к сожалению, была опубликована только через 20 лет после его смерти.

Прежде всего В.И. Вернадский определил пространство, которое охватываетбиосфераЗемли, — вся гидросфера до максимальных глубин океанов, верхняя часть литосферы материков до глубины около 3 км и нижняя часть атмосферы до верхней границы тропосферы. Он ввел в науку интегральное понятиеживое вещество и стал называть биосферой область существования на Земле «живого вещества», представляющего собой сложную совокупность микроорганизмов, водорослей, грибов, растений и животных.

Концепция ноосферы.

Концепция ноосферы отражает новый, объективно происходящий в мире, стихийный процесс перехода биосферы в новое эволюционное состояние - ноосферу под влиянием социальной научной мысли и труда человечества. Этот процесс, относящийся к началу эпохи НТР, предопределен возникновением и резким ускорением научно-технического прогресса в ХХ веке на большей части Земли.

Главным социальным двигателем перехода биосферы в ноосферу в современный период, согласно предвидениям В.И. Вернадского, служит резко возросшая творческая активность народных масс, стремление их к получению максимального научного знания, участия в общественной жизни и управления государством.

Концепция ноосферы в качестве основополагающего условия ее создания и проявления выдвигает отсутствие разрушительных войн между народами».ноосфера аритмологический биосфера мировоззрение.

5. Биосфера - внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км

Все доступные для живых организмов химические соединения в биосфере ограничены. Исчерпаемость пригодных для усвоения химических веществ часто тормозит развитие тех или иных групп организмов в локальных участках суши или океана. По выражению академика В.Р. Вильямса, единственный способ придать конечному свойства бесконечного состоит в том, чтобы заставить его вращаться по замкнутой кривой. Следовательно, устойчивость биосферы поддерживается благодаря круговороту веществ и потокам энергии. Имеются два основных круговорота веществ: большой — геологический и малый — биогеохимический.

Поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых клеток, преобразуется в энергию химических связей. В процессе фотосинтеза растения используют лучистую энергию солнечного света для превращения веществ с низким содержанием энергии (СО2 и Н2О) в более сложные органические соединения, где часть солнечной энергии запасена в форме химических связей.

6. Экосисте́ма— биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Биогеоценоз — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема).

Биоценоз— это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой и окружающей их средой

Экология как наука, предмет, объект, цели и её задачи. История формирования. - student2.ru

7. Продуце́нты — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических, то есть, все автотрофы. Это, в основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза) , однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света. Пример продуцента: Велика роль водорослей в природе, они являются продуцентами органического вещества в водоемах. Установлено, что морские водоросли фиксируют столько же органического углерода, сколько и наземные растения. От водорослей прямо или косвенно зависит существование всего живого в воде. Интересным представляется и тот факт, что водоросли присутствуют также в почве, на коре деревьев и на камнях.

8. Консументы— гетеротрофы, организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые автотрофами (продуцентами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических.

К консументам относят животных, некоторые микроорганизмы, а также паразитические и насекомоядные растения. Классифицируют консументов первого, второго и других порядков, так как на каждом этапе передачи вещества и энергии в трофической цепи теряется до 90 %, экологические пирамиды редко состоят из более чем четырёх порядков консументов.

Консументы первого порядка (первичные консументы) — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы

Консументы второго порядка — хищные гетеротрофы (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка.

Отдельно взятый организм может являться в разных трофических цепях консументом разных порядков, например, сова, поедающая мышь, является одновременно консументом второго и третьего порядка, а мышь — первого и второго, так как мышь питается и растениями, и растительноядными насекомыми.

9 .редуценты и их основная функция в природе. основные представления
Редуценты - гетеротрофные организмы, восстановители, они возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений и элементов в ходе жизнедеятельности. Они выделяют пищеварительные ферменты на мертвые тела или отходы жизнедеятельности и поглощают продукты их переваривания. Возвращая в водную среду биогенные элементы, редуценты завершают биохимический круговорот. Это делают в основном бактерии, большинство других микроорганизмов и грибы. Редуценты - заключительное звено в пищевой цепи в экологической пирамиде. Бактерия - микроскопический, обычно одноклеточный организм, обладающий клеточной стенкой, но не имеющий оформленного ядра. В природе бактерии выполняют функции редуцентов.

10. популяция численность, динамика популяции. типы пространственного размещения особей
Популя́ция — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории
Численность популяций не остается постоянной, так как меняются условия их существования. Возникающие изменения численности популяций во времени называются динамикой численности. Ее изучение важно для прогноза перспектив дальнейшего существования популяций и оценки их роли в природных сообществах.
Типы динамики численности. Выделяют сезонный, многолетний, периодический и устойчивый типы динамики численности.
пространственное размещение особей популяции отражает характер размещение особей в пространстве.
Выделяют три основных типа распределения особей в пространстве:
единообразное (особи размещены в пространстве равномерно, на одинаковых расстояниях друг от друга),
тип также носит название равномерного распределения;
аггрегационное, или мозаичное (то есть "пятнистое", особи размещаются в обособленных скоплениях);
случайное, или диффузное (особи распределены в пространстве случайным образом).

11. экологические факторы и их классификация
Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.
Классификация факторов:
Чаще всего факторы делят на три группы.
1. Факторы неживой природы (абиотические, или физико-хими ческие). .
2. Факторы живой природы (биотические)
3. Факторы человеческой деятельности (антропогенные).

12. опишите абиотический фактор среды
Абиотические — факторы неживой природы:
1климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха
2эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы
3орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона
4химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность
5физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

13.Биотические факторы – это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Биотические факторы можно разделить на прямые и косвенные.
Прямые – это непосредственное влияние одних организмов на другие.
Косвенные – это влияние через изменение комплекса абиотических факторов.

Среди всего многообразия взаимоотношений между организмами выделяются:
•хищничество, как форма взаимоотношений организмов разных трофических уровней, при которой один вид живет за счет другого, поедая его;
•паразитизм;
•конкуренция - форма взаимоотношений, при которых организмы борются за пищу и другие условия существования, подавляя друг друга;
•симбиоз - это обоюдовыгодные, но не обязательные взаимоотношения разных видов организмов;
•мутуализм - взаимовыгодные и обязательные для роста и выживания отношения разных видов;
•комменсализм - взаимоотношения, при которых один из партнеров извлекает выгоду, а другому они безразличны.

14.Антропогенные факторы — результат воздействия человека на окружающую среду.

Антропогенное воздействие на окружающую среду носит деструктивный характер. Антропогенные факторы приводят к истощению природных ресурсов, загрязнению природной среды и образованию искусственных ландшафтов.

15.

1) по происхождению(антропогенная, природная)

2) по типу( материальные, хим-, биолигические)

3) по местоположению (локальное, местное, региональное, национальное, глобальное)

4) по характеру воздействия( общесомотическое действие, раздражающее, алергическое, концерогенное, генетическое, тератогенные)

16.Загрязнение атмосферного воздуха приводит к увеличению заболеваний, как органов дыхания, так и сердечно-сосудистой системы. Большую роль в этом играет и загрязнение атмосферы выбросами от автотранспорта, в частности выбросами свинца, который обладает значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. К химическим факторам риска для здоровья примыкает и такой физический фактор, как радиация, избежать воздействия которой невозможно. В некоторых случаях воздействие одних из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие любого из них в отдельности Большую роль играет длительность воздействия.

17) Глобальные экологические проблемы современности. Парнико́вый эффе́кт и его последствия.

Наиболее сложно решаются проблемы, касающиеся загрязнений планеты в целом. Их называют глобальными.

Глобальными экологическими проблемами современности признаны парниковый эффект, подъем уровня Мирового океана, разрушение озонового слоя Земли, радиационное загрязнение, накопление отходов антропогенной деятельности, сокращение биологического разнообразия на планете, кислотные осадки, проблемы глобальной демографической безопасности.

Также можна отметить:

- уничтожены и продолжают уничтожаться тысячи видов растений и животных;

- в значительной мере истреблен лесной покров;

- стремительно сокращается имеющийся запас полезных ископаемых;

- мировой океан не только истощается в результате уничтожения живых организмов, но и перестает быть регулятором природных процессов;

- атмосфера во многих местах загрязнена до предельно допустимых размеров, а чистый воздух становится дефицитом;

- частично нарушен озоновый слой, защищающий от губительного для всего живого космического излучения;

- загрязнение поверхности и обезображивание природных ландшафтов: на Земле невозможно обнаружить ни одного квадратного метра поверхности, где бы не находилось искусственно созданных человеком элементов.

Cтало совершенно очевидной пагубность потребительского отношения человека к природе лишь как к объекту получения определенных богатств и благ.

Парнико́вый эффе́кт— повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Экологическое влияние АЭС

Этапы получения энергии с помощью АЭС (16% всей энергии)

1. Стадия добычи угля на урановых рудниках. Огромные отвалы пустых пород, которые обладают слабойрадиоокативностью.

2. Обогащение урановых руд.

3. Использование топлива в ядерных реакторах.

4. Транспортировка

5. Обработка и захоронение радиоактивных отходов.

По подсчетам 1 блок АЭС работает 30-40 лет, а затем требует полной консервации. Причем затраты на закрытие АЭС сопоставимы с ее строительством.

38)Вокруг ЛЭП и другого электрооборудования возникает электромагнитное поле. Его напряженность тем больше, чем выше передаваемая с помощью ЛЭП напряжение (современный ЛЭП мощностью до млн. киловатт имеют напряжение 500 КВ.)

Длительное действие на организм человека или животного электромагнитного поля вызывает негативное последствие.

Электромагнитное поле вызывает колебание молекул в клетках организма, что приводит к выделению тепла, и в результате организм разогревается изнутри, что очень опасно.

Меры борьбы: Санитарная зона под ЛЭП - 2-3 км. (1,5 млн. КВ), разработка новых способов передачи энергии на расстоянии

Экологическое влияние ГЭС

С помощью ГЭС вырабатывается до 20% всех энергии в мире.

Преимущество ГЭС перед ТЭС:

- совсем не засоряют воздух вредными веществами

- ГЭС в энергосистеме более эффективно используется дляснятие пиковых нагрузок

- Улучшение судоходства

Недостатки:

- строительство ГЭС на равнине приводит к затоплению большой территории (Днепровский каскад 7 тыс. км2 )

- изменение уровня грунтовых вод, обвалы берегов, заболачивание территорий

- изменение гидрологического режима рек, слабаясамоочистка и водообмен, «цветение» вод

- рыбы отрезаны от мест нереста, много рыб гибнет в лопастях турбин.

Методы борьбы:

Создаются мини ГЭС в которых генератор сконструирован вместе с турбиной (отпадает необходимость в плотине).

Мощность 100-500 Кваттдостаточное для фермы, малого предприятия и т.д.

Установка на малых реках в труднодоступных местах (для подвода ЛЭП). Строительство ГЭС в горных районах.

Экологическое влияние ТЭС

Производство электроэнергии на ТЭС сопровождается выделением большого количества тепла, и поэтому такие электростанции строятся вблизи городов для их теплоснабжения.

КПД генераторов достигло своей границы (40%) и дальнейшее увеличение до 60% возможно только при применении магнитно-гидродинамических (МГД) генераторов. Но такие генераторы еще не нашли широкого применения из-за недостаточно полного изучения их метода работы. И все же, несмотря на недостатки ТЭС, 70% всей энергии вырабатывается с помощью сжигания топлива, а это в свою очередь приводит к значительному загрязнению окружающей среды.

1. Загрязнение атмосферы газообразными и пылевыми выбросами:

– Углекислый газ (СО2), концентрация которого увеличивается на 0,25% год {увеличение СО2 в 2 раза приводит к увеличению температуры на 1,50С);

– Оксиды серы и азота приводят к кислотным дождям;

– Летучая зола, фтористые соединения, приводят к уменьшению концентрации озона.

2. Радиоактивное загрязнение

3. Тепловое загрязнение водоемов

4. Загрязнение земной поверхности силикатами и золою

5. Изъятие земли под карьеры и отвалы шлака

41.Альтернативный источник энергии – способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле.

Виды альтернативной энергетики: солнечная энергетика, ветроэнергетика, биомассовая энергетика, волновая энергетика, градиент-температурная энергетика, эффект запоминания формы, приливная энергетика, геотермальная энергия.

42.РАДИАЦИОННЫЙ фон - ионизирующее излучение, обусловленное совместным действием природных (естественных) и техногенных радиационных факторов. Естественный радиационный фон - излучение, создаваемое рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и человека (84%), а также космическое излучение (16%). Естественный радиационный фон колеблется в широких пределах в различных регионах Земли. Эквивалентная доза в организме человека в среднем 2 мЗв = 0,2 бэр. Техногенный радиационный фон связан главным образом с переработкой и перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти, газа и других горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной энергетикой.

Основные типы радиоактивных излучений: альфа, бета, нейтронные (группа корпускулярных излучений), рентгеновские и гамма-излучения (группа волновых).

43. Радиационная защита — комплекс мероприятий, направленный на защиту живых организмов от ионизирующего излучения, а также, изыскание способов ослабления поражающего действия ионизирующих излучений; одно из направлений радиобиологии.

Виды защиты от ионизирующего излучения

химическая

физическая: применение различных экранов, ослабляющих материалов и т. п.

биологическая: представляет собой комплекс репарирующихэнзимов и др.

Основными способами защиты от ионизирующих излучений являются:

защита расстоянием;

защита экранированием:

от альфа-излучения — лист бумаги, резиновые перчатки, респиратор;

от бета-излучения — плексиглас, тонкий слой алюминия, стекло, противогаз;

от гамма-излучения — тяжёлые металлы (вольфрам, свинец, сталь, чугун и пр.);

от нейтронов — вода, полиэтилен, другие полимеры;

защита временем.