Экономика и экология (стр. 3 )

Тема 1. История развития взаимоотношений человека

и окружающей среды. Экологические катастрофы в прошлом, настоящем и будущем Земли

Этапы развития жизни на Земле. Сравнительная геохронологическая таблица. Человек умелый, человек прямостоячий, человек разумный – его отношение с окружающей средой. Четыре оледенения четвертичного периода (гюнц, миндель, рисс, вюрм) и их влияние на становление разумной деятельности человека. Орудия охоты. Кризис охоты и собирательства. Этапы развития земледелия. Явление синантропности: причины возникновения и последствия для человека и природы. Неолитическое развитие «промышленности» - ткачество, освоение производства металлов, производство керамики и т. д.

Причины перехода от присваивающего типа хозяйственной деятельности к производящей. Осваивание человечеством искусства поливного земледелия (ирригации) в засушливых районах. История древнейших земледельческих цивилизаций (Китай, Индия, Месопотамия, Египет): предпосылки зарождения, расцвет, причины гибели. Одомашнивание скота. Стойловое и отгонное содержание скота. Основные скотоводческие центры мира. Экологические проблемы, вызванные становлением и развитием производящего хозяйства.

Эпоха Великих географических открытий, изменившаяся картина мира. Трансформация наук о Земле и окружающей природной среде. Составление первых систематизаторов живых организмов. Распространение европейского мировоззрения на отрываемые земли. Экологические последствия столкновения Старого и Нового света. Философские взгляды Фрэнсиса Бэкона на взаимоотношения человека и природной среды: повелевать, потреблять, переделывать по своему усмотрению. Последствия хищнического обращения с природой.

Развитие особого отношения к природе в западном и восточном традиционных обществах. Восточная традиция обожествляет природу и поклоняется ей в восхищении. Западная традиция – потреблением, стремление забрать как можно больше богатств у природы. семинаров анализ религиозных различий, традиционного воспитания и образа жизни людей на Западе и на Востоке.

Век просвещения, идеи креационизма, трансформизма, натурфилософии. Самобытность естественнонаучных идей Ж. , И. Канта, . В. Гете - 12-ти томное издание его научных сочинений, создание новой науки «морфологии» - «науки об образовании и преобразовании органических тел». Прорыв во взглядах на окружающую среду в XIX в. Дарвина и А. Гумбольдта. Возрастающая роль естественников США (Дж. Марш) и России (, ). Открытия и Лисянского, и .

Экологические кризисы и критерии определения их масштабности: 1) затронутость всех экосистем планеты; 2) изменение и нарушение балансов веществ в планетарном масштабе. Химический кризис, связанный с наступлением точки Кюри (концентрация кислорода составляла 0,001 от современной) – итог: массовая гибель прокариот и появление эукариот. Формирование озонового экрана в атмосфере и выход живых организмов из морей на сушу. Эпоха рептилий и их смена теплокровными. Влияние деятельности человека на окружающую среду. Кризис собирательства и примитивного промысла. Кризис «консументтов» - оскудение охотничьих ресурсов, исчезновение мамонтовой фауны. Кризис поливного земледелия – ощутимый удар по аридным (засушливым) регионам мира. Развитие вторичного засоления почв и обширной эрозии земель. Кризис продуцентов – массовое сведение лесов для пастбищ, топлива, строительства и других нужд. Локальное и региональное нарушение природных экосистем.

Экологический кризис в связи с промышленной и научно-технической революцией. Преобразование количества накопленных знаний в качество их использования. Качественное изменение технологий. Сокращение времени, необходимого от научного изобретения до его внедрения в жизнь.

Современное видение экологических проблем: «Если бы все население мира обладало производительностью труда швейцарцев, потребительскими привычками китайцев, врожденным стремлением к равенству шведов и общественной дисциплиной японцев, то планета смогла бы обеспечить достаточный уровень жизни при намного большей численности населения…. Однако если производительность везде будет такой же, как в Чаде, а стандарты потребления, как в Индии, и общественная дисциплина, как в Аргентине, трудно будет выдержать и при современной численности населения» - Лестер Тероу (профессор Массачусетского технологического института).

Влияние научно-технической революции на современные темпы освоения природы. Новые технологии добычи и переработки сырья. Новые технологии в системе очистных сооружений; технология рекуперации промышленных отходов. Экологические опасности, скрывающиеся в современных технологиях. Устоит ли человечество перед соблазном применения новых, но опасных, технологий. Сценарии возможных экологических проблем будущего.

Вопросы для самоконтроля

1.  Как происходило физическое, социальное и интеллектуальное развитие от человека умелого до человека разумного? Что можно назвать основным стимулирующим механизмом этого процесса?

2. Какую роль сыграл процесс развития синантропности в изменении образа жизни людей? Улучшило ли это быт людей?

3. Каково было отношение людей к природе в местах развития великих речных цивилизаций? Существовали ли экологические проблемы в этих местах?

4. Назовите положительные и отрицательные стороны развития орошаемого земледелия. Послужило ли оно толчком к развитию общественных отношений и изменило ли отношение к природе?

5. Как в Древней Греции в связи с культом антропоцентризма изменилось отношение к природе?

6. Попробуйте истолковать многобожие Древней Греции с экологической точки зрения. Насколько его можно считать олицетворением отношения к природе?

7.  Как проходило становление естественнонаучных взглядов в XVIII – XIX веках? Влияние этих взглядов на изменчивость организмов, их эволюцию, искусственный отбор.

8. Какую роль сыграло бурное развитие естественных наук для общества в целом?

9. На пороге каких возможных экологических катастроф человечество находится в настоящее время? Назовите возможные механизмы и шаги по их предотвращению.

Тема 2. Задачи, правила и законы экологии.

Этапы развития науки:

I этап – до 60-ых годов XIX века, накопление данных о живых организмах и их связях с окружающей природной средой. Опыт первых обобщений и заключений. Модели («Философия зоологии» 1809) и Т. Мальтуса (работы о народонаселении и экономических последствиях перенаселенности), предупреждающие о негативных последствиях воздействия человека на природу. Появление элементов экологического подхода среди русских исследователей , . Труды («О слоях земных» и многие другие). Работы («Естественная история» в 44 томах).

II этап – вторая половина XIX века. Выделение экологии в самостоятельную область знаний. Работы и . Биологические наблюдения Э. Геккеля, сформулированные в его капитальном труде «Всеобщая морфология организмов» (1866):

«Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология – это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Ч, Дарвин назвал «условиями, порождающими борьбу за существование».

Формулировка экологии как раздела биологической науки.

III этап – 50-е годы ХХ века. Преобразование экологии в комплексную науку и формирование основных задач экологии:

1) исследование закономерностей организации живого;

2) создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов;

3) разработка мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами;

4) регуляция численности живых организмов;

5) разработка общей теории устойчивости систем;

6) моделирование состояний экосистем и глобальных биосферных процессов, прогноз изменения природной среды.

Формы воздействия человека на окружающую природную среду:

1)  изменение структуры земной поверхности: сведение лесов, распашка ландшафтов, осушение, искусственное орошение (ирригация), рекультивация, добыча полезных ископаемых, отчуждение земель под городскую и транспортную застройку, создание искусственных водоемов и др.;

2)  изменение химического состава окружающей среды, круговоротов и балансов веществ: структура и функционирование природных круговоротов; трофическая цепь; замкнутость природных круговоротов, отсутствие «мусора» и отходов в природной среде, отходы одних – пища или строительный материал для других; разомкнутость антропогенных «круговоротов», образование отходов на каждом этапе промышленного производства или любого антропогенного цикла; утилизация отходов, переход к малоотходным и безотходным технологиям, технологии рекуперации промышленных отходов;

3)  изменение энергетического (теплового) баланса на локальном, региональном и глобальном уровнях. Отепляющий эффект промышленных производств и транспорта в крупных городах, промышленных регионах. Изменение характеристик погоды и климата над промышленно развитыми районами в пределах различных континентов. Изменение глобальных круговоротов веществ и энергии в экосистемах, нарушение энергетического и теплового балансов в системе океан-атмосфера, возникновение явления Эль-Ниньо в Тихом океане и атлантического колебания между Северной Америкой и Европой;

4)  изменение состава биоты: теория катастроф и трансформация форм живых организмов Ж. Кювье; значение явления синантропности и его последствия для окружающей среды; совершенствование и изобретение новых видов оружия; освоение европейцами новых континентов и их природных богатств; катастрофизм плантационного хозяйства в Африке; экологические проблемы Австралии в связи с ее освоением европейцами.

Основные уровни организации жизни, изучаемые экологией:

Аутоэкология – взаимодействие организма со средой своего обитания;

Демэкология – взаимодействие между небольшими группами организмов и средой обитания;

Синэкология – комплексное изучение групп организмов, поддерживающих стабильность природных систем во времени.

Человек в окружающей среде: зависимость от постоянства газового состава атмосферы, набора усвояемых с пищей питательных веществ, температуры окружающей среды, освещенности и т. д.

Правила экологии:

изменение хотя бы одного из факторов среды вызывает функциональные, структурные, качественные и количественные изменения всех систем;

накопление слабых внешних воздействий может привести к непредсказуемым динамическим процессам;

величины минимума и максимума воздействия определяют величину толерантности организма по отношению к этому воздействию;

абсолютно изолированное развитие невозможно, все системы всегда используют возможности окружающей среды;

система всегда стремится к комфортному состоянию и уходит от раздражающего фактора;

явление, удаленное во времени и пространстве, кажется менее существенным;

экологическая ниша всегда заполняется;

при эксплуатации природных систем нельзя переходить предел их саморегуляции;

техническое управление природными системами не способно учесть все нюансы и чревато неблагоприятными цепными реакциями.

Компоненты окружающей природной среды с экологической точки зрения: естественные, техногенные, социальные. Экологическая культура, мораль, эстетика.

Значение экологического просвещения и образования. Суть экологических проблем по Б. Коммонеру (1973): «поиски истоков любой проблемы, связанной с окружающей средой, приводят к неоспоримой истине, что коренная причина кризиса заключена не в том, как люди взаимодействуют с природой, а в том, как они взаимодействуют друг с другом … и что, наконец, миру между людьми и природой должен предшествовать мир между людьми». Понимание грани экологической катастрофы.

Популяризация экологических знаний. Законы экологии, сформулированные Барри Коммонером.

«Все связано со всем»: экосистемные взаимосвязи; явление эвтрофикации водоемов; использование ДДТ и последствия для экосистем; экологическая катастрофа австралийского кораллового рифа; взаимосвязь экологических и экономических проблем. Выводы.

«Все должно куда-то деваться»: значение микро - и макроэлементов в природной среде и питании живых организмов; выделение природных ядов в телах живых организмов и их трансформация и распад после их смерти; антропогенные «яды» - композитные материалы – накопление их в окружающей среде, включенность их во все круговороты веществ.

«Природа знает лучше»: любое преобразование окружающей природной среды лишь вначале дает ожидаемый эффект, позднее, наступают последствия, которые с лихвой перекрывают всю сумму ожидаемых положительных достижений; развитие бионики – раздела кибернетики, рассматривающего применение принципов действия живых систем и использования биологических процессов для решения технических задач.

«Ничто не дается даром»: смена экологической парадигмы; возникновение новых функций и органов у живых организмов и плата за них; шаги эволюции: прокариоты и их замена более приспособленными эукариотами, колониальные формы и многоклеточность и плата за это, смена холоднокровных теплокровными на экологической арене – причина и плата за новые механизмы приспособления; появление человека – развитие физическое, интеллектуальное и социальное, плата за новые, все более сложные механизмы прямой и обратной связи. Возможное будущее человечества – полная физическая и интеллектуальная деградация.

Законы экологии в трактовке . Альтернативные модели развития человечества и окружающей его природной среды. Сценарии футурологов и роль в них человека.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое экология и что является предметом ее изучения?

2. Перечислите основные этапы становления экологии как науки.

3. Какова роль отечественных ученых в становлении и развитии экологических идей?

4. Что общего и в чем различия между тремя структурными уровнями организации жизни, изучаемыми экологией?

5. Как, в Вашем понимании, связаны индивидуальная и общественная экологическая культура?

6. Прокомментируйте задачи экологии. Какие изменения в связи с достижениями научно-технического прогресса должны появиться в числе новых задач?

7. Перечислите, с комментариями, правила экологии. Постарайтесь приводить примеры из различных областей жизнедеятельности.

8. Назовите законы экологии, сформулированные Барри Коммонером.

9. Перечислите законы экологии, сформулированные .

Тема 3. Взаимодействие живых организмов

с окружающей средой и между собой

Уровни биологической организации и экология: ген, клетка, организм, популяция, сообщество. Теория эволюционного развития органического мира Ч. Дарвина, естественный и искусственный отбор. Биотические и абиотические компоненты природной среды. Формирование биосистем. Проявление свойства эмерджентности – наличие у системного целого свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также суммы других элементов.

Популяция: определение, признаки, свойства популяций. Формирование экотипа. Биоценоз: определение, формирование, развитие, функционирование. Развитие биотопа. Формулировка акад. понятия биогеоценоз: структура и схема функционирования биогеоценоза. Трофические (пищевые) взаимоотношения организмов: автотрофные организмы; гетеротрофные организмы, сапрофиты, паразиты. Функционирование природной трофической цепи: продуценты, консументы 1, 2, 3-го порядка, редуценты (деструкторы).

Развитие организма как живой целостной системы. Гомеостаз – самовозобновление и поддержание постоянства внутренней среды организма. Адаптационные механизмы. Протекание химических реакций в процессе метаболизма (обмена веществ): дыхание, фотосинтез и др. онтогенез – совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований организма за весь период его жизни: размножение, дифференциация тканей, рост, развитие, старение, умирание.

Среды обитания живых организмов: водная, наземно-воздушная, почвенная. Функции живого вещества: энергетическая, деструктивная, концентрационная, средообразующая.

Накопление и передача информации в экосистеме. Роль экологических факторов – поступающих к организму сигналов. Режим функционирования живых организмов под воздействием экологических факторов (происхождение, качество, количество, время воздействия). Общая классификация экологических факторов: абиотические (физические, химические, эдафические) и биотические, природные и антропогенные. Абиотические факторы:

- солнечная активность: солнечная постоянная, общий приход радиации, альбедо, циркадные ритмы, ритмика природных и социальных явлений и их сопоставление с числами Вольфа;

- влажность воздуха: абсолютная, относительная, максимальное насыщение, дефицит влажности;

-  атмосферные осадки: виды осадков, зоны земного шара по обеспеченности влагой;

-  движение воздушных масс: циклоны, антициклоны, муссоны, пассаты, аномальные явления;

-  атмосферное давление: постоянные области давления на Земле, суточные и сезонные колебания;

-  почвенный покров: строение и состав почвенного профиля, роль гумуса, поглотительная способность почв;

-  геоморфология: понятие о микро-, мезо - и макрорельефе, экспозиция и крутизна склона, высотная поясность;

-  водная среда: подвижность, плотность, температурная стратификация, прозрачность, соленость, газовый состав, эвтрофирование пресноводных водоемов.

Биотические факторы. Межвидовые отношения живых организмов между собой: гомотипические и гетеротипические (хищничество, паразитизм, комменсализм, форезия, мутуализм, конкуренция, синойкия, протокооперация, нейтрализм). Почвенная биологическая миграция: педобионты, биологическая активность почв. Антропогенные факторы: загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов, добыча биологических ресурсов и полезных ископаемых и др.

Адаптация живых организмов к условиям окружающей среды. Изменчивость, наследственность и естественный отбор. Постоянно действующие периодические факторы: первичные (всегда существовавшие на Земле), вторичные (следствие изменения первичных – влажность, температура, пища). Непериодические факторы среды – могут вызывать болезни, нарушения в системах, мутации и даже смерть.

Либиха. Закон минимума, его справедливость для всех живых организмов. Лимитирующие экологические факторы. Закон независимости факторов : условия жизни равнозначны, ни один из факторов не может быть заменен другим.

Толерантность живых организмов. Закон толерантности (лимитирующего фактора) В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяются недостатком (качественным или количественным), или, наоборот, избытком любого из ряда факторов. Понятие о предельно допустимой концентрации. Организмы стенобионтные и эврибионтные. Сравнение относительных пределов толерантности различных организмов.

Биогенные вещества как экологические факторы. Биогенные макроэлементы – вещества, необходимые организмам в большом количестве (азот, фосфор, калий, кальций, магний и др.). Биогенные микроэлементы – для организмов они нужны в небольшом количестве, но могут выступать в роли лимитирующих факторов (магний, железо, хлор, цинк, ванадий, молибден, вор, кобальт, селен, йод и др.).

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое среда обитания? Какие среды заселены живыми организмами? Что такое экологические факторы?

2. Дайте обобщенную характеристику абиотическим факторам. Приведите примеры.

3. Что понимается под биотическими факторами среды? Приведите примеры влияния биотических факторов на живые и косные системы.

4. Что понимается под влиянием жизнедеятельности одних организмов на другие? Приведите примеры различных влияний такого рода.

5. Как Вы понимаете процесс адаптации организмов к условиям окружающей среды? Приведите примеры различных видов адаптации.

6. Как Вы понимаете суть законов Ю. Либиха и В. Шелфорда?

7. Что понимается под диапазоном толерантности организма? Как влияет, например, температура на жизни растений и животных?

8. Как влияет солнечная ритмика на биотические процессы? Как называются эти ритмы у животных и растений?

8. Как называются экологические группы биоты в зависимости от способа адаптации их к влажности среды? Назовите основные экологические факторы водной среды.

9. Приведите примеры влияния на живые организмы физических и химических факторов воздушной среды.

10. Что такое эдафические факторы? Назовите экологические факторы почв.

11. Что понимается под ресурсами живых существ? Классифицируйте их экологическое значение.

12. В чем суть экологической стратегии выживания?

13. В чем причина таких стихийных экологических бедствий, как «нашествие» саранчи?

14. Что понимается под биоразнообразием?

15. Почему дифференциация экологических ниш ведет к снижению конкуренции?

Тема 4. Динамика экосистем

Ареалы распространения живых организмов. Определение экологической ниши организма. Три правила формирования экологической ниши организма. Ареалы распространения человека и его фундаментальная экологическая ниша. Экологические формы живых организмов в почве, водной среде, древесине и т. д. Популяции и стации их обитания. Понятие об экосистеме (биогеоценозе). Структура экосистемы. Энергетика и продукция экосистемы: образование первичного органического вещества, трофическая цепь и сеть, приход и расход энергии в экосистеме, биологическая продуктивность экосистем.

Гомеостаз системы – подвижное равновесие. Механизмы обратных связей в экосистеме. Прямые и обратные, положительные и отрицательные связи в биоценозе. Процесс формирования гомеостатического плато в экосистеме.

Сукцессии в экосистеме. Закон сукцессионного замещения. Восстановительные (демутационные), циклические, климаксные сукцессии. Значение сцепленных факторов в сукцессии биологических видов. Закон последовательного прохождения фаз развития (по )

Динамика популяций и ее связь с сукцессией. Количественные оценки популяций: текущая численность и плотность популяции. Баланс популяции – соотношение рождаемости и смертности. Общий закон управления для природных экосистем.

Популяции. Статические показатели популяций – состояние популяций на данный момент времени. Плотность, структурные показатели (соотношение полов, размеры особей, их возраст). Территориальное поведение организмов. Толерантность популяций к воздействующим факторам окружающей среды. Динамические показатели популяций. Рождаемость (скорость рождаемости, продукция), смертность, миграции. Продолжительность жизни: физиологическая, максимальная. Динамические и статические таблицы выживания. Виды кривых выживания. Динамика роста численности популяций. Экспоненциальный рост численности. Логистическая модель роста численности. Биологическая емкость среды. Интродуцирование новых видов организмов в другую среду обитания.

Экологические стратегии выживания. Виоленты (силовики), патиенты (выживают в неблагоприятных условиях), эксплеренты (наполняющие виды). К-стратегия или К-отбор, r-стратегия или r-отбор. Механизмы саморегуляции живых организмов. Фенотипы. Стресс-реакции. Генотипические причины саморегуляции популяций.

Биотические сообщества. Биоценоз: его формирование, определение, развитие, стрессовые факторы, выживание. Видовая структура биоценоза. Видовое разнообразие. Количественное соотношение числа видов между собой. Виды-доминанты и эдификаторы. «Второстепенные» виды. Обилие вида. Степень доминирования. Консорции – структурные объединения. Формирование экотонов и причины возникновения краевого эффекта.

Пространственная структура биоценоза. Ярусность; мозаичность. Понятие об экологической нише организма. Модель экологической ниши (). Фундаментальная и реализованная экологическая ниша. Принцип конкурентного исключения (принцип Гаузе).

Устойчивость (гомеостаз) биоценозов зависят от: изменений в структуре сообществ, динамики видового разнообразия, изменений в трофической цепи, регуляции биоценоза и др.

Вопросы для самоконтроля

1. Какое место занимает частная популяция в биоте Земли?

2. Чем отличаются различные популяции?

3. О чем говорят динамические показатели популяций?

4. Почему рост популяций возможет то по экспоненте, то по логистической кривой? Что способно ограничить этот рост?

5. Как можно объяснить экологическую стратегию выживания?

6. Классифицируйте экологические факторы, отвечающие за регуляцию плотности популяции.

7. Предложите причины, способные вызвать саморегуляцию численности популяции.

8. Каковы отрицательные и положительные стороны возможного пересечения ареала обитания видов?

9. Что такое экотон и в чем причины краевого эффекта?

10. Что такое экологическая ниша организма? В чем причина борьбы за экологическую нишу?

11. Снижается ли напряженность конкурентной борьбы при дифференциации экологических ниш?

12. Как соотносятся экосистема и биоценоз?

13. Что такое трофическая цепь? Каково ее экологическое значение?

14. В чем состоит экологическая преемственность продуцентов и деструкторов?

15. Что такое продуктивность и уровни продуцирования экосистем?

16. Объясните экологические значение сукцессионного процесса и причин его возникновения.

17. Проанализируйте причины и суть климаксной фазы развития сообщества

18. Что отражают статические показатели популяций, а что динамические?

Часть II. Экологические проблемы компонентов природной среды

Тема 5. Экологические проблемы атмосферы и пути их решения

Характеристика основных атмосферных слоев: мощность, температура воздуха, химический состав, скорость ветров, физические процессы. Значение озонового экрана и зарождение жизни на Земле. Химизм озонового слоя атмосферы. Отрицательные воздействия на озоновый слой: стратосферная авиация и окислы азота, ядерное облако, влажная атмосфера, фреоны. Роль озонового экрана и его влияние на климат. Колебания количества озона, изучение этих процессов спутниками, моделирование и прогнозы. Суть явления «озоновая дыра»: физический смысл, причины возникновения, периодичность возникновения. Прогнозы существования озона в атмосфере.

Характеристика природных процессов в атмосфере: поглощение и рассеивание солнечной радиации; циркуляция водяного пара из-за испарения и в результате транспирации растений; циркуляция воды; взаимодействие теплового режима с влагооборотом; формирование электрического поля в высоких слоях атмосферы; образование аэроионов и фитанцидов в лесных массивах и у водопадов; удержание естественных аэрозольных примесей (почвенные частицы, вода, пыльца, споры, бактерии, космическая пыль); возникновение упругих волн в атмосфере и формирование атмосферно-оптических явлений.

Естественные загрязнители атмосферы: вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, цветение растений, задымление от стихийных пожаров и т. п.

Антропогенные процессы в атмосфере: нарушение природного баланса кислорода и углекислого газа; выбросы загрязняющих газов при работе промышленности; аэрозольное загрязнение (влияние промышленности и городской среды); загрязнение от автотранспорта; воздействие авиации и космических аппаратов на ионосферу и магнитосферу; загрязнение при сжигании топлива; загрязнения в сельскохозяйственных районах.

Активизация проявления стихийных процессов в атмосфере. Роль антропогенного фактора в изменении климата. Явление региональных изменений климата: тепловые антропогенные выбросы; орошаемые земли в пустынных районах; запыление атмосферы из-за вырубки лесов; замедление газообмена между океаном и атмосферой из-за нефтяных и других загрязнений.

Экологические последствия загрязнения атмосферы: немедленного проявления и отсроченного. Формирование смогов по лондонскому и лос-анджелесскому типам. Выхлопы от автотранспорта и особенности формирования городской атмосферы. Причины и процесс формирования кислотных дождей, последствия их деятельности, методы контроля. Проявление «парникового эффекта».

Основные направления защиты атмосферного воздуха: экологизация технологических процессов, безотходное и малоотходное производство, поиск альтернативных видов топлива, очистка газовых выбросов от вредных примесей, рассеивание газовых выбросов в атмосфере, устройство санитарно-защитных зон.

Вопросы для самоконтроля

1. Где располагается озоновый экран? Каково его значение для живых существ?

2. Какие физические и химические воздействия способны разрушать озоновый слой? Можно ли этого избежать?

3. Какова роль международного сотрудничества в охране озонового слоя? Приведите примеры.

4. Какую роль выполняет растительность и водная среда в формировании особенностей локальной атмосферы? Как их деятельность соотносится с глобальным составом атмосферы? Приведите примеры глобального влияния лесов и океана на состав атмосферы.

5. Каково соотношение природного и антропогенного вкладов в загрязнение атмосферы? Какие природные факторы вносят наиболее существенный вклад в загрязнение атмосферы? Приведите примеры из исторического прошлого.

6. Влияют ли летательные аппараты на состав и физические свойства верхних слоев атмосферы? Является ли это воздействие вредным для жизни на поверхности планеты? Почему?

7. Существуют ли современные технологии защиты атмосферы при запуске летательных аппаратов? Приведите примеры.

8. Что такое смог? Физический и химический процесс его формирования. В чем состоит отличие смогов по лондонскому и лос-анджелесскому типу? Какие меры принимают в крупных городах для защиты от смогов?

9.  В чем заключается суть парникового эффекта и что способно его вызвать?

Тема 6. Экологические проблемы гидросферы и пути их решения

Строение и состав гидросферы: воды пресные и соленые, воды суши и Мировой океан, наземные и подземные воды.

Природные процессы в гидросфере: накопление, сохранение и динамика вод на Земле. Гидросфера, круговорот воды и водный баланс. Круговороты воды: геокосмический, атмосферно-океанический, атмосферно-континентально-океанический, атмосферно-литосферно-биосферно-океанический.

Скорости и интенсивность влагооборота в пределах разных зон земного шара. Понятие о водном балансе Земли. Объем и относительное количество свободных вод в гидросфере. Содержание воды в атмосфере.

Характеристика поверхностных вод: Мировой океан и его влияние на формирование климата Земли, ледники, озерные воды, воды болот, речные воды. Экологическое значение различных видов вод. Подземные воды: общая характеристика, почвенная влага, виды подземных вод.

Общие запасы пресных вод на Земле. Сток и водообеспеченность различных регионов мира.

Аномальные явления в гидросфере, зарождение штормов и ураганов, моретрясения, цунами, явление Эль-Ниньо.

Антропогенные процессы в гидросфере. Экологические последствия строительства водохранилищ, их влияние на гидрологический режим вод и роль в осадконакоплении, береговые процессы. Основные загрязнители гидросферы: химические соединения, тяжелые металлы, нефть и нефтепродукты, пестициды, СПАВ и т. д. Основные виды загрязнений: химическое, бактериальное, механическое, тепловое.

Промышленные сточные воды, санитарные условия спуска сточных вод, влияние на чистоту природных вод. Сельскохозяйственные стоки: загрязнение пестицидами, взвешенными частицами, органическими элементами. Коммунально-бытовые стоки: детергенты, органические вещества, синтетические поверхностно-активные вещества. Лесосплав.

Последствия загрязнения пресноводных экосистем: изменение трофического состояния (эвтрофирование), сукцессионные процессы, изменение физических, химических, гидробиологических, гидрооптических характеристик.

Последствия загрязнения морских экосистем: изменение устойчивости, эвтрофикация, «красные приливы», интоксикация и мутация гидробионтов, снижение продуктивности, загрязнение прибрежных зон.

Потенциал самоочищения водной среды. Истощение вод: сокращение запасов, уменьшение стока. Последствия истощения вод для крупных городских агломераций. Экологическая катастрофа Аральского, Каспийского и других морей.

Защита поверхностных вод от загрязнения: внедрение водооборотных технологий на производстве, полная очистка сточных вод, обеззараживание и очистка вод. Механическая очистка сточных вод: процеживание, отстаивание и фильтрация. Физико-химическая очистка: коагуляция, сорбция, флотация. Биохимическая очистка на фильтрационных пунктах и в биологических прудах, а также искусственные методы (аэротенки, метатенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

Современные технологии очистки сточных вод: электрохимический, мембранный, магнитная обработка, радиационная очистка, озонирование, внедрение селективных типов сорбентов и избирательного выделения полезных компонентов из суточных вод для вторичного использования и т. д.

Мероприятия по охране природных вод: рациональное использование, гидротехнические мероприятия, агролесомелиорация, соблюдение норм и сроков внесения удобрений на поля, установление соблюдения ПДК загрязняющих веществ, очаговая обработка пестицидами со строгим соблюдение норм и сроков внесения, замена ядохимикатов биологическими методами защиты растений, установление водоохранных зон. Бассейновое соглашение.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие составные части включает в себя Мировой океан? Как они взаимосвязаны?

2. Какие виды круговоротов воды Вам известны?

3. Из чего складывается «водный паек» планеты? Что такое водный баланс? Что способно его нарушить?

4. Какие отношения связывают Мировой океан с атмосферой? Что может препятствовать этим контактам? Как с этим бороться?

5. Какие природные и антропогенные загрязнители гидросферы Вам известны? Существует ли реальная возможность уменьшения нагрузки на гидросферы?

6. Что такое эвтрофирование водоемов? Что вызывает процесс эвтрофирования? Можно ли предотвратить или остановить этот процесс?

7. В чем состоит суть явления «красных приливов»? Опасно ли это явление для береговых и водных экосистем? Почему? Какие методы борьбы с ними существуют?

8. Какие современные методы очистки сточных вод Вам известны? Какие из них являются наиболее эффективными?

9. Какую роль играет растительность вообще и береговая растительность в частности в формировании стока и водности объектов среды? Примеры последствий вырубки лесов.

10.  Как связаны сельскохозяйственные технологии с загрязнением природных водных объектов? Что можно предпринять для предотвращения загрязнения водных объектов сельскохозяйственными стоками?

11.  Что такое истощение вод? Каковы экологические последствия этого явления?

12.  Опыт международного сотрудничества в охране водоемов и их водосборных бассейнов. Примеры положительных последствий такой деятельности.

Тема 7. Экологические проблемы литосферы и пути их решения

Общее представление о строении земной коры. Состав литосферы. Глобальные ритмы литосферной активности. Понятие о рельефе.

Экзогенные и эндогенные источники энергии процессов, возникающих в литосфере.

Природные процессы в литосфере: седиментация (осадконакопление), эпейрогенические движения земной коры, орогенические движения; выветривание, денудация, эоловые процессы (дефляция, аккумуляция), эрозия, нивация, образование моренных гряд, оползни, сели.