Предмет и задачи курса «Основы экологии»

Экология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их природой, о структуре и функционировании надорганизменных систем.

Термин «экология» в 1866 г. ввел немецкий эволюционист Эрнст Геккель. Э. Геккель считал, что экология должна изучать различные формы борьбы за существование.

Экология, как и любая наука, характеризуется наличием собственного объекта, предмета, задач и методов (объект – это часть окружающего мира, которая изучается данной наукой; предмет науки – это наиболее главные существенные стороны ее объекта).

Объектом экологии являются биологические системы надорганизменного уровня: популяции, сообщества, экосистемы.

Предметом экологии являются взаимоотношения организмов и надорганизменных систем с окружающих их органической и неорганической средой

Из множества определений предмета экологии вытекает и множество задач, стоящих перед современной экологией:

– Изучение структуры пространственно-временных объединений организмов (популяций, сообществ, экосистем, биосферы).

– Изучение круговорота веществ и потоков энергии в надорганизменных системах.

– Изучение закономерностей функционирования экосистем и биосферы в целом.

– Изучение реакции надорганизменных систем на воздействие разнообразных экологических факторов.

– Моделирование биологических явлений для экологического прогнозирования.

– Создание теоретической основы охраны природы.

– Научное обоснование производственных и социально-экономических программ.

Биосфера. Границы биосферы. Пленки и сгущения жизни.

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

Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий.

Границы биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Сгущения и пленки жизни

Жизнь распределена в океане очень неравномерно. В. И. Вернадский выделял две формы концентрации живого вещества: жизненные пленки и сгущения жизни. Остальная часть океаносферы представляет собой зону разрежения живого вещества. В. И. Вернадский выделял две жизненные пленки: 1) на границе газообразной и жидкой - планктонную, 2) на границе жидкой и твердой - донную.

Между распределением биомасс планктонной и донной пленок жизни в открытом океане существует тесная корреляционная зависимость: акваториям с высокой продуктивностью планктона соответствуют участки с повышенной биомассой бентали .

Сгущения жизни В. И. Вернадский разделял на три типа: прибрежные, саргассовые, рифовые. Позже были открыты еще два: апвеллинговые и гидротермальные рифтовые.

Правило Оптимума

В соответствии с этим правилом для экосистемы, организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного (оптимального) значения фактора. За пределами зоны оптимума лежат зоны угнетения, переходящие в критические точки, за которыми существование невозможно. К зоне оптимума обычно приурочена максимальная плотность популяции. Зоны оптимума для различных организмов неодинаковы. Для одних они имеют значительный диапазон. Такие организмы относятся к группе эврибионтов. Организмы с узким диапазоном адаптации к факторам называются стенобионтами.

Диапазон значений факторов (между критическими точками) называют экологической валентностью. Синонимом термина валентность является толерантность, или пластичность (изменчивость). Эти характеристики зависят в значительной мере от среды, в которой обитают организмы. Если она относительно стабильна по своим свойствам (малы амплитуды колебаний отдельных факторов), в ней больше стено-бионтов (например, в водной среде), если динамична, например, наземно-воздушная - в ней больше шансов на выживание имеют эврибионты. Зона оптимума и экологическая валентность обычно шире у теплокровных организмов, чем у холоднокровных. Надо также иметь в виду, что экологическая валентность для одного и того же вида не остается одинаковой в различных условиях (например, в северных и южных районах в отдельные периоды жизни и т.п.). Молодые и старческие организмы, как правило, требуют более кондиционированных (однородных) условий. Иногда эти требования весьма неоднозначны. Например, по отношению к температуре личинки насекомых обычно стенобионтны (стенотермны), в то время как куколки и взрослые особи могут относиться к эврибионтам (эвритермным).

Литосфера

Литосфе́ра— твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Толщина коры под континентами составляет, в среднем, 35–40 км. Там, где на суше расположены молодые высокие горы, она часто превышает 50 км (например, под Гималаями достигает 90 км).

Образование отходов, хранение и захоронение отходов

Образование отходов — это неустранимый процесс, который неизбежно сопутствует человеческой жизнедеятельности.

Всего в Беларуси образуется около 1,4 тыс. видов отходов с широким спектром морфологических и химических свойств. Если рассматривать структуру образования отходов производства без учета отходов переработки калийных руд, то в общей массе (13809,2 тыс.т) доля отходов растительного и животного происхождения составляет 34,9%, отходов минерального происхождения - 52,9%, отходов жизнедеятельности населения и подобных им отходов промышленности - 5,6,%. отходов химических производств и производств, связанных с ними – 5,1% , отходов (осадков) водоподготовки котельно-теплового хозяйства и питьевой воды, очистки сточных, дождевых вод и использования воды на электростанциях и медицинских отходов - 1,5%

Образование отходов производства на территории Беларуси неравномерно.

ХРАНЕНИЕ ОТХОДОВ — временное содержание отходов в санкционированных местах их размещения в соответствии с установленными правилами и сроками до их извлечения с целью обезвреживания или использования.

Различают временное и долговременное хранение отходов:

- временное хранение отходов - накопление отходов, подлежащих передаче на использование, обезвреживание или захоронение;

- долговременное хранение отходов - применяется в отношении отходов, которые в настоящий момент не могут быть переданы на использование, обезвреживание или захоронение, так как для таких отходов нет соответствующих объектов использования, обезвреживания, захоронения.

Захоронение отходов - это утилизация отходов методом, который применяется в случаях, когда переработка отходов для вторичного использования опасна или невозможна. Захоронение отходов проводится чаще всего на специально оборудованных полигонах, где создаются условия минимизации ущерба окружающей среде. К сожалению, в последнее время возросло число несанкционированных захоронений. Такие стихийно обустроенные захоронения отходов могут быть чрезвычайно опасны для экологической обстановки близлежащих районов, а в отдельных случаях грозят обернуться экологической катастрофой. Для некоторых категорий опасных отходов захоронение является единственно возможным способом утилизации. Для утилизации опасных отходов захоронение должно производиться с использованием герметичных контейнеров, которые прошли ряд специальных проверок на длительность возможного хранения. Захоронение отходов, опасных для жизнедеятельности человека или представляющих угрозу состоянию окружающей среды, должно находиться под постоянным наблюдением специалистов, обеспечивающих мониторинг экологической безопасности хранения.