Файл: Лекции.docx

---

Тема: Наука экология. Цель и задачи дисциплины

1. Предмет экологии, цели и задачи изучения дисциплины

Термин «экология» был введён в 1866 г. немецким биологом Эрнестом Геккелем. Экология (от др.греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука), по Геккелю — наука о взаимоотношении живых организмов между собой и окружающей средой.

Экология изучает две основные фундаментальные закономерности: поток энергии и циркуляция химических элементов. Геккель понимал экологию в узком смысле, как часть зоологии. Постепенно экологические закономерности стали относить к совокупности живых организмов, видов, популяций, многовидовым сообществам и живой природе в целом.

Экология в дальнейшем приобрела статус науки по организации и функционированию надорганизменных биологических систем различного уровня, в том числе популяций, видов, сообществ и биосферы.

Основными предметами изучения экологии являются:

• Организация и распределение сообществ живых организмов в экосистемах;

• Изучения динамики популяций;

• Изучение факторов выживаемости и биопродуктивности;

• Изучение потоков веществ и энергии экосистем с участием живых организмов.

Цель современной экологии — определение основных законов функционирования биологических систем различного уровня во взаимосвязи с окружающей средой и умение их использовать для устойчивого развития цивилизации путём управления природными и антропогенными системами, человеческим обществом и биосферы.

Основные задачи экологии:

1. Разработка научных основ использования ресурсов Земли, прогнозов изменения природы в результате антропогенного воздействия;

2. Изучение научных основ регулирования численности живых организмов;

3. Разработка системы мероприятий, обеспечивающих сохранение биосферы;

4. Экологический мониторинг;

5. Исследование организации жизни.

В первой половине XX-ого века термин «экология» употреблялся весьма ограниченно, так как наука не выходила за рамки биологических исследований, но с 50-х гг. прошлого столетия появились первые признаки неблагоприятного воздействия человека на окружающую среду.

Экология изнутри биологических дисциплин превращается в самостоятельную науку, которая связывает естественные, технические и гуманитарные направления.

2. Современное состояние окружающей среды

Современная эпоха характеризуется резким обострением противоречий между техносферой и окружающей средой, между имеющимся промышленным потенциалом и возможностями безопасного эффективного использования. Огромные выбросы тепла от сжигания различных видов топлива приводят к глобальному таянию льдов, аномальному распределению осадков, наводнениям, засухам и глобальным изменениям в окружающей среде.

По данным, 58% населения России проживают в условиях высокого и очень высокого загрязнения. Согласно Мировому экологическому рейтингу, Россия занимает 32-ое место.

---

3. Структура современной экологии

   1. Общая экология

Аутоэкология

Аутоэкология изучает взаимодействие отдельных организмов между собой и со средой.

Демэкология

Демэкология изучает взаимодействие популяций одного вида; динамику численности внутри эволюционной группировки.

Синэкология

Синэкология изучает взаимодействие популяций разных видов. Популяции разных видов образуют системы более высокого уровня — экосистемы.

2. Прикладная экология

Развитие техники, технологии и научно-технический прогресс привёл к ряду факторов, отрицательно влияющих на окружающую среду, и появилось направление прикладная экология, связанное с различными отраслями деятельности.

3. Экология человека

4. Социальная экология

5. Глобальная экология

1. Методы, законы и подходы в экологии

2. Концепция устойчивого развития

---

Тема: Основы антропогенной экологии

1. Источники и масштабы техногенного и химического загрязнения окружающей среды

Промышленные (топливно-энергетические, деревоперерабатывающие, химические, металлургические и так далее) предприятия и транспорт являются основными источниками химического загрязнения. Так, среднегодовой выброс химических веществ от сжигания различных видов топлива составляет 250 миллионов тонн газов и аэрозолей только в России и около одного триллиона тонн в мире. Этот объём в тысячи раз превышает объём вулканических выбросов.

Кроме того, огромная часть химических веществ, созданных человеком, обладает, в отличие от естественных выбросов, мутагенным и канцерогенным действием. По данным Американского Регистра химических веществ (CAS Registry), около 103 миллионов химических веществ, из них около 150 тысяч используются в промышленных масштабах.

В мире на полях рассеивается свыше 500 миллионов тонн пестицидов, удобрений. В водоёмы сбрасывается около 32 миллиардов м³ неочищенных сточных вод. Ежегодно становятся непригодными для земледелия 6-7 миллионов гектаров почвы.

1. Вклады промышленных предприятий и транспорта в загрязнение окружающей среды

В результате работы промышленных предприятий и транспорта выбрасываются десятки тысяч вредных веществ, таких как:

• Оксид углерода ( );

• Оксиды азота ( );

• Формальдегид ( );

• Бензол ( );

• Фенол ( ).

Наибольший вклад в загрязнение воздуха вносят такие отрасли как теплоэнергетика, чёрная и цветная металлургия и нефтедобыча.

Наибольший вклад в загрязнение водных объектов вносят деревообрабатывающая промышленность, теплоэнергетика и машиностроение.

2. Экологическая ситуация в Брянской области

Наиболее неблагоприятными по загрязнению районами Брянской области являются г. Фокино, Дятьковский район, г. Брянск и г. Клинцы.

В области находится 1 300 предприятий; в год выбрасывается около 30 тысяч тонн отходов.

6. Источники и масштабы радиоактивного загрязнения окружающей среды

Потенциальным источником радиационного загрязнения окружающей среды в настоящее время являются атомные электростанции. В настоящее время в мире эксплуатируется около 140 АЭС — то есть около 450 атомных блоков. В России в настоящее время функционирует десять атомных электростанций. С 1966 по 1988 гг. в СССР было произведено 184 ядерных взрыва.

В 1957 г. Произошла авария в Челябинске. Стало загрязнено 23 000 км² (Восточно-уральский радиоактивный след).

1979 г. — авария на АЭС в Америке.

1986 г. — авария на Чернобыльской АЭС.

1. Экологическая ситуация в Брянской области

1. Влияние ксенобиотиков на организм человека

---

Тема: Учение о биосфере и её эволюции

1. Понятие биосферы

Биосфера — совокупность частей земных оболочек (атмо-, лито- и гидросферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Биосфера возникла около четырёх миллиардов лет назад и представляет собой взаимодействие биотических и абиотических факторов.

Биосфера является глобальной экосистемой, имеет определённые границы, зависящие от уровня распространения живого вещества.

Термин «биосфера» ввёл биолог Э. Зюсс, однако создание развёрнутого учёного о биосфере принадлежит учёному В.И. Вернадскому.

1. Учение В. И. Вернадского

Вернадский провёл первые в мире исследования взаимодействующих элементов, их структуры и состава земной коры, почвы, атмо- и гидросферы. Он исследовал миграцию химических элементов в почве и воде, а также обосновал роль радиоактивных элементов в процессе эволюции планеты.

В 1923 г. он создал теорию о ведущей роли живых организмов в геохимических процессах. Создалось новое направление в науке — биогеохимия.

Вернадский изучал минералогию, кристаллографию, геохимию, радиологию, радиохимию и другие науки.

В 1926 г. он создал развёрнутое учение о биосфере, согласно которому живые организмы, трансформируя солнечное излучение, вовлекают неорганическую материю в непрерывный круговорот.

8. Структура, функции и круговороты веществ в биосфере

   1. Структура биосферы

Согласно Вернадскому, биосфера состоит из:

• Живого вещества — биомасса всех живых организмов;

• Биогенное вещество — все формы детрита, торфа, угля (углеводороды);

• Биокосное вещество — смесь биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, ил и т.д.);

• Косное вещество — породы и минералы, не затронутые прямым биохимическим действием живых организмов;

• Вещества, находящиеся в радиоактивном распаде;

• Рассеянные атомы, создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений;

• Вещества космического происхождения.

2. Функции биосферы

Живое вещество выполняет несколько важнейших функций, таких как энергетическая, газовая, деструктивная, концентрационная, окислительно-восстановительная и средообразующая.

Энергетическая функция заключается в последовательном преобразовании солнечной энергии в энергию химической связи органических веществ. Она осуществляется в процессе фотосинтеза хлорофилоносных организмов.

В процессе энергетической функции теряется 99% энергии — она рассеивается в виде тепла, и только 1% энергии участвует в биохимических реакциях фотосинтеза.

Газовая функция обусловила состав атмосферы, которая состоит на 78% из азота, 21% кислорода и 1% различных газов.

Деструктивная функция направлена на разрушение мёртвого органического вещества.

---