Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика»




НазваниеКонспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика»
страница2/20
Дата публикации24.02.2013
Размер2.29 Mb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > География > Конспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

^ 1.2 Предмет и методы экологии

Предметом экологии является изучение условий и закономерностей существования, формирования и функционирования экосистем, взаимосвязь живых организмов и неживых компонентов, а также характер влияния природных и антропогенных факторов на функционирование экосистем и биосферы в целом.

Объектом экологии является экосистема и ее элементы в зависимости от уровня исследований.

Важнейшие общие задачи современной экологии в ее широком понимании сводятся к следующим.

1. Раскрытие места и роли человека, цивилизации, техносферы в существовании экосферы планеты Земля с позиций экологических законов. Нахождение и уточнение естественнонаучных критериев, определяющих экологическую совместимость человека и биосферы и количественные пределы развития техносферы.

2. Экологизация сознания людей: формирование новой идеологии и методологии гуманистического экоцентризма, направленной на переход к экологически ориентированной постиндустриальной цивилизации, на экологизацию экономики, производства, политики, образования.

3. Всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов; определение порога выносливости живой природы планеты - биосферы по отношению к антропогенной нагрузке, т.е. к тем помехам и утратам - изъятию биологических ресурсов, загрязнению среды, изменениям климата, которые наносятся человеческой деятельностью, и выяснение степени обратимости этих изменений.

4. Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей человека среды при разных сценариях экономического и социального развития человечества. Выработка критериев оптимизации - выбора наиболее согласованного с экологическим императивом и экологически ориентированного социально-экономического развития общества.

5. Оптимизация экономических, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития общества и государства.

Экология использует широкий набор методов исследования. Разнообразие исследовательских и прикладных задач влечет за собой и разнообразие применяемых в экологии методов. Их можно объединить в несколько групп.

Системный подход пронизывает большинство экологических исследований, так как любой объект экологии представляет собой систему или часть системы в силу всеобщей связи элементов живой природы.

Методы регистрации и оценки состояния среды являются необходимой частью любого экологического исследования. К ним относятся метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености и химического состава воды; определение характеристик почвенной среды, измерения освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей, определение химической и бактериальной загрязненности среды и т.п.

К этой же группе методов следует отнести мониторинг - периодическое или непрерывное слежение за состоянием экологических объектов и за качеством среды. Большое практическое значение имеет регистрация состава и количества вредных примесей в воде, воздухе, почве, растениях в зонах антропогенного загрязнения, а также исследования переноса загрязнителей в разных средах.

Методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных лежат в основе изучения природных сообществ. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках, в объемах воды или почвы, маршрутные учеты, отлов и мечение животных, наблюдения за их перемещениями с помощью телеметрии и другие средства вплоть до аэрокосмической регистрации численности стад, скоплений рыбы, густоты древостоя, состояния посевов и урожайности полей.

Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов составляют наиболее разнообразную группу методов экологии. В их число входят различные, подчас сложные и длительные наблюдения в природе. Методы этой категории важны также при определении устойчивости экосистем и изучении адаптации — приспособлений растений, животных и человека к различным условиям среды.

Методы изучения взаимоотношений между организмами во многовидовых сообществах составляют важную часть системной экологии. Здесь также важны натурные наблюдения и лабораторные исследования пищевых отношений, пищевого поведения.

Методы математического моделирования приобретают все большее значение в экологии. Потребность в них для целей управления и прогнозирования очень велика. Существуют близкие к реальным процессам математические модели техногенных эмиссий, распространения загрязнителей в атмосфере, самоочищения реки.

В последние годы благодаря мощным компьютерам нового поколения и новым средствам программирования появилась возможность численного решения ряда сложных системных экологических задач.

Методы прикладной экологии быстро развиваются. Ее важными средствами становятся:

- создание геоинформационных систем (ГИС-технологий) и банков экологической информации, относящихся к различным регионам, территориям, ландшафтам, агросистемам, промышленным центрам, городам;

- комплексный эколого-экономический анализ состояния территорий для целей экологической диагностики и оздоровления экологической обстановки;

- методы инженерно-экологических изысканий, необходимых для оптимального размещения, проектирования, строительства и реконструкции гражданских и хозяйственных объектов;

- методы экологически ориентированного проектирования хозяйственных и гражданских объектов, основанные на принципах и расчетах экологического соответствия;

- методы снижения коэффициентов вредного действия производственных комплексов, процессов, устройств и изделий;

методы оценки влияния техногенных загрязнений и деградации окружающей среды на здоровье людей;

- методы контроля экологической регламентации хозяйственной деятельности: экологический мониторинг; экологическая аттестация и паспортизация хозяйственных объектов, предприятий, природно-производственных комплексов, территорий; экологическая экспертиза; оценка ожидаемых воздействий проектируемых и строящихся объектов на окружающую среду.

^ 1.4 Глобальные проблемы экологии

Природа в целом сама по себе не знает экологических проблем в нашем понимании. Если они и возникали у некоторых групп организмов из-за изменений природных условий, то решались, как правило, медленным эволюционным путем на протяжении больших промежутков времени, когда замена одних форм другими для всей природы не становилась критичной. Во всяком случае, наука не знает примера, когда бы появление, эволюция или исчезновение одного вида организмов оказывали влияние на судьбу всей биосферы. В отличие от этого экологические проблемы человечества стали весьма существенными проблемами всей природы на Земле.

1. Объем антропогенного воздействия на природу и окружающую человека среду в XX в. стал слишком велик и приблизился к пределу устойчивости биосферы, а по некоторым параметрам и превзошел его. Проявления и свидетельства этого многообразны.

2. Резкое сокращение площади ненарушенных природных сообществ, их существенная деградация на остальной площади суши, уменьшение биологического разнообразия нарушают природные потоки вещества и энергии, вызывают количественное и качественное обеднение биосферы.

3. Потребление и изъятие человеком возобновимых природных ресурсов - пресной воды, почвы, биомассы и продукции растений - достигло критической скорости или превысило темпы их естественного воспроизводства.

4. Отходы человеческого хозяйства загрязняют среду, так как они содержат множество материалов, не утилизируемых в природных круговоротах; загрязнение ведет к деформации окружающей среды, неблагоприятным изменениям климата, создает угрозу здоровью людей, вызывает деградацию экосистем.

5. На потоках веществ и энергии в природе стала сказываться существенная разомкнутость антропогенного круговорота веществ; появились признаки нарушения биосферного равновесия, ослабления средообразующей и средорегулирующей функций биосферы.

6. В XX в. резко сократились и продолжают быстро уменьшаться запасы невозобновимых, главным образом минеральных и топливных ресурсов, что создает серьезные экономические проблемы.

В геологической истории Земли и раньше происходили значительные изменения растительного покрова, биомассы и продуктивности биоты, ландшафтной структуры суши, химического состава атмосферы и климата. Негативное воздействие человека на природу также имеет длительную историю. Но никогда еще эти изменения и нарушения не имели такой качественной структуры и не происходили с такой быстротой, как в наше время. Все это означает наступление глобального антропогенного экологического кризиса.

Глобальный кризис проявляется в следующих формах:

- загрязнение природных сред (атмосферы, Мирового океана, почвы, подземных вод и др.) отходами производства;

- нехватка ресурсов;

- деградация почв и лесов, опустынивание, уменьшение биологического разнообразия.

Региональные экологические проблемы во многих случаях становятся источником экономического неравенства, социальных и геополитических коллизий. Экологические проблемы по-разному проявляются на локальном, региональном и планетарном уровнях. Последний требует особого внимания, ибо развитие кризиса в масштабах всей Земли неизбежно приведет к разрушению системы жизнеобеспечения человечества, к разрушению регуляционных механизмов биосферы.

Особую опасность представляют два процесса:

•-увеличение содержания СО2 в атмосфере, связанное со сжиганием органического топлива;

•-разрушение озонового слоя под воздействием газов семейства фреонов.

Экологические проблемы человечества тесно сопряжены с экономическими и социальными. Такой комплексный характер имеют энергетическая, продовольственная и демографическая проблемы, отсталость стран третьего мира и др. Э. Б. Алаев (1992) показывает характер взаимосвязей проблем разного уровня (таблица 1). Авторы дополнили перечень глобальных проблем природными стихийными бедствиями, которые, как указывалось выше, с одной стороны, усиливаются различными антропогенными факторами, с другой — способствуют усилению многих иных проблем: продовольственной (уничтожение сельскохозяйственных посевов при ураганах, наводнениях, засухах и др.), ресурсной и экологической (деградация почв из-за водной и ветровой эрозии, уничтожение лесов, горение торфяников, заморы в водоемах и многое другое).

Произведены подсчеты необходимых ежегодных затрат на преодоление глобальных проблем (таблица 1). Большие суммы, требующиеся для решения глобальных проблем, в большой степени зависят от происходящих стихийных природных процессов, усиливающих многие техногенные эффекты. Сопоставление требующихся затрат с имеющимися возможностями показывает, что человечество не имеет средств для решения глобальных проблем, если не изменит систему своего существования.

Таблица 1 Необходимые ежегодные затраты на преодоление глобальных проблем, в млрд. долларов США (по Э. Б. Алаеву)

Глобальная проблема

Требующиеся затраты

Реальные затраты (конец 80-х годов)

Экологическая

425

150

Демографическая

13

3

Продовольственная

260

80

Опасные болезни

15

2

Преодоление отсталости

300

150

Энергетическая и ресурсная

10

5

Одной из главных причин экологического кризиса является демографический взрыв, приведший к перенаселенности Земли. Современная численность населения земного шара превысила биологическую емкость среды (географической оболочки), что ведет к ее разрушению. Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением количества пищи - главного показателя биологической емкости среды. Человечество растет на 2% в год, удваиваясь, каждые 35 лет. Производство пищи на Земле растет на 2,3 % в год, удваиваясь, каждые 30 лет. Это происходит за счет распашки новых земель, выведения новых сортов сельскохозяйственных культур, внесения удобрений, применения ядохимикатов. Для осуществления этих операций необходима затрата большого количества энергии, которое растет на 5% в год, воды (растет на 7% в год), удобрений (7%), ядохимикатов (10%). Происходит истощение ресурсов, загрязнение сред. Дозволенная законами биосферы численность населения Земли оценивается величиной 0,5 - 1 млрд. человек, т. е. в 7 раз ниже современной. Прогнозы говорят о перспективах дальнейшего роста населения, главным образом за счет Африки и Азии. Будет расти население больших городов. К концу XX столетия примерно четверть мирового населения будет сосредоточена в 400 городах-миллионерах (крупнейшие из них Мехико, Сан-Пауло, Бомбей, Шанхай), а доля городских жителей составит 50%. Городские районы будут фокусами экологических проблем.

Рост населения определяет уменьшение величины земельных ресурсов на 1 человека. К началу 20-х годов нашего столетия на одного жителя Земли приходилось около 0,3 га пашни. По прогнозу на 2025 год на одного человека будет приходиться 0,17 га пашни. Ведущими процессами, вызывающими деструктивные изменения природной среды на больших площадях, являются аридное опустынивание, арктическое опустынивание, обезлесение, деградация тундровых и лесотундровых районов, водная и ветровая эрозия земель, деградация океанической среды.

^ 1.5 Задачи инженерной экологии

Инженерная экология — изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям производства в строительстве, добывающей и перерабатывающей промышленности, в энергетике, на транспорте. Это контроль и регламентация материально-энергетических потоков производства и техногенных эмиссий (т.е. испускания, выброса побочных продуктов) от различных инженерных объектов; экологическая безопасность технологических процессов, сооружений, машин и изделий; оптимизация отраслевой структуры промышленных комплексов и размещения мощностей строительства и эксплуатации гражданских и хозяйственных объектов. Инженерной экологии приходится также иметь дело с влиянием экологических факторов и различных живых организмов на инженерные объекты.

Важнейшие общие задачи инженерной экологии в ее широком понимании сводятся к следующим.

1. Раскрытие места и роли человека, цивилизации, техносферы в существовании экосферы планеты Земля с позиций экологических законов. Нахождение и уточнение естественнонаучных критериев, определяющих экологическую совместимость человека и биосферы и количественные пределы развития техносферы.

2. Экологизация сознания людей: формирование новой идеологии и методологии гуманистического экоцентризма, направленной на переход к экологически ориентированной постиндустриальной цивилизации, на экологизацию экономики, производства, политики, образования.

3. Всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов; определение порога выносливости живой природы планеты - биосферы по отношению к антропогенной нагрузке, т.е. к тем помехам и утратам - изъятию биологических ресурсов, загрязнению среды, изменениям климата, которые наносятся человеческой деятельностью, и выяснение степени обратимости этих изменений.

4. Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей человека среды при разных сценариях экономического и социального развития человечества. Выработка критериев оптимизации - выбора наиболее согласованного с экологическим императивом и экологически ориентированного социально-экономического развития общества.

5. Формирование такой стратегии поведения человеческого общества, такой экономики и таких технологий, которые приведут масштабы и характер хозяйственной деятельности в соответствие с экологической выносливостью природы и остановят глобальный экологический кризис.

6. Оптимизация экономических, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития общества и государства.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

Похожие:

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций для студентов заочной формы обучения направления 080201 (Информатика)
Предлагаемый конспект лекций представляет собой пособие по предмету “Теория информации”, который читается в Сумском государственном...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций по дисциплине «Общая биология»
Конспект лекций по дисциплине «Общая биология» для студентов 1 курса дневной и заочной форм обучения спец. 070800 «Экология и охрана...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций для студентов специальностей 050401, 050402, 050202, 050702
Метрология, стандартизация, сертификация : Конспект лекций для студентов специальностей 050401, 050402, 050202, 050702 / сост. Л....

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций по курсу Начертательная геометрия
Конспект лекций по курсу начертательная геометрия (для студентов заочной формы обучения всех специальностей академии). Сост. Лусь...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций Конспект лекций для студентов, обучающихся по направлениям...
И классификация

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций по курсу «Организация производства»
Конспект лекций по курсу «Организация производства» (для студентов и слушателей заочной формы обучения фпоизо специальностей 050100...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций по дисциплине «Автоматизированный электропривод»
Конспект лекций по дисциплине «Автоматизированный электропривод» (для студентов 4 курса всех форм обучения специальности 090603 –...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций по дисциплинам «Информатика и компьютерная техника»
«Электронная таблица Microsoft Excel» ( для студентов 1 курса дневной формы обучения специальностей 050200 «Менеджмент организаций»,...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций по дисциплине «Транспортные средства»
Конспект лекций предназначен для студентов специальностей 100400 «Транспортные системы», 100400 «Организация и регулирование дорожного...

Конспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика» iconКонспект лекций для студентов всех форм обучения специальности «Автоматика...
Конспект лекций рассмотрен и рекомендован к изданию кафедрами «Менеджмента и маркетинга» и «Экономика предприятий» Донижт, протокол...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<