Структура универсальной экологии.

Экология. Дать определение.

Слово «экология» происходит от греческих слов «oikos», что означает дом, жилище, и «logos» – наука. Таким образом, экология– это наука, которая изучает нашу природную среду, все организмы, которые её населяют, и функциональные процессы, которые делают этот “дом” пригодным для жизни.

При обобщении всех научных направлений и течений универсальная экология делится на два взаимосвязанных направления: теоретическую и практическую (прикладную).

Структура теоретической экологии.

Теоретическая экология базируется на изучении и разработке экологии живых организмов. Основу ее составляет биоэкология – материнский субстрат экологической науки, в состав которой входят: экология человека, экология микромира, экология растений, экология животных, экспериментальная экология, биоэкомониторинг.

Структура практической экологии.

Практическая экология объединяет три больших раздела:

1. геоэкология – изучает геоэкосистемы;

2. социоэкология – изучает социоэкосистемы;

3. техноэкология – изучает техноэкосистемы.

Основные задачи экологии.

Главные задачи экологии – это: установление закономерностей взаимосвязи между организмами, их группировками и условиями окружающей среды; исследование структуры и функционирования группировок организмов; разработка методов определения экологического состояния природных и искусственных группировок; наблюдение за изменениями в отдельных экосистемах и биосфере в целом, прогнозирования их последствий; создание базы данных и разработка рекомендаций для экологически безопасного планирования хозяйственной и социальной деятельности человека; применение экологических знаний в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

Социоэкология. Дать определение.

социоэкология – изучает социоэкосистемы – взаимодействие природы и общества. Взаимосвязь природных и социальных факторов труда определяется формами собственности, общественным разделением труда, уровнем развития науки и техники, которые в совокупности обусловливают исторически конкретный способ материального и духовного производства, характер освоения и преобразования человеком природной и социальной действительности. В ее состав входит: психоэкология, урбоэкология, экология народонаселения, природоохранное законодательство и международное сотрудничество по охране биосферы;

Геоэкология. Дать определение.

геоэкология – изучает геоэкосистемы – территориальные единицы, которые контролируются человеком и представляют собой участки ландшафтной сферы. Она решает взаимосвязанные задачи оценки проживания и разнообразной производственной деятельности человека, а также прогнозирование устойчивости природы и ее реакции на различные антропогенные воздействия. В ее состав входит охрана атмосферы, охрана гидросферы, охрана геологической среды, охрана земельных ресурсов, ландшафтная экология;

Техноэкология. Дать определение.

. техноэкология – изучает техноэкосистемы – созданные в результате воздействия на окружающую среду техногенных факторов: экология энергетики, промышленности, агроэкология, экология транспорта, экологическая экспертиза, экология военной деятельности.

Предмет экологии.

Предметом экологии является разнообразие и структура связей между организмами, их группировками и средой обитания, а также состав и закономерности функционирования группировок организмов: популяций, биогеоценозов, биосферы в целом.

Основные понятия экологии. Гомеостаз.

Популяция – совокупность особей одного вида с одинаковым генофондом, которая живет на общей территории в течение многих поколений.

Вид(биологический) – совокупность организмов с родственными морфологическими признаками, которые могут скрещиваться между собой и имеют общий генофонд. Это основная структурная единица в системе живых организмов.

Гомеостаз – состояние внутреннего динамического равновесия природной системы (экосистемы), что поддерживается регулярным обновлением ее основных элементов и вещественно-энергетического состава, а также постоянным функциональным саморегулированием компонентов.

Адаптация. Виды адаптаций.

Адаптация– это приспособление или средства, с помощью которых организм осуществляет взаимодействие со средой для поддержания гомеостаза и обеспечивает непрерывность существования во времени через потомство.

Адаптации могут быть морфологическими, которые выражены в приспособлении строения (формы) организмов к факторам среды, физиологическими – приспособление пищеварительного тракта в состав пищи и экологическими – приспособление поведения животных к температурным условиям, влажности.

Признаки экосистем.

• Эмерджентность – возникновение новых свойств, характеризующих систему, за счет взаимодействия ее отдельных элементов. Качественно новые, эмерджентные свойства экологического уровня нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень. Действительно, отдельные лесные деревья, кусты, травы, грибы, птицы, насекомые, звери имеют свои качественные характеристики, но все вместе они создают новое качество – лес.

• Совокупность – сумма свойств каждой системы, т.е. наличие совокупных свойств (например, рождаемость для популяции – сумма индивидуальной плодовитости особей вида).

• Гетерогенность системы (или принцип многообразия) заключается в том, что система не может состоять из абсолютно идентичных элементов.

Классификация экосистем.

По масштабам экосистемы делятся на микроекосистеми (лужа, пруд), мезоекосистеми (лес, озеро), макроекосистеми (континент, океан). Глобальной экосистемой является биосфера.

По степени трансформации человеческой деятельностью экосистемы делятся на природные, антропогенно-природные и антропогенные.

Биосфера. Дать определение.

биосфера – это глобальная единая система Земли, где существует или когда-либо существовала жизнь и весь основной ход геохимических и энергетических преобразований определяется жизнью. объединение всех живых организмов, находящихся во взаимосвязи с физической средой Земли. С этой точки зрения биосфера является совокупностью экосистем нашей планеты.

Ноосфера. Характеристика.

Ноосфера– это этап развития биосферы, на котором человек, сознательно используя свои знания, будет поддерживать существование биосферы и содействовать ее развитию.

1. Ноосфера – исторически последнее состояние геологической оболочки биосферы, что преобразуется деятельностью человека.

2. Ноосфера – сфера разума и труда.

3. Изменения биосферы обусловлены как сознательной, так подсознательной деятельностью человека.

4. Развитие ноосферы связано с развитием социально-экономических факторов.

Структура биосферы.

Биосфера Земли представляет собой сложную термодинамически открытую систему, которая включает в себя, согласно определению В.И. Вернадского, верхние слои земной коры, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы – тропосферу с организмами, которые их населяют. Естественным образом биосфера распадается на более или менее самостоятельные единицы, которые характеризуются большим замкнутостью круговорота веществ.

Границы биосферы.

Нижняя граница биосферы ограничена температурой подземных вод и горных пород, которая постепенно растет и на глубине 1,5-15 км (гейзеры-материнская порода) уже превышает 100 ºС. Наибольшая глубина, на которой в слоях земной коры найдены бактерии составляет 4 км. В нефтяных месторождениях на глубине 2-2,5 км бактерии обнаруживаются в значительном количестве. В океане – жизнь распространяется в более значительных глубинах и встречается даже на дне океанских впадин (10-11 км от поверхности), где температура около 0 ºС.

Верхняя граница жизни в атмосфере ограничена интенсивной концентрацией ультрафиолетовой радиации. Физическим пределом распространения жизни в атмосфере является озоновый экран, который на высоте 25-30 км поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, хотя основная часть живых существ концентрируется на высоте 1-1,5 км.

Круговорот кислорода.

Кислород является наиболее распространенным элементом на Земле. В морской воде содержится 85,82% кислорода, в атмосферном воздухе 23,15% по весу или 20,93% по объему, а в земной коре 47,2% по весу. Такая концентрация кислорода в атмосфере поддерживается постоянной благодаря процессу фотосинтеза. В этом процессе зеленые растения под действием солнечного света превращают диоксид углерода и воду в углеводы и кислород. Главная масса кислорода находится в связанном состоянии; количество молекулярного кислорода в атмосфере оценивается в 1,5* 10¹⁵ т, что составляет всего лишь 0,01% от общего содержания кислорода в земной коре. В жизни природы кислород имеет исключительное значение.

мощным источником кислорода является, по-видимому, фотохимическое разложение водяного пара в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца. Таким образом, в природе непрерывно совершается круговорот кислорода, поддерживающий постоянство состава атмосферного воздуха.

Круговорот углерода.

Углерод по распространенности на Земле занимает шестнадцатое место среди всех элементов и составляет приблизительно 0,027% массы земной коры. В несвязанном состоянии он встречается в виде алмазов (наибольшие месторождения в Южной Африке и Бразилии) и графита (наибольшие месторождения в ФРГ, Шри-Ланка и Россия). Каменный уголь содержит до 90% углерода. В связанном состоянии углерод входит также в разные горючие ископаемые, в карбонатные минералы, например кальцит и доломит, а также в состав всех биологических веществ. В форме диоксида углерода он входит в состав земной атмосферы, в которой на его долю приходится 0,046% массы.

Углерод имеет исключительное значение для живого вещества (живым веществом в геологии называют совокупность всех организмов, населяющих Землю). Из углерода в биосфере создаются миллионы органических соединений. Углекислота из атмосферы в процессе фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями, ассимилируется и превращается в разнообразные органические соединения растений. Растительные организмы, особенно низшие микроорганизмы, морской фитопланктон, благодаря исключительной скорости размножения, продуцируют в год около 1,5*10¹¹т углерода в виде органической массы. Растения частично поедаются животными (при этом образуются пищевые цепи). В конечном счете, органическая масса в результате дыхания, гниения и горения превращается в углекислый газ или отлагается в виде сапропеля, гумуса, торфа, которые, в свою очередь, дают начало многим другим соединениям – каменным углям, Огромное количество углекислоты законсервировано в виде ископаемых известняков и других пород.

Особенно мощным источником являются вулканы, газы которых состоят главным образом из паров воды и углекислого газа.

Круговорот азота.

При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве нитрифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСО₃, образует нитраты:

2HNО₃ + СаСО₃ = Са(NО₃)₂ + СО₂ + Н₂О.

Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего, происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий - "клубеньков", почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества.

Круговорот фосфора.

Источником фосфора биосферы является главным образом апатит, встречающийся во всех магматических породах. В превращениях фосфора большую роль играет живое вещество. Организмы извлекают фосфор из почв, водных растворов. Усвоение фосфора растениями во многом зависит от кислотности почвы. Фосфор входит в многочисленные соединения в организмах: белки, нуклеиновые кислоты, костная ткань, лецитины, фитин и другие соединения; особенно много фосфора входит в состав костей. Фосфор жизненно необходим животным в процессах обмена веществ для накопления энергии. С гибелью организмов фосфор возвращается в почву и в илы морей. Он концентрируется в виде морских фосфатных конкреций, отложений костей рыб, что создает условия для создания богатых фосфором пород, которые в свою очередь являются источником фосфора в биогенном цикле.

Круговорот серы.

Круговорот серы также тесно связан с живым веществом. Сера в виде SO₂, SO₃, H₂S и элементарной серы выбрасывается вулканами в атмосферу. С другой стороны, в природе в большом количестве известны различные сульфиды металлов: железа, свинца, цинка и др. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участи многочисленных микроорганизмов до сульфатной серы Структура универсальной экологии. - student2.ru почв и водоемов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, - в состав эфирных масел и т.д. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются очень сложными превращениями серы. При разрушении белков при участии микроорганизмов образуется сероводород. Далее сероводород окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисленные промежуточные соединения серы. Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать "вторичные" сульфиды, а сульфатная сера создает гипс. В свою очередь сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.

Литосфера. Характеристика.

Литосфера – это внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору и часть верхней мантии Земли и состоит из осадочных (глина, известняк, сланцы), магматических (гранит, базальт, туф, кальцит, доломит) и метаморфических (кварцит, мрамор, тальк, полевой шпат, слюда) пород.

Почва. Дать определение.

Почва – поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.

Гидросфера. Характеристика.

Гидросфера– это водная сфера нашей планеты, совокупность океанов, морей, вод континентов, ледниковых покровов. Общий объем природных вод составляет около 1,39 млрд. км³ (0,025% всей массы Земли). Воды покрывают 71 % поверхности планеты (361 млн. км²). Однако абсолютное большинство этой колоссальной массы – это горько-соленая морская вода, непригодная для питья и технологического использования. Пресная вода на планете составляет лишь 2 % от ее общего количества, причем 85 % ее сосредоточено в ледниковых щитах Гренландии и Антарктиды, айсбергах и горных ледниках. Лишь около 1 % пресной воды – это реки, пресноводные озера и некоторая часть подземных вод; именно эти источники и используются человечеством для своих нужд.

ОВОС. Цели и задачи.

ОВОС– определение масштабов и уровней воздействий планируемой деятельности на окружающую среду, мероприятий по предотвращению или уменьшению этих воздействий, приемлемости проектных решений с точки зрения безопасности окружающей среды (Государственные строительные нормы Украины "Состав и содержание материалов оценки воздействий на окружающую среду (ОВОС) при проектировании и строительстве предприятий, зданий и сооружений ДБН А.2.2-1-2003")

Целью ОВОС является определение целесообразности и приемлемости планируемой деятельности и обоснование экономических, технических, организационных, санитарных, государственно-правовых и других мероприятий по обеспечению безопасности окружающей среды.

Основными задачами ОВОС являются:

общая характеристика существующего состояния территории района и площадки (трассы) строительства или их вариантов, где планируется осуществить планируемую деятельность;

рассмотрение и оценка экологических, социальных и техногенных факторов, санитарно-эпидемической ситуации конкурентно-возможных альтернатив (в том числе технологических и территориальных) планируемой деятельности и обоснование преимуществ выбранной альтернативы и варианта размещения;

определение перечня возможных экологически опасных воздействий и зон влияний планируемой деятельности на окружающую среду по вариантам размещения (если рекомендуется дальнейшее рассмотрение нескольких);

определение масштабов и уровней воздействий планируемой деятельности на окружающую среду;

прогноз изменений состояния окружающей среды соответственно перечню воздействий;

определение комплекса мероприятий по предупреждению или ограничению опасных воздействий планируемой деятельности на окружающую среду, необходимых для соблюдения требований природоохранного и санитарного законодательств и других законодательных и нормативных документов, которые касаются безопасности окружающей среды;

определение приемлемости ожидаемых остаточных воздействий на окружающую среду, которые могут иметь место при условии реализации всех предусмотренных мероприятий;

составление Заявления об экологических последствиях деятельности.

Экология. Дать определение.

Структура универсальной экологии.