22
.pdfМинистерство образования Российской Федерации
Воронежская государственная лесотехническая академия
ЭКОЛОГИЯ
Методические указания и контрольные вопросы к заданиям
для студентов заочного обучения специальности 260200Технология деревообработки
Воронеж 2004
УДК 630* 18: 574
Козлов А.Т. Экология: Методические указания и контрольные вопросы к заданиям для студентов заочного обучения специальности 260200 – Технология деревообработки / А.Т. Козлов, Л.В. Тринеева — Воронеж: ВГЛТА, 2004.- 12 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент: Заместитель директора по НИР ВБГЗ, канд. биол. наук А.И. Масалыкин
Александр Тимофеевич Козлов Лариса Викторовна Тринеева Экология
Методические указания и контрольные вопросы к заданиям для студентов заочного обучения специальности 260200 – Технология деревообработки
Редактор С.Ю. Крохотина
Темплан 2003 г.
Подписано в печать 19.01.04. Формат 60*84/16. Заказ № Объем 0,75 п.л. Усл. печ. л. 0,7. Уч.-изд.л. 0,9. Тираж 150 экз.
Воронежская государственная лесотехническая академия РИО ВГЛТА. УОП ВГЛТА. 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева,8
Введение
Окончание двадцатого века отмечено серьезными последствиями пренебрежительного отношения людей к окружающей среде. К ним последствиям следует отнести повсеместное распространение и попадание в пищевые продукты токсичных веществ, нарушение защитного озонового слоя планеты, явление парникового эффекта, обеднение и деградацию природных экосистем, вымирание многих видов животных и растений по мере отступления природы перед растущим населением и другие. Способность природы противостоять загрязнению окружающей среды достигла предела, поэтому ближайшее будущее человечества в значительной степени зависит от поведения сейчас живущих людей, от осознания каждым человеком экологических знаний и своего места в природе. Значение экологической науки постоянно возрастает.
Специалист с высшим техническим образованием, работающий в производственной сфере, должен обладать навыками прогнозирования вредных последствий деятельности предприятия на окружающую среду. Для этого ему совершенно необходимо знать как основные закономерности биоэкологии, так и владеть экологическими принципами охраны природы.
Когда немецкий биолог Э. Геккель предложил назвать экологией “общую науку об отношениях организмов к окружающей среде”, эта наука была строго биологической, и в настоящее время она получила название биоэкологии. Классическая экология имеет четкое деление. В нее входят:
экология особей — физиологическая экология; экология видов — аутэкология; экология популяций — популяционная экология; экология сообществ — синэкология; экология экосистем — биоценология.
Учение о биосфере Земли составляет часть биоценологии.
Поскольку Земля как планета связана с биосферой, то со временем в самостоятельное направление выделилась глобальная экология.
Почти одновременно с классической биоэкологией возникла экология человека, со временем она сформировалась в два направления экологического знания — собственно экологию человека как организма и социальную экологию.
Экология человека зародилась в трудах французского философа А. Канта и получила развитие в книгах И. Мечникова. Создание и развитие социальной экологии связано с именами А. Канта, английских ученых Д. Милля и Г. Спенсера, американских социологов Р. Парка и Е. Берджеса. В настоящее время экология человека и социальная экология представляют собой две самостоятельные экологические научные дисциплины.
К экологии причисляются наука об охране природы и наука об охране окружающей среды. Они базируются на обширной совокупности дисциплин. По мере нарастания влияния хозяйственной деятельности человека на природу сформировались промышленная и прикладная экология. Политизация экологических проблем выдвинула понятия экополитики и экологической
безопасности, а связь их с экономикой определила появление и развитие экологоэкономических дисциплин, например экологии природопользования.
Таким образом, экология, возникшая вначале как биологическая дисциплина, по мере своего развития разделилась на множество дисциплин и на данном этапе включает в себя не менее 100 структур, которые базируются на естественных, общественных и технических науках.
Слово “экология” происходит от греческих слов: ойкос — дом, жилище, местопребывание и логос — наука.
Экология — это наука об отношениях организмов или групп организмов между собой и окружающей их средой; или наука, изучающая условия существования живых организмов, включая человека, их взаимосвязь между собой и средой, в которой они обитают.
Так как экология исследует закономерности жизнедеятельности организмов в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду человеческой деятельностью, то прежде всего различают аутэкологию и синэкологию. Аутэкология изучает отдельный организм и его индивидуальные связи со средой. Синэкология занимается комплексным изучением особенностей групп организмов и растений, составляющих определенные единства. Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования.
Из приведенных выше определений очевидны и многообразны задачи экологии как науки:
—исследование закономерностей организации жизни, в том числе и в связи с антропогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом,
—создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека, управление процессами, протекающими в биосфере, и сохранение среды обитания человека;
—регуляция численности популяций;
—разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами;
—экологическая индикация природных сред, а также прогнозирование последствий воздействия человека на природную среду;
—восстановление нарушенных природных систем, в том числе рекультивация выведенных из пользования сельскохозяйственных угодий, восстановление пастбищ, плодородия истощенных почв, продуктивности водоемов и др.;
—сохранение (консервация) эталонных участков биосферы.
Задачи экологии применительно к деятельности инженера могут быть сформулированы следующим образом:
—оптимизация технологических, инженерных и проектноконструкторских решений, исходящих из минимального ущерба окружающей среде и здоровью человека;
—прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий действующих, реконструируемых и проектируемых предприятий (технологических процессов) для окружающей среды;
—своевременное выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб окружающей среде, угрожающих здоровью человека, отрицательно влияющих на природные и антропогенные системы.
Общие положения
Цель программы обеспечить необходимую потребность отраслей лесного комплекса в экологически грамотных специалистах, обладающих необходимой суммой знаний, способных эффективно решать вопросы, связанные с различного рода неблагоприятными воздействиями на лесные экосистемы, правильно оценивать возможные негативные последствия этих воздействий и предотвратить их в интересах успешного развития отраслей народного хозяйства.
Врезультате освоения дисциплины студент обязан:
—иметь необходимые знания в области экологии;
—уметь применять эти знания для правильной оценки состояния окружающей среды и рационального использования природных ресурсов;
—знать основные принципы стратегии защиты окружающей среды от загрязнений;
—знать методы контроля состояния окружающей среды.
2 Содержание дисциплины
Введение
Содержание, предмет и задачи экологии. Методы экологических исследований. Взаимосвязь экологии с другими науками. Краткий очерк истории экологии. Структура современной экологии.
2.1 Аутэкология
Среда и условия существования организмов. Классификация факторов. Влияние на организм абиотических факторов. Экологическая пластичность организмов. Ограничивающий фактор.
2.2 Популяции
Понятие о популяциях. Численность и плотность популяций. Плодовитость, смертность, миграции популяций. Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Возрастная структура популяции. Причины колебания численности популяций. Популяция как саморегулирующаяся система. Экологическая ниша.
2.3 Биоритмы
Классификация биоритмов, теория Томмена о 3-х ритмах человека. Десинхроноз.
2.4 Экологическая система
Структура экосистемы. Пространственная структура биоценоза. Простые и сложные биоценозы. Цепи и циклы питания. Поток веществ и энергии. Биологическая продуктивность. Экологическая пирамида.
Экологические сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Стабильные и нестабильные биоценозы.
2.5 Биосфера
Учение Вернадского В.И. о биосфере. Возникновение и развитие биосферы. Структура биосферы. Энергетический баланс биосферы. Круговорот веществ как основной механизм гомеостаза биосферы. Возникновение и развитие ноосферы. Коэволюция природы и человека.
2.6 Природопользование
Краткая история природопользования. Природные ресурсы. Природопользование и биоразнообразие. Традиционное, комплексное, биологическое природопользование. Эколого-экономические основы природопользования.
Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство как отрасль биологического природопользования. Международные аспекты природопользования. Рекреационный комплекс. Заповедное дело. Совершенствование биологического природопользования в России.
2.7 Понятие об управлении качеством среды
Экономические и правовые методы регулирования качеством среды. Цена адаптации.
3 Задания для контрольной работы
Студент — заочного обучения выполняет одну контрольную работу, отвечает на пять вопросов, приведенных в разделе “Перечень вопросов для выполнения контрольной работы”. C этой целью студент прорабатывает рекомендуемую литературу.
Ответы даются в кратком изложении, но должны содержать конкретный материал, по которому определяют уровень проработки вопроса и его формулировку.
Примерный объем контрольного задания — стандартная школьная тетрадь (18-24 с.). Задание должно быть написано четким и разборчивым почерком. С правой стороны листа обязательно оставлять поля для заметок.
В конце контрольной работы следует указать, какая литература использована при подготовке ответов на вопросы, год издания литературного источника. Работа завершается личной подписью студента и указанием даты выполнения.
Номера вопросов для контрольной работы берутся из таблицы по двум последним цифрам шифра.
Работа, получившая положительную оценку, остается на кафедре, а студенту высылается рецензия. Если контрольная работа не зачтена, то ее необходимо доработать в соответствии с замечаниями рецензента.
4 Перечень вопросов для выполнения контрольной работы
1.Экология как наука. Ее связь с другими науками. Методы экологии.
2.История развития экологии. Задачи экологии.
3.Современная структура экологии и ее подразделения.
4.Экологические факторы, их классификация.
5.Абиотические факторы.
6.Биотические факторы и их взаимоотношения (симбиоз, паразитизм, комменсализм).
7.Антропогенные факторы. Причины вымирания растений и животных, скорость вымирания.
8.Лимитирующие факторы. Закон Шелфорда.
9.Экологическая система и ее компоненты.
10.Понятие о биогеоценозе.
11.Учение В.И. Вернадского о биосфере, ноосфере.
12.Этапы развития биосферы.
13.Понятие популяции, ее структура.
14.Основные свойства популяций (рождаемость, скорость роста, смертность).
15.Понятие сукцессии и причины ее возникновения.
16.Автотрофная и гетеротрофная сукцессии.
17.Экологическая ниша и ее структура.
18.Понятие о биоритмах. Классификация биоритмов.
19.Биоритм, ритмика, период ритма, водители ритма.
20.Циркадный ритм и его значение.
21.Цирканный ритм и его значение.
22.Источники загрязнения экосистем тяжелыми металлами. 23.Миграция тяжелых металлов в экосистемах и их воздействие на живые
организмы.
24.Воздействия тяжелых металлов на организм человека.
25.Мероприятия, направленные на предотвращение поступления тяжелых металлов в окружающую среду.
26.Кислотные осадки. Источники, состав кислотных дождей (снега, тумана, росы).
27.Биотический круговорот веществ в биосфере. Круговорот углерода.
28.Круговорот азота.
29.Круговорот кислорода.
30.Круговорот воды в биосфере.
31.Климатические ресурсы.
32.Ресурсы животного мира.
33. Ресурсы растительного мира.
34.Заповедники, заказники, национальные парки.
35.Генетика и ее значение.
36.Мутации, их разновидности и значение.
37.Эволюция организмов, ее основные правила.
38.Основной биогенетический закон.
39.Мониторинг и его задачи.
40.Виды мониторинга и их характеристика
41.Основные контролируемые параметры и нормирование загрязнений экосистем — ПДК, ПДВ, ПДС.
42.Состояние окружающей среды Воронежской области.
43.Воздействие промышленности Воронежской области.
44.Основные загрязнители морей.
45.Основные загрязнители пресных водоемов.
46.Экологическая характеристика воздушного басссейна.
47.Экологическая характеристика состояния и основных загрязнителей почв.
48.Виды эрозии почв.
49.Рекультивация и мелиорация почв.
50.Понятие о биологическом загрязнении экосистем.
51.Биологическое загрязнение экосистем (интродукция живых организмов
— преднамеренная и случайная).
52.Понятие о радиоактивном загрязнении экосистем.
53.Экологическая безопасность как форма взаимодействия общества и природы.
5 Рекомендуемый библиографический список
1.Бигон М., Харпер Дж., Таусенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества.
— М., 1989. — Т.1 668 с.; Т. 2. 428 с.
2.Будыко М. И. Глобальная экология. — М., 1997. — 327 с.
3.Вернадский В.И. Биосфера — В кн.: Избранные труды по биогеохимии. — М., 1967. С. 3-23
4.Вронский В.А. Прикладная экология. — Ростов н/Д: Изд-во “Феникс”, 1996. — 512 с.
5.Гиляров А.М. Популяционная экология. — М., 1990. — 191 с.
6.Горышина Т.К. Экология растений. — М., 1979. — 368 с.
7.Дажо Р. Основы экологии. — М., 1975. — 415 с.
8.Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Воронежской области в 2000 году. — Воронеж, 2001 — 143 с.
9.Козлов А.Т., Васильев А.А., Зайцев А.Ф., Гашо Е.Г. Эколого—экономические
проблемы региона. — Воронеж, 1996 —176 с.
10.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. — М., 1992.
— 174 с.
11.Красилов В.А. Охрана природы: Принципы, проблемы, приоритеты. М., 1992.
— 174 с.
12.Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. — Л., 1979. — 352 с. 13.Одум Ю. Экология. М., 1986. — Т. 1. 328 с.; Т.2. 376 с.
14.Планка Э. Эволюционная экология. — М., 1981. — 400 с.
15.Рамад Ф. Основы прикладной экологии. —М., 1981. — 543 с.
16.Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: в 4-х кн.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1994, 1995.
17.Реймерс Н.Ф. Природопользование Словарь-справочник. — М., 1990. — 637 с. 18.Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы.— М.,
1994. — 234 с.
19.Харченко Н.А., Козлов А.Т. Справочник основных понятий и терминов по экологии и этологии. — Воронеж, 1992. — 112 с.
20.Эйхлер В. Яды в нашей пище. — М.: Мир, 1993. — 187 с.
6 Словарь терминов и понятий
Абиотическая среда — совокупность физических факторов среды, контролирующих жизнедеятельность организма. Факторы А.с. можно условно разделить на химические (атмосферный воздух и примеси в нем, морские и пресные воды, почвы) и физические (температура, давление, ветры, течения, радиация, магнитные поля, гравитация).
Адаптация — совокупность морфологичеких, физиологических, генетических, поведенческих приспособлений организмов к определенным условиям среды.
Аллергия — ответ организма на раздражители внешней среды (аллергены), выражающийся в повышенной чувствительности иммунной системы.
Аменсализм — взаимодействие популяций двух видов, при котором одна из них подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного воздействия.
Антропогенный фактор в экологии — влияние человека на окружающую среду, которую он ошибочно издавна рассматривал как постоянный источник необходимых ему природных ресурсов.
Ареал — область распространения вида, рода, семейства или другой таксономической категории растений и животных.
Биогеоценоз — однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (почва, солнечная энергия и др.) компонентов, объединенных обменом веществ и энергией в единый природный комплекс.
Биоиндикация — часть экологии, занимающаяся определением присутствия, количества организмов, которые могут служить показателями естественных процессов в биоценозах или процессов, происходящих под воздействием антропогенных факторов.
Биологический ритм — чередование приблизительно через равные интервалы времени биологических явлений, а также максимумов какого-либо биологического процесса.
Биосфера — оболочка земли до высоты 20-25 км, часть литосферы, гидросфера, в которой присутствует жизнь.
Биоценоз — совокупность животных или растений, совместно занимающих участок суши или водоема.
Генетика — наука о наследственных свойствах живых организмов.
Гомеостаз — способность биологических систем сохранять постоянство состава и свойств.
Жизненная форма — морфоэкологическая категория, включающая организмы по комплексу сходных морфоэкологических, физиологических и поведенческих адаптаций, развивающихся параллельно и конвергентно.
Изоляция — невозможность свободного скрещивания между особями одного вида.
Коадаптация — взаимная адаптация видов в процессе эволюции (пример, совместная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей).
Комменсализм — одна из форм совместного существования (симбиоз) организмов разных видов, характеризующаяся тем, что один организм (комменсал) получает пользу от другого (пищу, защиту), не причиняя ему вреда.
Конкуренция — форма взаимоотношения между организмами одного вида или разных видов. Основой для К. служит соревнование за жизненного важные ресурсы внешней среды (пища, убежище, особи противоположного пола).
Ноосфера — продукт развития биосферы, при котором разумная деятельность человека становится главным фактором.
Онтогенез — индивидуальное развитие особи.
Паразитизм — взаимоотношение двух организмов, при которых один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания.
Паройкия — форма комменсализма, которая складывается между организмами, обладающими средствами защиты, и незащищенными животными.
ПДК (предельно-допустимая концентрация) — это максимальная концентрация загрязняющих веществ, которая не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, в том числе и на человека.
ПДВ (предельно-допустимый выброс) предусматривает концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупность, не превышающую нормативную концентрацию этих веществ.
ПДС (предельно-допустимый сброс) — максимально допустимая к отведению масса в сточных водах, с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени, с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Первичная продукция — продукция автотрофных организмов (зеленых растений и хемосинтезирующих бактерий). П.п. водоемов создает планктон.
Популяция — группа особей одного вида, населяющая ограниченную территорию, обладающая общей наследственностью и внешним сходством.
Продукция — количество биомассы, полученное совокупностью растений и животных в единицу с единицы площади.
Продуценты — совокупность автотрофных организмов, создающих органические вещества из неорганических с помощью фотоили хемосинтеза.
Ритмы биологические — равномерное чередование функций организмов, органов, вызываемое периодическим изменением состояния окружающей среды.
Ритмы окологодовые (цирканные) — периодические изменения поведения, физиологического состояния организмов с периодом около одного года,