Проблемы экологии

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Предмет и задачи экологии……………………………………………………….4
2. Экология в системе наук и её структура…………………………………………5
3. Экологическая оценка воздействия человека на окружающую среду в районе   Вашего места жительства и пути уменьшения издержек и ущерба от загрязнения……………………………….………………………………………..8
4. Плотность и солевой режим водной среды ……………………………………9
1. Плотность водной среды………………………………………………….9
2. Солевой режим водной среды……………………….……….…………11
5. Пространственная структура биоценоза……………..………….…………….13
6. Загрязнение литосферы…………………………………………………………16
7. Экологическая экспертиза……………….…………….……………….………19
8. Разложение органических веществ в экосистеме…………………………….21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ.

 

Экология - это наука, которая занимается изучением условий существования  живых организмов и полной взаимосвязи  между средой и организмами.

Термин «экология» (от греческого oikos— дом, жилище, место обитания и logos— наука) был введен в научный  оборот немецким ученым Э. Геккелем в 1869 году. Им же было дано одно из первых определений  экологии как науки, хотя те или иные ее элементы содержатся в трудах многих ученых, начиная с мыслителей Древней  Греции.

В настоящий момент экологию необходимо рассматривать как комплексное  научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и  социальных наук о природной среде  и взаимодействии ее с человеком  и человеческим обществом.

Главный предмет экологии – структура или совокупность связей между средой и организмами. Основной объект изучения в экологии – это отдельные экосистемы, то есть единые природные комплексы, образованые средой обитания и живыми организмами. Кроме этого, в сферу ее компетенции входит изучение видов организмов (так называемый организменный уровень), их популяции, то есть совокупностей особей единого вида (так называемый популяционно-видовой уровень) и в целом биосферы (особый биосферный уровень).

Задачи экологии меняются в зависимости  от изучаемого уровня организации живой  материи. Популяционная экология исследует  закономерности динамики численности  и структуры популяций, а также  процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями  разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей  организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания).

 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.

Сейчас государство вкладывает огромные деньги в охрану природы, финансовые группы предлагают обеспечение контракта  компаниям, которые эту функцию  выполняют, но нельзя охранять природу, использовать ее, абсолютно не зная, как она устроена, а также по каким законам она развивается  и существует, как реагирует на различные воздействия человека, какие допустимые нагрузки на природные  системы позволяет себе общество для того, чтобы их не разрушить. Все это представляет своеобразный предмет экологии.

 

 

 

 

 

2. ЭКОЛОГИЯ В СИСТЕМЕ НАУК И ЕЁ СТРУКТУРА.

 

С самого начала экология развивалась  как отдельная составная отрасль  биологической науки в очень  тесной связи с другими естественными  науками - физикой, химией, географией, геологией, математикой.

Современная экология — это фундаментальная  наука о природе, являющаяся комплексной  и объединяющая знание основ нескольких классических естественных наук: биологии, геологии, географии, климатологии, ландшафтоведения и др. Согласно основным положениям этой науки, человек является частью биосферы как представитель одного из биологических видов и так  же, как и другие организмы, не может  существовать без биоты, т. е. без  совокупности живущих ныне на Земле  биологических видов, которые и  составляют среду обитания человечества.

 

Рассматривая структуру современной  экологической науки, можно выделить три основные ветви экологии (табл.1.).

Таблица 1. –  структура современной экологии.

Первая ветвь.	Вторая ветвь.	Третья ветвь.
Общая экология, или биоэкология, —  это изучение взаимоотношений живых  систем разных рангов (организмов, популяций, экосистем) со средой и между собой. Эту часть экологии в свою очередь  подразделяют на следующие разделы: • аутэкологию, т. е. изучение закономерности взаимоотношений организмов отдельного вида со средой обитания ; • демэкологию или экологию популяций ; • синэкологию, т. е. экологию сообществ; • экосистемную и биосферную экологию .	Геоэкология — это изучение геосфер, их динамики и взаимодействия , геофизических  условий жизни, факторов (т. е. ресурсов и условий) неживой окружающей среды, действующей на организмы.	Прикладная экология — это аспекты  инженерной, социальной, экономической  охраны среды обитания человека, проблем  взаимоотношений природы и обпдества, экологических принципов охраны природы.

 

К сожалению, единой общепринятой классификации  направлений экологии не существует. Один из вариантов структуры современной экологии показан на рис. 1.

Рис. 1. Структура современной экологии (по А.Д. Потапову, 2000 год, с изменениями)

Для всех направлений самым главным  считается изучение выживания в окружающей среде живых существ и, естественно, перед ними стоят задачи исключительно биологического свойства - выучить различные закономерности адаптации организмов к определенной окружающей среде, саморегуляцию, а также устойчивость биосферы и экосистем.

В экологии выделяют два раздела:

1. Динамическая экология (эволюционно-динамическая) изучает динамику и эволюцию отношений организмов и их групп со средой обитания.
2. Аналитическая экология – раздел экологии, исследующий основные закономерности взаимоотношения организмов и их популяций с природной средой.

 

 

 

 

3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В РАЙОНЕ   ВАШЕГО МЕСТА ЖИТЕЛЬСТВА И ПУТИ УМЕНЬШЕНИЯ ИЗДЕРЖЕК И УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

 

В Новодвинске отмечено сильное  загрязнение атмосферного воздуха. Проба воздуха, отобранная в Новодвинске, показала крайне высокий уровень  загрязнения полихлорированных дибензо-п-диоксинов (ПХДД), дибензофуранов (ПХДФ) - 44 пг/куб.м. Содержание диоксинов превышает предельно-допустимую концентрацию, принятую в Нидерландах (0,024 пг/куб.метр), в 1825 раз. Российских норм содержания ПХДД и ПХДФ в атмосферном воздухе до сих пор не существует.

Высокий уровень загрязнения воздуха  определяет содержание в нем взвешенных частиц, диоксидов серы и азота, оксида углерода, формальдегида, бенз(а)пирена, а также сероводорода и метилмеркаптана, доля которых особенно велика в атмосфере  Новодвинска.

В Новодвинске на долю Архангельского ЦБК приходится 90% загрязнений от стационарных источников. Основными  загрязняющими веществами являются формальдегид, сероводород, метилмеркаптан, взвешенные вещества. По данным доклада, за период с 1998 по 2002 год выбросы  увеличились на 7 процентов.

 В 2003 году в Новодвинске  фиксировались случаи высокого  загрязнения атмосферы метил-меркаптаном  (10 проб, превышающих предельно допустимую  концентрацию, максимальный показатель - 31 ПДК), сероводородом (до 7 ПДК) и  диоксидом азота (до 4 ПДК).

 Целлюлозно-бумажные производства  должны решить задачу достижения  нормативов выбросов сероводорода  и метилмеркаптана.

Токсичность воды в районе водозабора Новодвинска достигает 4,6 пг TEQ/л. Концентрации диоксинов превышают установленные  в Германии нормы почти в 500 раз (российские нормативы завышены и допускают загрязнение питьевой воды в концентрациях, в 2000 раз превышающих германские нормы). После очистки воды эти показатели снижаются незначительно: вода из водопровода имеет токсичность 3,5 пг TEQ/л. Это объясняется тем, что в результате использования хлора при очистке воды появляются новые изомеры ПХДД и ПХДФ и снижение содержания других изомеров не уменьшает общую токсичность.

Для решения экологических проблем  в таком сложном регионе, как  Новодвинск, требуется постоянная, целенаправленная и упорная работа, направленная на ликвидацию ранее накопленного экологического ущерба и снижение негативного воздействия на окружающую среду. Залогом успешного решения проблем является: межведомственное взаимодействие, научная обоснованность, планирование, а также участие всех представителей общества.

 

 

 

 

 

4. ПЛОТНОСТЬ И СОЛЕВОЙ  РЕЖИМ ВОДНОЙ СРЕДЫ.

 

1. Плотность водной среды.

Особенности водной среды проистекают  из физико-химических свойств воды. Так, большое экологическое значение имеют высокая плотность и  вязкость воды. Удельная масса воды соизмерима с таковой тела живых  организмов. Плотность воды примерно в 1000 раз выше плотности воздуха. Поэтому водные организмы (особенно, активно движущиеся) сталкиваются с  большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп  водных животных по этой причине шла  в направлении формирования формы  тела и типов движения, снижающих  лобовое сопротивления, что приводит к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается  у представителей различных групп  организмов, обитающих в воде, - дельфинов (млекопитающих), костистых и хрящевых рыб.

Плотность воды это фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Для дистиллированной воды плотность равна 1 г/ см³при +4 0 С. Плотность природных вод, содержащих растворенные соли, может быть больше, до 1, 35 г/ см³. Давление возрастает с глубиной примерно в среднем на 1 атмосферу на каждые 10 м.

Плотность воды обеспечивает возможность  опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм. Опорность среды служит условием парения в воде, и многие гидробионты приспособлены именно к этому образу жизни. Взвешенные, парящие в воде организмы объединяют в особую экологическую группу гидробионтов планктон (планктона одноклеточные водоросли, простейшие, медузы, сифонофоры, гребневики, крылоногие и киленогие моллюски, разнообразные мелкие рачки, личинки донных животных, икра и мальки рыб и многие другие).

Плотность и вязкость воды сильно влияют на возможность активного плавания. Животных, способных к быстрому плаванию и преодолению силы течений, объединяют в экологическую группу нектона (рыбы, кальмары, дельфины). Быстрое движение в водной толще возможно, лишь при наличии обтекаемой формы тела и сильно развитой мускулатуры.

Высокая плотность воды является также  причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в  водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между  водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука  в водной среде определяет более  высокую частоту эхолокационных сигналов.

В связи с высокой плотностью водной среды ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, которая характерна для наземных форм и связана с силами гравитации. Поэтому есть целая группа водных организмов (как растений, так и  животных), существующих без обязательной связи с дном или другим субстратом, "парящих" в водной толще.

 

 

 

2. Солевой режим водной среды.

Соленость – степень содержания соли, например, в океане. Соленость морской воды обычно измеряется в промилле, т. е. тысячных долях числа (обозначается о/оо). Средняя пропорция соли в морской воде составляет приблизительно 35 частей на 1000 ( 35 о/оо, или 3,5%). В Красном море, из-за большого испарения, соленость превышает 40 о/оо, в северных частях Балтийского моря она менее 10о/оо, а в Мертвом море эта цифра приблизительно равна 250о/оо.

В 1978 году введена и утверждена всеми международными океанографическими организациями шкала практической солености (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78) в которой измерение солёности основано на электропроводности (кондуктометрия), а не на выпаривании воды. В 1970-х годах широкое применение в морских исследованиях получили океанографические CTD зонды, и с тех пор солёность воды измеряется в основном электрическим методом.

Поддержание водного баланса гидробионтов имеет свою специфику. Если для наземных животных и растений наиболее важно  обеспечение организма водой  в условиях ее дефицита, то для гидробионтов не менее существенно поддержание  определенного количества воды в  теле при ее избытке в окружающей среде. Излишнее количество воды в клетках  приводит к изменению в них  осмотического давления и нарушению  важнейших жизненных функций.

Обитатели водной среды приспособлены  к соответствующим водно-солевым  режимам, и их изменение в результате промышленного загрязнения тоже ведет к гибели гидробионтов.