Укажите город в РК, где напряженная экологическая ситуация

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД 042-16.1.36/01-2013
УМКД
Редакция № 4
Учебно-методические материалы по от 19.09.2013 г.
дисциплине «Экология и устойчивое
развитие»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭКОЛОГИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ»
для всех специальностей
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей
2013
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 2 из 48
СОДЕРЖАНИЕ
1 Глоссарий
2 Лекции
3 Практические и лабораторные задания
4 Самостоятельная работа студента
5 Лист регистрации
3
5
154
194
218
1 Глоссарий
Абиотические факторы — факторы неживой природы (космические, геофизические,
климатические, пространственные, временные и т.п.), оказывающие прямое или косвенное влияние на
живые организмы.
Автотрофы — организмы, способные синтезировать органическое вещество из диоксида
углерода, воды и минеральных солей. Источниками энергии для биосинтеза служат свет (у
фотоавтотрофов) или окисление ряда неорганических веществ (у хемоавтотрофов).
Агроценоз — сообщество организмов, культивируемых и сопутствующих им в сельском
хозяйстве.
Аменсализм — тип межвидовых отношений, при котором в совместной среде один вид
организмов подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.
Анабиоз – временная полная приостановка жизнедеятельности организма, связанная с
наступлением неблагоприятных условий или с особой фазой индивидуального развития.
Антропогенные факторы — факторы, возникшие в результате человеческой деятельности.
Аутоэкология — экология отдельных особей данного вида; экология вида.
Безопасность экологическая — степень защищенности территориального комплекса,
экосистемы, человека от возможного экологического поражения, определяемая величиной
экологического риска.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 3 из 48
Биоаккумуляция — накопление веществ (техногенных загрязнителей) в организмах
возрастающих трофических уровней.
Биоген — питательное вещество; биогены, биогенные элементы незаменимые химические
элементы, из которых состоит вещество живых организмов, углерод, водород, кислород, азот, сера,
фосфор.
Валентность экологическая — (пределы толерантности) характеристика способности вида,
популяции
существовать
в
различных
условиях сред.
Гетеротрофы — организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.
Гипобиоз — значительное снижение уровня жизнедеятельности при наступлении
неблагоприятных внешних условий (например, при зимней спячке животных).
Гомеостаз — способность организма или системы организмов поддерживать динамически
устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды.
Дезадаптация — нарушения жизнедеятельности организма, вызванные неполнотой акклимации,
невозможностью полностью приспособиться к изменившимся условиям среды.
Депопуляция — уменьшение численности популяции, населения.
Детрит — мертвое органическое вещество, продукты выделения и распада организмов.
Детритофаги — организмы, питающиеся детритом ( сапрофаги).
Диссимиляция — распад сложных органических веществ в организме, сопровождающийся
освобождением энергии, которая используется в процессах жизнедеятельности.
Дрейф генов — процесс случайного ненаправленного изменения частоты генов в популяции.
Емкость экосистемы — максимальный размер популяции одного вида, который данная
экосистема способна поддерживать в определенных экологических условиях на протяжении длительного
времени.
Закон константности количества живого вещества биосферы (В.И. Вернадский): количество
живого вещества (биомассы всех организмов) биосферы для данной геологической эпох .
Закон минимума (Ю. Либих): биотический потенциал (жизнеспособность, продуктивность
организма, популяции, вида) лимитирется тем из факторов среды, который находится в минимуме, хотя
все остальные условия благоприятны
Закон необратимости эволюции (Л. Долло): эволюция необратима; организм (популяция, вид) не
может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков.
Закон оптимальности: любая система с наибольшей эффективностью функционирует в
некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.
Закон толерантности (В.Шелфорд): факторы среды, имеющие в конкретных условиях
пессимальное (неблагоприятное как минимальное, так и избыточное) значение, ограничивают
возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание
других отдельных условий.
Зона аридная — территория или природно-климатическая зона с малым естественным
увлажнением засушливая (полупустыни и пустыни).
Зона бореальная — зона лесов умеренного пояса.
Зона гумидная — территория или природно-климатическая зона с высоким
естественным увлажнением (например, дождевые тропические леса).
Зона экологического бедствия территория, где в результате техногенной или природной
катастрофы возникла угроза экологического поражения людей из-за деградации естественной среды
обитания.
Зоофаги — плотоядные организмы, питающиеся животными других или своих видов
(каннибализм).
Консументы — гетеротрофные организмы (в основном животные), потребляющие органическое
вещество других организмов растений (растительноядные — фитофаги) и животных (плотоядные —
зоофаги).
Коэволюция — параллельная, совместная, сопряженная эволюция человечества и природы.
Ноогенез (ноосферогенез) — процесс формирования ноосферы.
Ноосфера — букв, «мыслящая оболочка», сфера разума; согласно В.И.Вернадскому —
качественно новая, высшая стадия развития биосферы под контролем разумной деятельности человека.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 4 из 48
Онтогенез — индивидуальное развитие организма; для многоклеточных от оплодотворения
яйцеклетки до старения и смерти.
Опустынивание (аридизация) — процесс обеднения растительного покрова, связанный со
стойким уменьшением увлажнения территории, превращением ее в аридную зону, при поедании
последующим членом цепи предыдущего.
Условий.
Правило Д.Аллена: увеличение выступающих частей тела одного вида или близких видов
теплокровных животных (конечностей, хвоста, ушей) при продвижении с севера на юг.
Правило К.Бергмана: у теплокровных животных, подверженных географической изменчивости,
размеры тела особей статистически (в среднем) больше у популяций, обитающих в более холодных
частях ареала.
«Правило 10%» (правило пирамиды энергий Р. Линдемана): с одного трофического уровня
экологической пирамиды переходит на другой, более высокий ее уровень (по «лестнице» продуцент —
консументы), в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии.
Сукцессия
Техносфера — «техническая оболочка» — искусственно преобразованное пространство планеты,
находящееся под воздействием продуктов производственной деятельности человека.
Фенотип — совокупность генетически определяемых признаков и свойств организма.
Фитопланктон — совокупность микроводорослей, мелких растительных организмов, обитающих
в толще вод
Фитофаги — растительноядные животные.
Фитоценоз — многовидовое растительное сообщество.
Фотопериодизм — изменения состояния биологических систем, обусловленные естественным
ритмом освещенности, сменой дня и ночи, сезонными изменениями длительности светового дня.
Хемосинтез — синтез органических веществ у хемоавтотрофных бактерий, использующих в
качестве источников энергии окисление некоторых неорганических веществ.
Эврибионты (эвриэки) — организмы, существующие в широких пределах изменений
экологических условий: температуры (эвритермы), влажности (эвригидридные организмы), выбора пищи
(эврифаги) и т.п.
Эвтрофикация водоемов — чрезмерное обогащение водной среды питательными веществами.
Экоразвитие — экологически ориентированное социально-экономическое развитие, при котором
рост благосостояния людей не сопровождается ухудшением состояния среды обитания и деградацией
природных систем (М. Стронг, 1972).
Эктотермы — организмы, температура тела которых мало отличаются от температуры среды
обитания и следуют за ее изменениями: низшие организмы, растения, холоднокровные животные.
Эмерджентность — возникновение совершенно новых свойств при взаимодействии двух или
нескольких объектов или явлений, свойств, не являющихся простой суммой исходных.
Эндотермы — теплокровные животные птицы и млекопитающие, способные с помощью
внутренних механизмов терморегуляции поддерживать относительно постоянную температуру тела, в
определенных пределах не зависящую от температуры среды'.
Эдафон — совокупность животного населения почвы воздухом теплового излучения Земли.
2 ЛЕКЦИИ
Лекция 1 .
Тема. Экология и ее роль в реализации концепции устойчивого развития
Цель лекции – сформировать представление об экологии как научной дисциплине и ее роли в
поддержании устойчивого развития природы и общества
Ключевые слова – экология, аутэкология, демэкология, синэкология, биосфера, охрана природы,
рациональное природопользование, общество, природа, экологический кризис, устойчивое развитие
Вопросы
1 Определение экологии как науки, ее цели, задачи и методы экологии.
2 Разделы экологии: аутэкология, демэкология, синэкология, глобальная экология.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 5 из 48
3 Экологические проблемы, их место и роль в современных экономических и политических
тенденциях
4 Определение понятия «Устойчивое развитие» и роль экологии в реализации концепции
Устойчивого развития.
1 Определение экологии как науки, ее цели, задачи и методы экологии.
Экология (от греч. oikos — дом, жилище и logos — учение) — наука о взаимоотношениях живых
организмов между собой и со средой их обитания. Термин экология впервые ввел немецкий зоолог и
эволюционист, последователь Ч.Дарвина Эрнест Геккель (1866). Под термином «экология» он понимал
«сумму знаний, относящихся к экономике природы». В 1866 году в работе
"Всеобщая
морфология
организмов"
он
писал:
“...суммы знаний, относящихся к экономике природы: изучению 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".
Экология возникла как часть биологии. В настоящее время экология
распалась на ряд научных дисциплин, часто далеких от первоначального ее
понимания. Отмечается разнообразное толкование содержания термина
«экология». Но в любом случае в основе всех современных направлений
экологии лежат фундаментальные идеи биоэкологии.
В узком смысле экология (биоэкология) — одна из биологических
наук, изучающая отношения организмов (особей, популяций, сообществ)
между собой и окружающей средой.
Экологическая проблема возникла с появлением человека на земле. В
естественный и сбалансированный круговорот вещества в биосфере
втиснулся фактор хозяйственной деятельности человека, который неуклонно
вносил дисбаланс в окружающую среду по мере своего развития. Геноцид по отношению к животному
(римская империя гладиаторский бой), а затем и к растительному миру, постоянное и сильное давление на
земельные, водные ресурсы и атмосферу породил тот клубок противоречий, который называется
проблемой выживания человечества. Поэтому сейчас существуют различные толкования, содержащие
термин "экология", которые представлены в следующей таблице:
Таблица 1 Авторские определения понятия «Экология»
№
Автор
Определение
1.
2.
3.
Э.Геккель
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 Дарвин называет условиями,
порождающими борьбу за существование.
Н.Уэбстер
Предмет экологии - это совокупность или структура связей между
организмами и их средой.
Р.Дажо
Экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и
4.
Э.Макфельден взаимодействия между организмами и средой, в которой они обитают.
Экология - наука, изучающая популяции, характеризующаяся количественным
подходом к исследованию природных явлений.
5.
Е.Одум
Экология - наука о структуре природы, характеризующаяся энергетическим
подходом к исследованию природных явлений.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 6 из 48
6.
Т.Льюис
Экология - это наука о том, как реагируют индивиды, популяции и сообщества
Л.Тейлор
популяций на изменение среды.
7.
П.Агесс
Экология - наука не только естественная, она должна включать в себя и другие
дисциплины, такие, например, как право, экономика, социология и т.д.
8.
Н.П.Наумов Экология имеет дело с той стороной, которая обуславливает развитие,
размножение и выживание особей, структуру и динамику сообществ разных видов.
9.
С.С.Шварц
Современная экология - это наука о путях приспособления видовых
популяций к изменяющимся условиям внешней среды, наука о становлении,
преобразовании и развитии видовых популяций, о законах их интеграции в
биологические системы более высокого порядка, специфически приспособленные к
наиболее эффективному использованию энергии в конкретных условиях среды.
10.
А.С.
Экология - наука о структуре и функционировании экологических систем и о
Данилевский механизмах, обеспечивающих их гомеостаз.
11.
Н.Ф.Реймерс В нынешней ситуации экология в современном расширенном понимании
далеко вышла за рамки биологической праматери - биоэкологии. Она превратилась в
цикл знания, по общественному значению и внутреннему содержанию равный циклам
физико- математических, химико-биологических наук, наук о Земле и общественных
наук.
Основными целями и задачами экологии являются:
1. Изучение закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными
воздействиями на природные системы и биосферу в целом, а именно:
а) закономерности размещения живых организмов в пространстве;
б) изменение численности организмов;
в) поток энергии через живые системы и круговорот веществ, происходящий при участии живых
организмов;
2. Создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогноз изменений природы
под влиянием деятельности человека и управления процессами, протекающими в биосфере, сохранение
среды обитания человека и всех живых организмов;
3. Разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств
борьбы с вредными видами организмов;
4. Регуляция численности живых организмов;
5. Экологическая индикация состояния и загрязнения природных сред.
Все вышеперечисленные задачи направлены на сохранение биологического разнообразия как
основного условия устойчивого развития природы и общества
Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и их средой.
Главный объект изучения в экологии - экосистемы, представляющие собой единые природные
комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания. Кроме того, в область ее
компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т.е.
совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень), биотических сообществ, т.е.
совокупностей популяций (биоценологический уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).
При изучении процессов, происходящих в живой природе, экология использует много методов,
среди которых главным является наблюдение, сравнение, исторический метод,
эксперимент и моделирование.
Метод наблюдения и описания заключается в сборе и описании фактов.
Сравнительный метод основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов.
Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта.
Метод эксперимента делает возможным изучать явления природы в заданных условиях.
Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно
простыми моделями.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 7 из 48
В нынешней ситуации экология в современном расширенном понимании далеко вышла за рамки
биологической праматери - биоэкологии. Она превратилась в цикл знания, по общественному значению и
внутреннему содержанию равный циклам физико-математических, химико-биологических наук, наук о
Земле и общественных наук.
Экология, как научная дисциплина сформировалась лишь в начале ХХв., а в качестве широкого
научного направления стала рассматриваться лишь с середины 60-х годов нашего столетия. Выделившись
в системе других наук, она и сейчас продолжает развиваться. Современная экология является
теоретической основой рационального природопользования.
2 Разделы экологии: аутэкология, демэкология, синэкология, глобальная экология.
Поскольку взаимодействие организмов между собой и окружающей их средой всегда системно, то
есть всегда реализуется в форме некоторых систем взаимосвязей, поддерживающих ся обменом вещества,
энергии и информации, основным объектом исследования экологии являются экосистемы. Самой крупной
в иерархии экосистем является биосфера. Учение о биосфере - это обширная область знания о
функционировании и развитии биосферы, включающая в себя целый ряд научных направлений
естественнонаучного и общественного профиля.
- Структуру современной экологии можно представить в виде схемы:
Экология
аутэкология;
синэкология;
демэкология
глобальная
экология
(уч.о биосф)
экология человека прикладная
(социальная)!
экология
экология
суши
экология
города; инженерная;
растений пресных
вод,
моря,
народонаселения; личности;
агроэкология
живых высокогорий
экология
культура;
медицинская
микроорг/в
химическая; природо
этноэкология
гидро- пользование
бионтов
Аутэкология - изучает действие различных природных факторов на отдельные особи, исследует
индивидуальные связи отдельного организма (особи) с окружающей средой
Демэкология - изучает жизнедеятельность популяции, характер и принципы изменении,
притекающих в ней результатов внешних внутренних воздействии.
Синэкология (экология сообществ) - изучает взаимоотношения популяций, сообществ и
экосистем с окружающей средой
Глобальная экология - изучает биосферу, в которой все живые организмы тесно связаны между
собой и со своим окружением, изучает закономерности и основы науки о биосфере
В широком смысле экология (глобальная экология) — комплексная (междисциплинарная) наука,
синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии природы и
общества. Задачи глобальной экологии — изучение законов взаимодействия природы и общества и
оптимизация этого взаимодействия.
Экология человека - наука о взаимодействии с окружающей природной и социальной средой.
Иначе говоря, экология человека - комплексная дисциплина, исследующая общие законы взаимоотношения биосферы и антропосистемы (структурных уровней человечества, его групп и индивидуумов),
влияние природной среды (в ряде случаев и социальной среды) на человека и группы людей.
Социальная экология - наука о взаимодействии человеческого общества с природной средой.
Урбоэкология (экология города) - наука о структуре и функционировании городских экосистем и
о взаимодействии человека и окружающей городской среды.
Инженерная экология - наука о способах и средствах преодоления разрушения природной среды
общественным производством.
3 Экологические проблемы, их место и роль в современных экономических и политических
тенденциях
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 8 из 48
Роль экологических знаний в жизни человека всегда была огромна. В период охоты и
собирательства знания об образе жизни животных и растений передавались устно от родителей к детям и
обогощались благодаря опыту и наблюдательности. Постепенно люди стали накапливать знания об
оптимальных сроках посева и сбора урожая, о свойствах почв и удобрений, о влиянии растений друг на
друга, о пищевых потребностях животных и.т.д. Когда экология сформировалась как наука (начало 20
века), ее роль для практики резко возросла. Появилась возможность предсказывать последствия
хозяйственной деятельности и давать рекомендации, как развивать сельское хозяйство и
промышленность, вести промысел, не истощая природные ресурсы и не нарушая природные сообщества.
Использование человеком природных богатств при полном незнании законов природы часто
приводит к тяжелым, непоправимым последствиям. В качестве яркого примера можно привести
Аральский кризис. Если государства имеют границы, то у природы их нет. Воздушные массы и воды
перемещаются на большие расстояния. Из-за экологической безграмотности и в погоне за сиюминутной
выгодой многие не хотят задумываться о будущем, а все наши негативные вмешательства в гармонию
природы вернутся бумерангом, и в конце концов пострадает сам человек.
По ходу курса мы познакомимся с современными экологическими проблемами, которые в
перечислении Н.Ф.Реймерса (рис.1.9) с уточнениями и добавлениями,
представляются следующими:
1. Изменение климата Земли в результате естественных геологических
процессов, усиленных тепличным эффектом, вызываемым изменениями
оптических свойств атмосферы выбросами в нее главным образом СО, СО2,
других газов;
2. Замусоривание околоземного космического пространства (ОКП),
последствия которого до конца пока не осмыслены, если не считать реальную
опасность космическим аппаратам, включая спутники связи, локации
поверхности земли и другие, широко использующиеся в современных системах
взаимодействия между людьми, государствами и правительствами;
3. Сокращение мощности стратосферного озонового экрана с
образованием так называемых “озоновых дыр”, снижающих защитные
возможности атмосферы против поступления к поверхности Земли опасной для живых организмов
жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации;
4. Химическое загрязнение атмосферы веществами, способствующими образованию кислотных
осадков, фотохимического смога и других соединений, опасных для биосферных объектов, включая
человека и создаваемых им искусственных объектов;
5. Загрязнение океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, насыщения
их углекислым газом атмосферы, в свою очередь загрязненной автотранспортом и теплоэнергетикой,
захоронения в океанических водах высокотоксичных химических и радиоактивных веществ, поступления
загрязнений с речным стоком, нарушения водного баланса прибрежных территорий в связи с
регулирования рек;
6. Истощение и загрязнение всех видов источников и вод суши;
7. Радиоактивное загрязнение отдельных участков и регионов с тенденцией его расползания по
поверхности Земли;
8. Загрязнение почв вследствие выпадения загрязненных осадков (например - кислотные дожди),
неоптимального использования пестицидов и минеральных удобрений;
9. Изменение геохимии ландшафтов, в связи с теплоэнергетикой, перераспределением элементов
между недрами и поверхностью Земли в результате горнометаллургического передела (например
концентрация тяжелых металлов) или извлечения на поверхность аномальных по составу,
высокоминерализованных подземных вод и рассолов;
10. Продолжающее накапливание на поверхности Земли бытового мусора и всякого рода твердых
и жидких отходов;
11. Нарушение глобального и регионального экологического равновесия, соотношения
экологических компонентов в прибрежной части суши и моря;
12. Продолжающееся, а местами - усиливающееся опустынивание планеты, углубление процесса
опустынивания;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 9 из 48
13. Сокращение площади тропических лесов и северной тайги, этих основных источников
поддержания кислородного баланса планеты;
14. Освобождение в результате всех вышеуказанных процессов экологических ниш и заполнение
ими иными, видами;
15. Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение
отдельных регионов, крайняя дифференциация бедности и богатства;
16. Ухудшение среды жизнеобитания в переуплотненных городах и мегаполисах;
17. Исчерпание многих месторождений минерального сырья и постепенный переход от богатых ко
все более бедным рудам;
18.Усиление социальной нестабильности, как следствия все большей дифференциации богатой и
бедной части населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации,
природных экологических катаклизмов.
19. Снижение иммуного статуса и состояния здоровья населения многих стран мира, включая
Россию, многократное повторение эпидемий, имеющих все более массовый и тяжелый по последствиям
характер.
Вот далеко не полный круг проблем, в решении каждой из которых специалист может найти свое
место и дело.
4 Определение понятия «Устойчивое развитие» и роль экологии в реализации концепции
Устойчивого развития.
Теория и практика показали, что экологическая составляющая является неотъемлемой частью
человеческого развития. С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать
целостность биологических и физических природных систем. Устойчивое развитие (англ. sustainable
development - поддерживаемое развитие) - такое развитие общества, при котором улучшаются условия
жизни человека, а воздействие на окружающую среду остаётся в пределах хозяйственной емкости
биосферы, так что не разрушается природная основа функционирования человечества. При устойчивом
развитии удовлетворение потребностей осуществляется без ущерба для будущих поколений.
Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность
всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко,
включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется
сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям,
а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов,
загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность
экологических систем к самовосстановлению.
Вопросы для самоконтроля
1. Чем отличаются первоначальные и современные определения экологии как науки?
2. Чем обусловлены эти отличия?
3. Что такое экологизация знаний и чем она обусловлена? Экологизация относится только к
научным дисциплинам или также и к практической деятельности?
4. Можете ли вы аргументировать ваше предпочтение антропоцентристского (технологического)
или экоцентристского подхода к взаимоотношениям человека и природы?
5. С
какими
небиологическими
научными
дисциплинами
связана
современная экология? Приведите пример практической связи.
6. Почему в современной экологии особенно важен системный подход? Приведите пример его
прикладного применения.
7. Как соотносятся глобальные экологические проблемы и экологические проблемы Казахстана?
8. Согласны ли вы с тем, что в задачи современной экологии входит формирование новой
идеологии, нового мировоззрения, новой стратегии выживания человечества?
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001,с.12-21,177-206..
2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с 5-9.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 10 из 48
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988 ,с. 3-11.
Лекция 2
Тема. Экология особи – аутоэкология. Организм и среда.
Цель лекции – сформировать представление об общих закономерностях действия факторов среды
на организмы
Ключевые слова – экологические факторы, абиотические, биотические, антропогенные,
лимитирующие факторы, толерантность, стенобионтные и эврибионтные организмы, среды жизни,
законы минимума и толерантности.
Вопросы
1 Уровни организации живых организмов.
2 Организм и условия его обитания.
3 Экологические факторы и их классификация.
1. Уровни организации живых систем
Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить ее на ряд уровней.
Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры
определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют сле-дующие уровни:
1. Молекулярный. На этом уровне проявляются такие процессы жизнедеятельности, как обмен
веществ и превращение энергии, передача наследственной информации.
2. Клеточный. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого.
3. Тканевой. Ткань — совокупность структурно сходных клеток, а также связанных с ними
межклеточных веществ, объединенных выполнением определенных функций.
4. Органный. Орган — часть многоклеточного организма, выполняющая определенную функцию
или функции.
5. Организменный. Организм — реальный носитель жизни, характеризующийся всеми ее
признаками.
6. Популяционно-видовой. Популяция — совокупность особей одного вида, образующих
обособленную генетическую систему и населяющих пространство с относительно однородными
условиями обитания. Вид — совокупность популяций, особи которых способны к скрещиванию с
образованием плодовитого потомства и занимают определенную область географического пространства
(ареал).
7. Биоценотический. Биоценоз — совокупность организмов разных видов различной сложности
организации, обитающих на определенной территории. Если при этом учитываются и абиотические
факторы среды обитания, то говорят о биогеоценозе.
8. Биосферный. Биосфера — оболочка Земли, структура и свойства которой в той или иной
степени определяются настоящей или прошлой деятельностью живых организмов. Необходимо отметить,
что биосферный уровень организации живой материи часто не выделяют, поскольку биосфера
представляет собой биокосную систему, включающую не только живое вещество, но и неживое Следует
отметить, что предсказать свойства каждого следующего уровня на основе свойств предыдущих уровней
невозможно, также как нельзя предсказать свойства воды, исходя из свойств кислорода и водорода. Такое
явление носит название эмерджентность, т.е. наличие у системы особых, качественно новых свойств, не
присущих сумме свойств ее отдельных элементов. С другой стороны, зна-ние особенностей отдельных
составляющих системы значительно облегчает ее изучение. Таким образом, в науке вообще, и в экологии
в частности, целесообразно оптимальное сочетание двух подходов к познанию окружающего мира —
анализа и синтеза. Анализ — расчленение объекта на отдельные составляющие его элементы и их
последующее изучение. Синтез — исследование объекта в целом Для упорядочения такого многообразия
живых организмов служат систематика, классификация и таксономия. Систематика — раздел биологии,
занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по
таксонам. Классификация — распределение всего множества живых организмов по определенной
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 11 из 48
системе иерархически соподчиненных групп — таксонов. Таксономия — раздел систематики,
разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон — искусственно выделенная человеком
группа организмов, связанных той или иной степенью родства и, в то же время, достаточно обособленная,
чтобы ей можно было присвоить определенную таксономическую категорию того или иного ранга. В
современной классификации существует следующая иерархия таксонов: царство, отдел (тип в
систематике животных), класс, порядок (отряд в систематике животных), семейство, род, вид. Кроме того,
выделяют промежуточные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т.д.
2 Организм и условия его обитания.
Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них
определенное воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную,
наземно-воздушную, почвенную и организменную (табл. 4). Водная среда была первой. Затем живые
организмы освоили наземно-воздушную среду, создали и заселили почву. Под почвенной средой
обитания подразумевают не только собственно почву, но и горные породы поверхностной части
литосферы. Организменную среду освоили паразиты и симбионты.
Водная среда обитания – гидросфера. Вода покрывает 71% площади земного шара и
составляет1/800 часть объема суши или 1370 м3. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах –
94-98%, в полярных льдах содержится около 1,2% воды и совсем малая доля – менее 0,5%, в пресных
водах рек, озер и болот. Соотношения эти постоянны, хотя в природе, не переставая, идет круговорот
воды. В водной среде обитает около 150000 видов животных и 10000 растений, что составляет
соответственно всего 7 и 8 % от общего числа видов Земли. На основании этого был сделан вывод о том,
что на суше эволюция шла намного интенсивнее, чем в воде. В морях-океанах, как в горах, выражена
вертикальная зональность. Особенно сильно различаются по экологии пелагиаль – вся толща воды, и
бенталь – дно.
Толща воды – пелагиаль, по вертикали делится на несколько зон: эпипелигеаль, батипелигеаль,
абиссопелигиаль и ультраабиссопелигиаль (рисунок. 2).
Экологические группы гидробионтов. Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые
моря и океаны (40000 видов животных) в области экватора и тропиках, к северу и югу происходит
обеднение флоры и фауны морей в сотни раз. Основная масса гидробионтов сосредоточена в
поверхностных слоях (эпипелагиаль) и в сублиторальной зоне. В зависимости от способа передвижения и
пребывания в определенных слоях, морские обитатели подразделяются на три экологические группы:
нектон, планктон и бентос.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 12 из 48
Нектон (nektos – плавающий) - активно передвигающиеся крупные животные, способные
преодолевать большие расстояния и сильные течения: рыбы, кальмары, ластоногие, киты. В пресных
водоемах к нектону относятся и земноводные и множество насекомых.
Планктон (planktos – блуждающий, парящий) – совокупность растений (фитопланктон:
диатомовые, зеленые и сине-зеленые (только пресные водоемы) водоросли, растительные жгутиконосцы,
перидинеи и др.) и мелких животных организмов (зоопланктон: мелкие ракообразные, из более крупных –
крылоногие моллюски, медузы, гребневики, некоторые черви), обитающих на разной глубине, но не
способных к активным передвижениям и к противостоянию течениям. В состав планктона входят и
личинки животных, образуя особую группу – нейстон. Это пассивно плавающее «временное» население
самого верхнего слоя воды, представленное разными животными (десятиногие, усоногие и веслоногие
ракообразные, иглокожие, полихеты, рыбы, моллюски и др.) в личиночной стадии. Личинки, взрослея,
переходят в нижние слои пелагели. Выше нейстона располагается плейстон – это организмы, у которых
верхняя часть тела растет над водой, а нижняя – в воде (ряска – Lemma, сифонофоры и др.). Планктон
играет важную роль в трофических связях биосферы, т.к. является пищей для многих водных обитателей,
в том числе основным кормом для усатых китов (Myatcoceti).
Бентос (benthos – глубина) – гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или
медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные,
черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др. На глубине, где нет света, фитобентос отсутствует. У
побережий встречаются цветковые растения зостера, рупия. Наиболее богаты фитобентосом каменистые
участки дна.
В озерах зообентос менее обилен и разнообразен, чем в море. Его образуют простейшие
(инфузории, дафнии), пиявки, моллюски, личинки насекомых и др. Фитобентос озер образован свободно
плавающими диатомеями, зелеными и сине-зелеными водорослями; бурые и красные водоросли
отсутствуют.
Наземно-воздушная среда обитания
В ходе эволюции эта среда была освоена позже, чем водная. Ее особенность заключается в том,
что она газообразная, поэтому характеризуется низкими влажностью, плотностью и давлением, высоким
содержанием кислорода. В ходе эволюции у живых организмов выработались необходимые анатомоморфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации.
Животные в наземно-воздушной среде передвигаются по почве или по воздуху (птицы,
насекомые), а растения укореняются в почве. В связи с этим, у животных появились легкие и трахеи, а у
растений – устьичный аппарат, т.е. органы, которыми сухопутные обитатели планеты усваивают кислород
прямо из воздуха. Сильное развитие получили скелетные органы, обеспечивающие автономность
передвижения по суше и поддерживающие тела со всеми его органами в условиях незначительной
плотности среды, в тысячи раз меньшей по сравнению с водой. (таблица 3).
Таблица 3 Условия обитания организмов воздушной и водной среды
(по Д. Ф. Мордухай-Болтовскому, 1974)
Условия
Значение условий для организмов
(факторы) обитания
воздушной среды
водной среды
Влажность
Плотность
почвы)
Давление
Очень важное (часто в дефиците)
Незначительное(за
Почти не имеет
Не имеет (всегда в избытке)
исключением Большое по сравнению с ее ролью для
обитателей воздушной среды
Большое (может достигать 1000 атмосфер)
Существенное (колеблется в очень Меньшее по сравнению со значением для
Температура
больших пределах – от -80 до +1ОО°С
обитателей
и
воздушной среды (колеблется гораздо
более)
меньше, обычно от -2 до +40°С)
Кислород
Несущественное(большей частью в Существенное (часто в дефиците)
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 13 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
избытке)
Взвешенные
Неважное; не используются в пищу Важное (источник
вещества
(главным образом минеральные)
органические вещества)
Растворенные
В некоторой степени (имеют Важное
вещества
в
значение только в почвенных растворах)
необходимы)
окружающей среде
(в
пищи,
определенном
особенно
количестве
У животных и растений суши выработались свои, не менее оригинальные адаптации на
неблагоприятные факторы среды: сложное строение тела и его покровов, периодичность и ритмика
жизненных циклов, механизмы терморегуляции и пр. Выработалась целенаправленная подвижность
животных в поисках пищи, появились переносимые ветром споры, семена и пыльца растений, а также
растения и животные, жизнь которых всецело связана с воздушной средой. Сформировалась
исключительно тесная функциональная, ресурсная и механическая взаимосвязь с почвой.
Почва как среда обитания
Земля - единственная из планет имеет почву (эдасфера, педосфера)– особенную, верхнюю
оболочку суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время – она ровесница
сухопутной жизни на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил М.В. Ломоносов ("О
слоях земли"): "…почва произошла от согнития животных и растительных тел … долготою времени…". А
великий русский ученый Вас. Вас. Докучаев (1899) впервые назвал почву самостоятельным природным
телом и доказал, что почва есть "…такое же самостоятельное естественноисторическое тело, как любое
растение, любое животное, любой минерал … оно есть результат, функция совокупной, взаимной
деятельности климата данной местности, ее растительных и животных организмов, рельефа и возраста
страны…, наконец, подпочвы, т.е. грунтовых материнских горных пород. … Все эти агентыпочвообразователи, в сущности, совершенно равнозначные величины и принимают равноправное участие
в образовании нормальной почвы…".
И уже современный известный ученый почвовед Н.А. Качинский ("Почва, ее свойства и жизнь",
1975) дает следующее определение почвы: "Под почвой надо понимать все поверхностные слои горных
пород, переработанные и измененные совместным воздействием климата (свет, тепло, воздух, вода),
растительных и животных организмов".
Основными структурными элементами почвы являются: минеральная основа, органическое
вещество, воздух и вода.
Минеральная основа (скелет) (50-60% всей почвы) – это неорганическое вещество,
образовавшееся в результате подстилающей горной (материнской, почвообразующей) породы в
результате ее выветривания. Физико-химические свойства почв обусловлены в основном составом
почвообразующих пород.
От соотношения в почве глины и песка, размеров фрагментов, зависят проницаемость и
пористость почвы, обеспечивающие циркуляцию, как воды, так и воздуха. В умеренном климате
идеально, если почва образована равными количествами глины и песка, т.е. представляет суглинок. В
этом случае почвам не грозит ни переувлажнение, не пересыхание. И то и другое одинаково губительно
как для растений, так для и животных.
Органическое вещество – до 10% почвы, образуется из отмершей биомассы (растительная масса
– опад листьев, ветвей и корней, валежные стволы, ветошь травы, организмы погибших животных),
измельченной и переработанной в почвенный гумус микроорганизмами и определенными группами
животных и растений. Более простые элементы, образовавшиеся в результате разложения органики, вновь
усваиваются растениями и вовлекаются в биологический круговорот.
Воздух (15-25%) в почве содержится в полостях – порах, между органическими и минеральными
частицами. При отсутствии (тяжелые глинистые почвы) или заполнении пор водой (во время
подтоплений, таяния мерзлоты) в почве ухудшается аэрация и складываются анаэробные условия. В таких
условиях тормозятся физиологические процессы организмов, потребляющих кислород – аэробов,
разложение органики идет медленно. Постепенно накапливаясь, они образуют торф. Большие запасы
торфа характерны для болот, заболоченных лесов, тундровых сообществ. Торфонакопление особенно
выражено в северных регионах, где холодность и переувлажнение почв взаимообусловливают и
дополняют друг друга.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 14 из 48
Вода (25-30%) в почве представлена 4 типами: гравитационной, гигроскопической (связанной),
капиллярной и парообразной.
Гравитационная – подвижная вода, занимают широкие промежутки между частицами почвы,
просачивается вниз под собственной тяжестью до уровня грунтовых вод. Легко усваивается растениями.
Гигроскопическая, или связанная – адсорбируется вокруг коллоидных частиц (глина, кварц) почвы
и удерживается в виде тонкой пленки за счет водородных связей. Освобождается от них при высокой
температуре (102-105°С). Растениям она недоступна, не испаряется. В глинистых почвах такой воды до
15%, в песчаных – 5%.
Капиллярная – удерживается вокруг почвенных частиц силой поверхностного натяжения. По
узким порам и каналам – капиллярам, поднимается от уровня грунтовых вод или расходится от полостей с
гравитационной водой. Лучше удерживается глинистыми почвами, легко испаряется. Растения легко
поглощают ее.
Парообразная – занимает все свободные от воды поры. Испаряется в первую очередь.
Осуществляется постоянный обмен поверхностных почвенных и грунтовых вод, как звено общего
круговорот воды в природе, меняющий скорость и направление в зависимости от сезона года и погодных
условий.
Строение почвенного профиля
Строение почв неоднородно как по горизонтали, так и по вертикали. Горизонтальная
неоднородность почв отражает неоднородность размещения почвообразующих пород, положения в
рельефе, особенности климата и согласуется с распределением по территории растительного покрова. Для
каждой такой неоднородности (типа почв) характерна своя вертикальная неоднородность, или почвенный
профиль, формирующийся в результате вертикальной миграции воды, органических и минеральных
веществ. Этот профиль представляет собой совокупность слоев, или горизонтов. Все процессы
почвообразования протекают в профиле с обязательным учетом его расчленения на горизонты.
Независимо от типа почвы в ее профиле выделяют три основных горизонта, различающиеся по
морфологическим и химическим свойствам между собой и между аналогичными горизонтами в других
почвах:
1. Перегнойно-аккумулятивный горизонт А. В нем накапливается и преобразуется
органическое вещество. После преобразования часть элементов из этого горизонта выносится с водой в
нижележащие.
Этот горизонт наиболее сложный и важный из всего почвенного профиля по своей биологической
роли. Он состоит из лесной подстилки – А0, образованной наземным опадом (отмершая органика слабой
степени разложенности на поверхности почвы). По составу и мощности подстилки можно судить об
экологических функциях растительного сообщества, его происхождении, стадии развития. Ниже
подстилки располагается темноокрашенный гумусовый горизонт – А1, образованный измельченными,
разной степени разложения остатками растительной массы и массы животных. В деструкции остатков
участвуют позвоночные животные (фитофаги, сапрофаги, копрофаги, хищники, некрофаги). По мере
измельчения органические частицы поступают в следующий нижний горизонт – элювиальный (А2). В
нем происходит химическое разложение гумуса на простые элементы.
2. Иллювиальный, или горизонт вмывания В. В нем оседают и преобразуются в почвенные
растворы соединения, вынесенные из горизонта А. Это гуминовые кислоты и их соли, вступающие в
реакцию с корой выветривания и усваиваемые корнями растений.
3. Материнская (подстилающая) порода (кора выветривания), или горизонт С. Из этого
горизонта – тоже после преобразования – минеральные вещества переходят в почву.
Организм как среда обитания
Между организмами существуют не только трофические, но и топические связи. Результатом их
является создание одним организмом определенных экологических условий для другого, или по
выражению В.К. Беклемишева "кондиционирование" среды. Под пологом леса формируется свой
микроклимат, благоприятный для жизни многих животных и микроорганизмов. Здесь меньше амплитуда
температурных колебаний, более высокая влажность, ослаблена сила ветра по сравнению с открытым
пространством. На деревьях находится среда обитания для лиан ( в лесах Южного Приморья) и
эпифитных лишайников (высокогорные и северные районы Дальнего Востока), в дуплах и расщелинах
стволов устраивают жилища птицы и змеи.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 15 из 48
Для животных и растений, которые поселяются на или внутри другого организма, последний
является средой обитания или жизни. Взаимоотношения между ними называются симбиозом (symbiosis –
совместная жизнь). Различают несколько форм симбиотических отношений, основные: комменсализм,
паразитизм и мутуализм.
3 Экологические факторы и их классификации
Экологические факторы — это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на
организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов.
Экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы — компоненты неживой природы. К ним относят: климатические (свет,
температура, влажность, ветер, давление и др.), геологические (землетрясения, извержения вулканов,
движение ледников, радиоактивное излучение и др.), орографические (рельеф местности), эдафические,
или почвенно-грунтовые (плотность, структура, рН, гранулометрический состав, химический состав и
др.), гидрологические (вода, течение, соленость, давление и др.). Иначе абиотические факторы делят на
физические, химические и эдафические.
Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между
особями в популяциях и между популяциями в сообществах). При этом взаимоотношения могут быть
внутривидовыми (взаимодействия между особями одного вида) и межвидовыми (между особями разных
видов). По типу взаимодействия различают протокооперацию (симбиоз), мутуализм, комменсализм,
внутривидовую и межвидовую конкуренции, паразитизм, хищничество, аменсализм, нейтрализм. В
зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на фитогенные (влияние
растений), зоогенные (животных) и микробогенные (микроорганизмов).
Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на
живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение,
эрозия почв и др.). При этом различается воздействие человека как биологического организма и его
хозяйственная деятельность (техногенные факторы)
Экологические факторы могут оказывать на организм прямое действие и косвенное. Косвенное
воздействие осуществляется через другие экологические факторы. Например, высокая температура может
вызвать ожог (прямое действие), а может привести к обезвоживанию организма (косвенное воздействие).
Разные экологические факторы обладают различной изменчивостью в пространстве и во времени.
Одни из них относительно постоянны (например, сила тяготения, солнечная радиация, соленость
океана), другие очень изменчивы (например, температура и влажность воздуха, сила ветра).
Изменения факторов среды могут быть периодическими и непериодическими. Периодические
факторы регулярно повторяются во времени (например, изменение температуры воздуха и освещенности
в течение суток или года). Непериодические факторы не имеют периодичности (например, извержение
вулкана, нападение хищника). Периодические факторы делят на первичные и вторичные. Первичные
периодические факторы связаны с космическими причинами (освещенность, приливы, отливы и др.).
Вторичные периодические факторы возникают как следствие действия первичных факторов
(температура, количество осадков, биомасса, продуктивность и др.).
Экологические факторы оказывают на живые организмы различные воздействия:
ограничивающее, раздражающее, модифицирующее, сигнальное. Ограничивающее воздействие делает
невозможным существование в данных условиях. Раздражительное воздействие вызывает
биохимические и физиологические адаптации. Модификационное
воздействие вызывает
морфологические и анатомические изменения организмов. Сигнальное воздействие информирует об
изменениях других факторов среды.
В природе экологические факторы действуют совместно, т.е. комплексно. Комплекс факторов, под
действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное
развитие и размножение, называются условиями жизни. Условия, в которых размножения не
происходит, называются условиями существования.
Вопросы для самоконтроля
1.
Назовите уровни организации живой природы
2.
Какие уровни организации живой природы являются объектом изучения экологии?
3.
Какое явление носит название эмерджентность?
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
4.
5.
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 16 из 48
Дайте определение экологическим факторам, приведите их классификацию
Дайте определение понятиям организм и среда, приведите их краткую классификацию.
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 26-43.
2.А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 51-57.
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988., с.17-106
Лекция 3
Тема. Экология особи – аутоэкология. Реакция организмов на экологические факторы.
Законы экологии.
Цель лекции – сформировать представление об общих закономерностях действия факторов среды
на организмы
Ключевые слова – экологические факторы, абиотические, биотические, антропогенные,
лимитирующие факторы, толерантность, стенобионтные и эврибионтные организмы, среды жизни,
законы минимума и толерантности
Вопросы
1 Лимитирующие факторы. Закон минимума Ю. Либиха. Закон толерантности В. Шелфорда.
Диапазон толерантности. Стенобионтные и эврибионтные организмы.
2 Экологическое значение основных абиотических факторов в жизнедеятельности организмов.
Экологическая емкость среды.
1 Лимитирующие факторы. Закон минимума Ю. Либиха. Закон толерантности В.
Шелфорда. Диапазон толерантности. Стенобионтные и эврибионтные организмы.
Живые организмы хорошо адаптированы к периодическим факторам. Непериодические факторы
могут вызывать болезни и даже смерть живого организма. Человек использует это, применяя пестициды,
антибиотики и другие непериодические факторы. Однако длительное их воздействие также может
вызвать к ним адаптацию.
Адаптации — различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в
процессе эволюции. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи: от
молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации — одно из основных свойств живой
материи, обеспечивающее возможность ее существования. Адаптации развиваются под действием трех
основных факторов: наследственность, изменчивость и естественный (а также искусственный) отбор.
Существует три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды:
активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий.
Активный путь — усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих
осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума.
Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и
млекопитающих), оптимальной для протекания биохи-мических процессов в клетках.
Пассивный путь — подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды.
Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда
обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение
семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т.д.).
Избегание неблагоприятных воздействий — выработка организмом таких жизненных циклов и
поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции
животных.
Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех
возможных путей адаптации.
Адаптации можно разделить на три типа: морфологические, физиологические и этологические.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 17 из 48
Морфологические адаптации сопровождаются изменением в строении организма (например,
видоизменение листа у растений пустынь). Морфологические адаптации у растений и животных приводят
к образованию определенных жизненных форм.
Физиологические адаптации — изменения в физиологии организмов (например, способность
верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления запасов жира).
Этологические адаптации — изменения в поведении (например, сезонные миграции
млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период). Этологические адаптации характерны для
животных.
Живые организмы хорошо адаптированы к периодическим факторам. Непериодические факторы
могут вызывать болезни и даже смерть живого организма. Человек использует это, применяя пестициды,
антибиотики и другие непериодические факторы. Однако длительное их воздействие также может
вызвать к ним адаптацию.
Однако в характере воздействия разнообразных экологических факторов на организмы
и в их ответных реакциях можно выделить определенные закономерности.
Экологические закономерности и характер действия факторов среды описаны Ю. Одумом, а
обобщены Н.Ф. Реймерсом.
Первая закономерность - наличие оптимального для данного вида значения фактора среды.
Каждый фактор имеет пределы положительного влияния на организмы. Как недостаточное, так и
избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей (рисунок 2)
По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной
жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы выносливости организма.
Рисунок 2 . Влияние интенсивности фактора на жизнедеятельность организмов
Оптимум — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность
жизнедеятельности организмов максимальна. Чем сильнее отклонение от оптимума в сторону увеличения
или уменьшения степени воздействия фактора, тем больше выражено угнетающее действие фактора
на организм. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости
существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости. Способность
живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или
иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью,
пластичностью). Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости
называется зоной толерантности.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 18 из 48
«Закон экологической толерантности», сформулированный В. Шелфордом в 1913 году, в
общем виде гласит: рост и развитие организмов зависят в первую очередь от тех факторов среды,
значения которых приближаются к экологическому минимуму или экологическому максимуму. У
каждого вида организмов — свои оптимальные значения действия факторов среды и свои пределы
выносливости. Чтобы выразить степень толерантности, существуют термины, в которых используют
приставки стено-, что значит «узкий», и эври- — «широкий», отсюда обозначение отношения организмов
и факторов среды:
Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой — стенобионтными
(рисунок 3 и 4). Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются
эвритермные, а приспособленные к узкому интервалу
температур — стенотермные. Таким же образом по отношению к давлению различают эври- и
стенобатные организмы, по отношению к степени засоления среды — эври- и стеногалинные, и т.д.
Экологические валентности отдельных индивидуумов не совпадают. Поэтому экологическая
валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи.
Экологические валентности вида к разным экологическим факторам могут существенно
отличаться. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет
экологический спектр вида.
Так, песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха около 80° (от +30 до —
50°С), а тепловодные рачки Copila mirabile не выдерживают даже незначительных колебаний
температуры. Их температурный оптимум лежит внутри диапазона от +23 до +29°С, что составляет всего
6°. Аналогичный пример можно привести относительно двух видов рыб: форели и окуня. Форель не в
состоянии выносить большие колебания температуры, и потому ее относят к стенотермным видам, у
окуня другие пределы выносливости, его относят к эвритермным организмам.
Пороговый эффект - малое изменение или воздействие может оказаться критическим и вызвать
негативные последствия (если система находится в предпороговой области).
Например, массовая гибель деревьев после длительного воздействия загрязненного воздуха.
Вторая закономерность в действии факторов среды на организм — правило ограничивающего
(лимитирующего) фактора. Способность вида к воспроизводству особей, распространению и
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 19 из 48
конкуренции не беспредельна и ограничивается тем фактором, который сильнее всего отклоняется в ту
или иную сторону от оптимума. И если действие одного из факторов выходит за пределы выносливости,
существование вида становится невозможным. Такой фактор и называют лимитирующим. Данную
закономерность отметил немецкий химик Ю. Либих в 1840 году. Он обнаружил, что урожай зависит
не от тех элементов питания, которые присутствуют в большом количестве, а от тех, которые
приближаются к экологическому минимуму. Позже так называемый «закон минимума» Либиха (рост
растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве) был
распространен и на другие экологические факторы.
Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости
вида, называется лимитирующий (ограничивающий) фактор. Такой фактор будет ограничивать
распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными.
Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида. Знание человеком лимитирующих
факторов для того или иного вида организмов позволяет, изменяя условия среды обитания, либо
подавлять, либо стимулировать его развитие.
Третья закономерность — факторы окружающей среды действуют на организмы не каждый в
отдельности, в природе происходит взаимодействие и компенсация факторов. Например, жара
переносится легче, если воздух не влажный, а сухой. Сильный мороз без ветра человек и животные
переносят легче, в ветреную же погоду при сильном морозе очень велика вероятность обморожения.
Таким образом, температурный фактор тесно связан с фактором влажности. Эту взаимосвязь можно
изобразить графически — путем построения климатограмм.
Такие графики полезны для определения пригодности комбинации температуры и влажности в
районах предполагаемой интродукции растений или промысловых животных, а также при использовании
климатических камер, которые позволяют поддерживать любую желаемую комбинацию температуры,
влажности и освещения.
Взаимодействие и компенсация факторов были подтверждены опытным путем: при добавлении в
воду токсичного кадмия экологический оптимум ракообразных смещается как в отношении температуры,
так и солености, а также изменяются пределы толерантности. Иногда организм способен заменить, хотя
бы частично, дефицитный элемент другим, химически близким. Так, в местах, где много стронция,
моллюски способны заменять до некоторой степени кальций на стронций. Замечено также, что растениям
нужно меньше цинка, если они растут на ярком солнечном свету. Компенсация экологических факторов
— это стремление организма ослабить лимитирующее действие физических, биотических и
антропогенных влияний. Так, при разных температурах один и тот же вид, имеющий широкое
географическое распространение, может приобретать физиологические и морфологические особенности,
адаптированные к местным условиям. Здесь уместно привести правило Д. Аллена (1878г): у животных
выступающие части тела — уши, хвосты, лапы тем короче, (правило Бергмана -1848г) а тело — тем
массивнее, чем холоднее климат. Примером также может быть выработка определенных жизненных
циклов и внутренних ритмов в ответ на изменение факторов среды.
Современная экология располагает обширной аксиоматикой, относящейся ко всем уровням
организации природных систем. Некоторые, достаточно общие постулаты, теоремы, правила
заимствованы из смежных дисциплин и опираются на фундаментальные законы естествознания. Таковы
начала термодинамики, законы сохранения вещества и энергии, закон минимума диссипации
(рассеивания) энергии Л. Онсагера - И. Пригожина и др. Среди них есть несколько принципов, важных
для понимания поведения экологических систем, их способности к самоподцержанию и авторегуляции.
Закон больших чисел: совокупное действие большого числа случайных факторов приводит, при
некоторых общих условиях, к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный
характер.
Принцип Ле Шателье - Брауна - при, внешнем воздействии, выводящем систему из состояния
устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего
воздействия уменьшается.
В мире действует закон всеобщей связи вещей и явлений в природе ив обществе. Он связан с
законом физико-химического единства живого вещества, законом развития системы за счет окружающей
ее среды и законом постоянства количества живого вещества, сформулированных В.И.Вернадским: любая
система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и
информационных возможностей окружающей ее среды; изолированное саморазвитие невозможно.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 20 из 48
Закон цепных реакций. Любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию
цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых
взаимосвязей и новой системной иерархии.
Закон оптимальности. Любая система функционирует с наибольшей эффективностью в
некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.
Правило максимального «давления жизни». Вместе с этим в живой природе действует правило
максимального «давления жизни»: организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей
максимально возможное их число.
Законы экодинамики. Помимо константности количества живого вещества в живой природе
наблюдается постоянное сохранение вещественной, энергетической и информационной структуры, хотя
она и несколько изменяется в ходе эволюции. Эти свойства Ю. Голдсмит (1981) обозначил как законы
экодинамики. Первый из них - закон сохранения структуры биосферы, второй - закон стремления к
климаксу, т.е. к достижению экологической зрелости и равновесности экосистем.
Существуют и другие, более частные системные обобщения в экологии. Во многих руководствах
часто цитируют аксиомы-поговорки известного американского ученого
Б. Коммонера (1974), названные автором «законами экологии»:
1 Все связано со всем (всеобщая связь процессов и явлений в природе).
2 Все должно куда-то деваться (любая природная система может развиваться только за счет
использования энергетических и информационных возможностей окружающей её среды).
3 Природа «знает» лучше (пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах
и функциях природы, мы легко можем навредить природе, пытаясь её улучшить).
4 Ничто не дается даром (глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках
которого ничто не может быть выиграно или потеряно, не может быть объектом всеобщего улучшения;
все извлеченное в процессе человеческого труда должно быть возмещено).
2 Экологическое значение основных абиотических факторов в жизнедеятельности
организмов. Экологическая емкость среды.
Свет один из основных экологических факторов. При прохождении солнечной радиации через
атмосферу около 19 % поглощается облаками, водяными парами и т.д., 34 % отражается обратно в
космос, 47 % достигает земной поверхности, из них 24 % - прямая радиация и 23 % - отраженные лучи.
По отношению к условиям освещенности растения делят на следующие экологические группы.
Гелиофиты (светолюбивые) - растения, обитающие в условиях хорошего освещения. Они имеют мелкие
листья, сильно ветвящиеся побеги, значительное количество пигментов в листьях и др. Сциофиты
(тенелюбивые) — растения, плохо переносящие прямые солнечные лучи. Для них характерны крупные,
тонкие листья, расположенные горизонтально, с меньшим количеством устьиц. Факультативные
гелиофиты (теневыносливые) — растения, способные обитать как в условиях хорошего освещения, так и
в условиях затенения. Имеют переходные черты. Гелофиты - растения болот.
Для животных свет — это условие ориентации. Животные бывают с дневным, ночным и
сумеречным образом жизни.
По отношению к условиям освещенности животных делят:
фотофилы – светолюбивые, фотофобы–тенелюбивые (стенофотные и эврифотные).
Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптации организмов
Одним из самых надежных сигналов является длина дня .
Суточная цикличность- это врожденные свойства вида, они являются внутренними
(эндогенными) ритмами.
Способность организма чувствовать внутренние ритмы называют –биологическими часами.
Наследственная реакция организма на сезонные изменения длины дня –фотопериодизм.
Развитие живой природы по сезонам происходит в соответствии с биоклиматическим законом
ХОПКИНСА. «Сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависит от широты,
долготы местности и ее высоты над уровнем моря.
Изучением закономерностей сезонного развития природы занимается прикладная отрасль
экологии – фенология (наука о явлениях)
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 21 из 48
Согласно закона Хопкинса, применительно к северной Америки, сроки наступления сезонных
явлений различаются в среднем на 4 дня на каждый градус широты, на каждые 5 градусов долготы и на
120 метров высоты над уровнем моря.
Чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступление весны и раньше - осени.На
территории Европы сезонные явления различаются на - 3дня.
Температура как абиатический фактор
Как повышение так и понижение температуры в организме приводит к прекращению жизненных
функций организма. Критическим моментом является замерзание воды в клетках, или денатурация
белков. Границы оптимальных температур активной жизнедеятельности организмов находится в
пределах 0-50 °C.
Виды, предпочитающие холод – криофилы.
Свыше 80 % земной биосферы относится к постоянно холодным областям с температурой ниже
+5 °C – это глубины Мирового океана, арктические
•
и антарктические пустыни, тундры, высокогорья. Обитающие здесь виды обладают
повышенной холодостойкостью. Основные механизмы этих адаптаций биохимические - накопление в
клетках макромолекулярных веществ -антифризов, которые понижают точку замерзания жидкостей тела.
•
Другой путь холодостойкости – выносливость к замерзанию – связан с временным
прекращением активного состояния (гипобиозом или криптобиозом). Так, жуки-жужелицы в тундрах
выдерживают переохлаждение до -35 °C, накапливая к зиме до 25 % глицерина и снижая содержание
воды в теле с 65 до 54 %. Летом глицерин в их теле не обнаруживается.
Некоторые насекомые выдерживают зимой до -47 и даже -50 °C с замерзанием внеклеточной, но
не внутриклеточной влаги.
•
Термофилы – это экологическая группа видов, оптимум жизнедеятельности которых
находится в области высоких температур.
•
Наиболее устойчивы бактерии. Некоторые архебактерии способны к росту и делению
клеток при температурах, превышающих +110 °C.
•
Бактерии, окисляющие серу размножаются при +(85–90)°С.
•
Обнаружена даже способность ряда видов расти в практически в кипящей воде.
•
Внешнее тепло –экзогенное.
•
Внутреннее тепло – эндогенное.
Живые организмы с непостоянной температурой тела –пойкилотермные (эктотермыхолоднокровные).
•
Живые организмы с постоянной температурой тела –гомойотермные (эндотермытеплокровные). Гомойотермные животные впадающие в спячку или временное оцепенениесоставляют
группу гетеротермных. Таковы сурки, суслики, летучие мыши, ежи, колибри, стрижи и др.
•
Способы регуляции температурного баланса у животных -поведенческие, морфологические
и физиологические.
•
– поведенческие: перемена позы, активный поиск благоприятных мест обитания, целый ряд
специализированных форм поведения, направленных на создание микроклимата (рытье нор, сооружение
гнезд и др.).Рисунок 1. В ряде случаев гомойотермные животные используют в целях терморегуляции
групповое поведение.
химическая терморегуляция – рефлекторное увеличение теплопродукции в ответ на понижение
температуры
среды.
Химическая терморегуляция полностью отсутствует у пойкилотермных.
•
Физическая терморегуляция к холоду осуществляется за счет сохранения его в теле
животного, а защита от перегрева путем усиления теплоотдачи во внешнюю среду. Рис 2. (Анабиоз –
зимняя спячка, летняя - эстивация)
•
Немаловажное значение для поддержания температурного баланса имеет отношение
поверхности тела к его объему.
•
Согласно правила Бергмана (1848г) у теплокровных животных размер тела особей у
Северных популяций вида по сравнению с южными.
•
Правило Д.Аллена (1878г.)-увеличение выступающих частей тела ( конечностей, хвоста,
ушей) наблюдается у южных популяций вида по сравнению с северными.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 22 из 48
Вода как абиатический фактор
Вода обеспечивает протекание в организме обмена веществ и нормальное функционирование
организма в целом.
В среднем 0,5 % поступившей воды идет на фотосинтез, а остальная – на восполнение потерь от
испарения и поддержание тургора. Вода испаряется со всех поверхностей, соприкасающихся с воздухом.
Различают устьичную, кутикулярную и перидермальную транспирацию.
•
Интенсивность общей транспирации повышается с увеличением освещенности,
температуры, сухости воздуха и при ветре.
•
По приспособлениям наземных растений к кратковременным колебаниям условий
водоснабжения и испарения различают пойкилогидрические и гомойогидрические виды.
•
Гомойогидрические растения способны поддерживать относительное постоянство
обводненности тканей. К ним относят большинство высших наземных растений. Для них характерна
крупная центральная вакуоль в клетках. Благодаря этому клетка всегда имеет запас воды и не так сильно
зависит от изменчивых внешних условий.
•
У пойкилогидрических растений содержание воды в тканях непостоянно и сильно
зависит от степени увлажнения окружающей среды. Они не могут регулировать транспирацию и легко и
быстро теряют и поглощают воду, используя влагу росы, туманов, кратковременных дождей, в сухом
состоянии находятся в анабиозе.
Экологические группы растений по отношению к воде
•
Гидатофиты – это водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду (
водяные лютики, валлиснерия, уруть). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают.
Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды.
•
Гидрофиты – это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по
берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. К ним относятся- тростник, кувшинки, лилии и др.
•
Гигрофиты – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и
часто на влажных почвах (рис, папирус ,росянка и др.)
•
Мезофиты - могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху
(вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, пустынные
эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений).
Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением могут сами добывать воду при ее
недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи (растения пустынь, степей,
жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн.)
•
Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.
•
Суккуленты– сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных
органах. Стеблевые суккуленты – кактусы, кактусовидные молочаи;
•
листовые суккуленты – алоэ, агавы;
•
корневые суккуленты – аспарагус.
•
Склерофиты– это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями,
иногда свернутыми в трубочку (полынь холодная, эдельвейс, ковыли, тонконоги, типчак и др.).
Водный баланс наземных животных
•
Животные получают воду тремя основными путями: через питье, вместе с сочной пищей и
в результате метаболизма.
•
Среди животных можно выделить:
•
гигрофилы- влаголюбивые виды (комары); ксерофилы - сухолюбивые виды (жукискакуны, пустынная саранча и др.) ;
•
Мезофилы -промежуточная группа .
•
Способы регуляции водного баланса у животных : поведенческие ( поиск водопоев),
морфологические (раковины наземных улиток, ороговевшие покровы рептилий и т.д), физиологические
(использование метаболической влаги, снижение потоотделения, выделение воды через слизистые
поверхности, с мочей и т.д.).
Кислород поступает в воду в основном за счет фотосинтетической деятельности водорослей и
диффузии из воздуха.
•
Содержание кислорода в воде не превышает 10мл в 1 л, это в 21 раз ниже, чем в
атмосфере. В мировом океане богатые жизнью глубины от 50 до 1000 м характеризуются резким
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 23 из 48
ухудшением аэрации – она в 7-10 раз ниже, чем в поверхностных водах, населенных фитопланктоном.
Среди водных обитателей можно выделить-эвриоксибионты и стеноксибионтны.
Солевой режим воды. Большинство водных обитателей пойкилосмотичны: осмотическое
давление в их теле зависит от солености окружающей воды.
•
Многие пойкилосмотические виды переходят в солевой анабиоз. Позвоночные животные,
высшие раки, насекомые и их личинки, относятся к гомойосмотическим видам, сохраняя постоянное
осмотическое давление в теле независимо от концентрации солей в воде.
Истинно эвригалинных видов, способных в активном состоянии обитать как в пресной, так и в
соленой воде, среди водных обитателей не так много. Многие виды способны при недостатке кислорода
впадать в неактивное состояние – аноксибиоз.
Нехватка кислорода в воде приводит иногда к катастрофическим явлениям – заморам,
сопровождающимся гибелью множества гидробионтов.
Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше. Амплитуда годовых колебаний
температуры в верхних слоях океана не более 10–15 C, в континентальных водоемах – 30–35 C. Глубокие
слои воды отличаются постоянством температуры. Между верхними слоями воды с выраженными в них
сезонными колебаниями температуры и нижними, где тепловой режим постоянен, существует зона
температурного скачка, или термоклина. Термоклин резче выражен в теплых морях, где сильнее перепад
температуры наружных и глубинных вод. Наблюдается весенняя и осенняя стагнация вод.
Световой режим водоемов. Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе. День под водой короче,
чем на суше (5ч-15 мин.).
Лучи с разной длиной волны поглощаются неодинаково: красные исчезают уже недалеко от
поверхности, затем зеленый, затем голубой, синий и сине-фиолетовый цвет, сменяясь наконец
постоянным мраком. Соответственно сменяют друг друга с глубиной зеленые, бурые и красные
водоросли. Окраска животных меняется с глубиной так же закономерно.
Граница зоны фотосинтеза поэтому сильно варьирует в разных водоемах. В самых чистых водах
эуфотическая зона, или зона фотосинтеза, простирается до глубин не свыше 200м, сумеречная или
дисфотическая зона занимает глубины до 1000–1500 м, а глубже, в афотическую зону, солнечный свет
не проникает совсем. В темных глубинах океана в качестве источника зрительной информации организмы
используют свет испускаемый живыми существами – явление биолюминесценции. Живые организмы
испускают свет импульсами, обычно в ответ на раздражения, поступающие из внешней среды.
Эдафические факторы среды (от греч. «эдафос» – основание, почва)- это её физическая
структура, механический и химический её состав, РН, содержание органических веществ, аэрация,
влагоёмкость и др.
Можно выделить целый ряд экологических групп растений по отношению к разным свойствам
почв.
•
По реакции на кислотность почвы растения подразделяются на:
1) ацидофильные виды –растут на кислых почвах с рН менее 6,7 (растения сфагновых болот,
белоус);
2) нейтрофильные – тяготеют к почвам с рН 6,7–7,0 (большинство культурных растений);
3) базифильные– растут при рН более 7,0 (мордовник, лесная ветреница);
4) индифферентные – могут произрастать на почвах с разным значением рН (ландыш, овсяница
овечья).
•
По отношению к валовому составу почвы растения различают:
1) олиготрофные растения, довольствующиеся малым количеством зольных элементов (сосна
обыкновенная);
2) эвтрофные, нуждающиеся в большом количестве зольных элементов (дуб, пролесник
многолетний);
3) мезотрофные, требующие умеренного количества зольных элементов (ель обыкновенная).
Нитрофилы– растения, предпочитающие почвы, богатые азотом (крапива двудомная);
Галофиты - растения засоленных почв (солерос, сарсазан, кокпек);
Петрофиты- растут на каменистых почвах;
Псаммофиты - заселяют сыпучие пески.
•
Решающую роль в образовании почвы играют растения и комплекс почвенных организмов
–эдафон ( бактерии,грибы, личинки, черви и др.).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 24 из 48
•
Эдафон составляет 4-7% всей органики почвы и принимает участие в образовании
мёртвого органического вещества, который под действием детритофагов превращается в гуминовые
вещества- гумус.
•
Содержание гумуса в почве определяет плодородие почв.
Обитатели почв: -микрофауна-(простейшие, коловратки, тихоходки, нематоды и др.) их размер2-15мкм. Они живут почвенных порах; Мезофауна- в основном членистоногие: многочисленные группы
клещей, первичнобескрылые насекомые с размером от десятых долей до 2–3 мм. Макрофауна -более
крупные животные, с размерами тела от 3 до 20 мм. Это личинки насекомых, многоножки, дождевые
черви и др. Мегафауна почв – это крупные землерои, в основном из числа млекопитающих. Ряд видов
проводит в почве всю жизнь (слепыши, слепушонки, цокоры, кроты );
Экологическая емкость среды - способность природной среды вмещать антропогенные
нагрузки, вредные химические и иные воздействия в той степени, в которой они не приводят к деградации
земель и всей окружающей среды. Нагрузки на природу сверх ее экологической емкости приводят к
нарушению естественного закона экологического равновесия.
Классификации жизненных форм растений.
Первые классификации основывались на внешнем виде растений, определяющем ландшафт
местности. Ниже приводится одна из таких классификаций.
1.
Деревья - многолетние растения с деревенеющими надземными частями, ярко выраженным
одним стволом, не ниже 2 м высоты.
2.
Кустарники — многолетние растения с деревенеющими надземными частями. В отличие
от деревьев, не имеют ясно выраженного одного ствола; ветвление начинается от самой земли, поэтому
образуется несколько равноценных стволов.
2. Кустарнички сходны с кустарниками, но низкорослы, не выше 50 см.
3. Полукустарники отличаются от кустарничков тем, что у них одревесневают только нижние
части побегов, верхние часто отмирают.
4. Лианы — растения с лазающими, цепляющимися и вьющимися стеблями.
5. Суккуленты — многолетние растения с сочными стеблями и листьями, содержащими запас
воды.
6. Травяные растения — многолетние и однолетние растения, у которых отмирают на зиму
надземные части (многолетники, двулетники) или отмирает все растение (однолетники).
Более поздние классификации основывались на приспособительных признаках растений к
условиям существования. Среди специалистов-ботаников популярна классификация К. Раункиера (1905)
по положению почек или верхушек побегов в течение неблагоприятного времени года по отношению к
поверхности почвы и снегового покрова. Этот признак имеет глубокий биологический смысл: защита
меристем, предназначенных для продолжения роста, обеспечивает непрерывное существование особи в
условиях резко изменяющейся среды.
I. Фанерофиты (Ph) — растения, почки возобновления которых находятся высоко над
поверхностью земли (выше 30 см). К ним относятся деревья и кустарники.
II. Хамефиты (Ch) — растения, почки возобновления которых расположены у поверхности почвы
или не высоко (не выше 20—30 см), зимой могут оказаться под снегом. Это полукустарники и мелкие
кустарнички.
III.Гемикриптофиты (НК) — растения, почки возобновления которых находятся на уровне
поверхности почвы, или в самом поверхностном ее слое, часто покрытом подстилкой. Сюда относят
большинство многолетних трав.
IV.Криптофиты (К) — растения, почки возобновления которых скрыты в почве (геофиты) или
под водой (гелофиты и гидрофиты). К этим растениям относят луковичные, клубневые и корневищные
растения.
V.Терофиты (Тh) — однолетние растения, не, имеющие почек возобновления; размножаются
только семенами.
Классификации жизненных форм животных.
Д.Н. Кашкаров (1945) классифицировал жизненные формы животных по характеру передвижения
в разных средах.
I. Плавающие формы.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 25 из 48
1. Чисто водные: а) нектон; 6) планктон; в) бентос.
2, Полуводные: а) ныряющие; б) неныряющие; в) лишь добывающие из воды пищу.
II. Роющие формы.
1. Абсолютные землерои (всю жизнь проводящие под землей).
2. Относительные землерои (выходящие на поверхность).
III. Наземные формы.
1. Не делающие нор: а) бегающие; б) прыгающие; в) ползающие.
2. Делающие норы: а) бегающие; б) прыгающие; в) ползающие.
3. Животные скал.
IV. Древесные лазающие формы: а) не сходящие с деревьев; б) лишь лазающие по деревьям.
V. Воздушные формы: а) добывающие пищу в воздухе; б) высматривающие пищу с воздуха.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое среда обитания и какие среды заселены организмами? Понятие об экологических
факторах.
2. Как называют совокупность факторов неорганической среды? Дайте характеристику этим
факторам.
3. Как называют совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на
жизнедеятельность других?
4. В чем заключаются внутривидовые и межвидовые взаимоотношения? Адаптационные
процессы, значение при этом периодических и непериодических факторов.
5. Как называются генетические изменения в организме, являющиеся источником адаптации?
6. Как называются экологические факторы, ограничивающие развитие организма? Законы
минимума Ю. Либиха и толерантности В. Шелфорда.
7. В чем существо совокупного и изолированного действия экологических факторов? Закон В. Р.
Вильямса.
8. Что понимается под диапазоном толерантности организма?
9.Как влияет температура на жизнь растений и животных? Общий закон биологической стойкости.
10.Какое значение имеет свет для жизни на Земле?
11.Как отражаются погодные условия на растениях и животных? Биоклиматический закон
Хопкинса.
12.Какие важнейшие экологические группы растений и животных выделяют в зависимости от
способов адаптации их к влаге?
13.Какие вы знаете основные экологические факторы водной среды? Дайте им характеристику.
14.В чем заключается влияние на организмы физических и химических факторов воздушной
среды?
15.Биологические макро- и микроэлементы как экологические факторы.
16.Что понимают под эдафическими факторами? Экологические факторы почв.
Рекомендуемая литература
Основная
1. В. И. Коробкин, Л. В. Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001.,с. 43-76
2. А.М. Никаноров, Т. А. Хоружая . «Экология» .М.,2000, с.51-69.
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988., с. 17-106
2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии СанктПетербург « Специальная литература» 1997.
Лекция 4
Тема. Экология популяций – демэкология. Статические характеристики популяции.
Цель лекции – сформировать представление о популяции, ее основных характеристиках и
закономерностях функционирования
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 26 из 48
Ключевые слова – популяция, численность и плотность популяции, генофонд, половая и
возрастная структура, регуляция численности, кривые выживания, рождаемость, смертность
Вопросы:
1 Понятие и критерии популяции.
2 Статистические характеристики популяций: численность (плотность) и биомасса популяций,
возрастной и половой состав.
3 Пространственное размещение популяций и его характер: случайное, равномерное и групповое.
Принцип Олли.
1 Понятие и критерии популяции.
Биологический вид — это совокупность особей, обладающих наследственным сходством
морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных к скрещиванию с
образованием плодовитого потомства, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих
в природе определенную область (ареал). Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого
особи распределены неравномерно, группами — популяциями. Целостность вида поддерживается
связями между популяциями.
Популяция — совокупность особей одного вида, способных к самовоспроизводству, которая
длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей
того же вида. Контакты между особями одной популяции чаще, чем между особями разных популяций.
Например, уровень панмиксии (свободного скрещивания) внутри популяции выше, чем между особями
разных популяций. Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции.
Любая популяция обладает следующими особенностями: 1) существование ее на протяжении
большого числа поколений; 2) наличие определенной степени панмиксии, т.е. свободного скрещивания
особей; 3) определенная степень изоляции популяции.
Ареал. Пространство, на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей
жизнедеятельности, называется ареалом — областью распространения. Ареал может быть сплошным или
разорванным (дизъюнктивным), если между его частями возникают различные преграды (водные,
орографические и др.), пространства, не заселенные представителями данного вида. Выделяют различные
центры ареалов: геометрический центр; центр возникновения вида в пределах ареала; центр обилия —
часть ареала, на которой сосредоточено наибольшее количество особей.
В зависимости от величины ареала и характера распространения различают космополитов,
убиквистов, эндемиков. Космополиты — виды растений и животных, представители которых
встречаются на большей части обитаемых областей Земли (например, комнатная муха, серая крыса).
Убиквисты — виды растений и животных с широкой экологической валентностью, способны
существовать в разнообразных условиях среды, имеют обширные ареалы (например, тростник
обыкновенный, волк). Эндемики— виды растений и животных, которые имеют небольшие ограниченные
ареалы (часто встречаются на островах океанического происхождения, в горных районах и
изолированных водоемах).
Для животных также различают трофический и репродуктивный ареалы, между которыми
существует связь в виде путей пролета для птиц или путей миграции для некоторых млекопитающих и
рыб.
Классификация популяций. Популяции различаются по размерам и степени генетической
самостоятельности, длительности существования, способу размножения особей и т.д.
По размерам занимаемой популяцией территории и степени связи между особями различают
элементарные (локальные), экологические и географические популяции. Элементарная (локальная)
популяция — элементарная группировка особей, характеризующаяся практически полной панмиксией.
Экологическая популяция — совокупность пространственно смежных элементарных популяций.
Географическая популяция — совокупность групп пространственно смежных экологических
популяций.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 27 из 48
По способности к самовоспроизведению и самостоятельной эволюции популяции бывают
перманентные (постоянные) и темпоральные (временные).
Перманентные (постоянные) — популяции, относительно устойчивые в пространстве и во
времени, способные к неограниченно длительному самовоспроизведению, являются элементарными
единицами эволюции.
Темпоральные (временные) — популяции, неустойчивые в пространстве и во времени,
неспособные к длительному самовоспроизведению, с течением времени либо преобразуются в
перманентные, либо исчезают.
По способу размножения популяции делят на панмиктические, клональные и клональнопанмиктические.
Панмиктические популяции состоят из особей, размножающихся половым путем, для которых
характерно перекрестное оплодотворение.
Клональные популяции состоят из особей, для которых характерно только бесполое размножение.
Клонально -панмиктические популяции образованы особями с чередованием полового и бесполого
размножения.
2 Статистические характеристики популяций: численность (плотность) и биомасса
популяций, возрастной и половой состав.
Популяции, будучи групповыми объединениями, обладают рядом специфических свойств,
которые не присущи каждой отдельной особи:
численность, плотность, рождаемость, смертность, скорость роста и др. Кроме того, популяции
свойственна определенная организация:
генетическое единство популяции, фенотипическая общность особей, половая, возрастная,
генетическая, пространственно-этологическая и другие структуры.
Количественные показатели (характеристики) популяции можно разделить на статические и
динамические. Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент
времени. Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры (половая, возрастная,
генетическая, пространственно-этологическая).
Численность — число особей в популяции. Численность популяции может значительно
изменяться во времени. Она зависит от биотического потенциала вида и внешних условий.
Плотность — число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или
объема.
Половая структура (половой состав) — соотношение особей мужского и женского пола в
популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов.
Теоретически соотношение полов должно быть одинаковым: 50 % от общей численности должны
составлять мужские особи, а 50 % — женские особи. Фактическое соотношение полов зависят от
действия различных факторов среды, генетических и физиологических особенностей вида.
Различают первичное, вторичное и третичное соотношения. Первичное соотношение —
соотношение, наблюдаемое при формировании половых клеток (гамет). Обычно оно равно 1:1. Такое
соотношение обусловлено генетическим механизмом определения пола. Вторичное соотношение —
соотношение, наблюдаемое при рождении. Третичное соотношение — соотношение, наблюдаемое у
взрослых половозрелых особей.
Например, у человека во вторичном соотношении несколько преобладают мальчики, в третичном
— женщины: на 100 мальчиков рождается 106 девочек, к 16—18 годам из-за повышенной мужской
смертности это соотношение выравнивается и к 50 годам составляет 85 мужчин на 100 женщин, а к 80
годам — 50 мужчин на 100 женщин.
У некоторых рыб (р. Пецилия) различают три типа половых хромосом: Y, X и W, из них Yхромосома несет гены мужского пола, а X и W-хромосомы — гены женского пола, но разной степени
«мощности». Если генотип особи имеет вид YY, то развиваются самцы, если XY — самки, если же WY,
то в зависимости от условий среды развиваются половые признаки самца или самки.
В популяциях меченосцев соотношение полов зависит от значения рН среды. При рН = 6,2
количество самцов в потомстве составляет 87-100 %, а при рН = 7,8 - от 0 до 15 %.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 28 из 48
Возрастная структура (возрастной состав) — соотношение в популяции особей разных
возрастных групп. Абсолютный возрастной состав выражает численность определенных возрастных
групп в определенный момент времени. Относительный возрастной состав выражает долю или процент
особей данной возрастной группы по отношению к общей численности популяции. Возрастной состав
определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости,
продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др.
В зависимости от способности особей к размножению различают три группы:
предрепродуктивную (особи еще не способные размножаться), репродуктивную (особи способные
размножаться) и пострепродуктивную (особи уже не способные размножаться). Возрастные группы
могут быть подразделены и на более мелкие категории.
Например, у растений выделяют следующие состояния: покоящееся семя, проростки и всходы,
ювенильное состояние, имматурное состояние, виргинильное состояние, раннее генеративное, среднее
генеративное, позднее генеративное, субсенильное, сенильное (старческое), состояние полутрупа.
Возрастную структуру популяции выражают при помощи возрастных пирамид.
Генетическая структура — соотношение в популяции различных генотипов и аллелей.
Совокупность генов всех особей популяции называют генофондом. Генофонд характеризуют частоты
аллелей и генотипов. Частота аллеля — это его доля во всей совокупности аллелей данного гена. Сумма
частот всех аллелей равна единице:
Р + q = 1,
где р — доля доминантного аллеля (A); q — доля рецессивного аллеля (а).
Зная частоты аллелей, можно вычислить частоты генотипов в популяции:
(р + q)2 = p2 + 2pq+q2= 1,
где р и q — частоты доминантного и рецессивного аллелей соответственно, р2 — частота
гомозиготного доминантного генотипа (/4/4), 2pq — частота гетерозиготного доминантного генотипа (Аа),
q2 — частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа).
Рисунок 5 Тип популяций. 1- растущая; 2- стабильная; 3- сокращающая
Согласно закону Харди-Вайнберга, относительные частоты аллелей в популяции остаются
неизменными из поколения в поколение. Закон Харди-Вайнберга справедлив, если соблюдаются
следующие условия:
1) популяция велика;
2) в популяции осуществляется свободное скрещивание;
3) отсутствует отбор;
4) не возникает новых мутаций;
5) нет миграции новых генотипов в популяцию или из популяции.
Очевидно, что популяций, удовлетворяющих этим условиям в течение длительного времени, в
природе не существует. На популяции всегда действуют внешние и внутренние факторы, нарушающие
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 29 из 48
генетическое равновесие. Длительное и направленное изменение генотипического состава популяции, ее
генофонда получило название элементарного эволюционного явления. Без изменения генофонда
популяции невозможен эволюционный процесс.
Факторы, изменяющие генетическую структуру популяции, следующие:
1) мутации — источник возникновения новых аллелей;
2) неравная жизнеспособность особей (особи подвергаются действию отбора);
3) неслучайное скрещивание (например, при самооплодотворении частота гетерозигот постоянно
падает);
4) дрейф генов — изменение частоты аллелей случайные и независящие от действия отбора
(например, вспышки заболеваний);
5) миграции — отток имеющихся генов и (или) приток новых.
3 Пространственное размещение популяций и его характер: случайное, равномерное и
групповое. Принцип Олли.
Пространственная структура популяции - это характер размещения и распределения отдельных
членов популяции и их группировок на популяционной территории (ареале). В популяции реализуется
принцип территориальности: все особи и их группы обладают индивидуальным и групповым
пространством, возникающим в результате активного физико-химического или поведенческого
разобщения. Оно часто сочетается с агрегацией, группировкой особей, которое усиливает конкуренцию
между индивидами, но способствует выживанию группы в целом. Следовательно, как перенаселенность,
так и недонаселенность, препятствующая агрегации, могут служить лимитирующими факторами. Так
образуются стаи, стада, колонии и другие объединения особей, благодаря чему достигаются различные
защитные эффекты. Пространственная структура популяций заметно различается у оседлых и кочующих
или мигрирующих животных.
Рациональное использование ресурсов среды популяций достигается упорядоченным
размещением особей на занимаемом участке. Большинство популяций имеет постоянную территорию и
временные поселения. Постоянную территорию называют «ядром» популяции, а временные поселения,
«периферию» занимают микропопуляции, которые образуются при возрастании численности популяции
в годы, наиболее благоприятные для размножения. Различают типы пространственного размещения
особей в популяции: а) диффузное (беспорядочное равномерное), б) равномерное), в) мозаичное.
Рисунок 6. Типы пространственного размещения особей в популяции
В понятие пространственной структуры входит и так называемая социальная организация. Для нее
свойственен определенный стереотип поведения, она регламентирует использование пространства и
пищи.
Различают два типа социальной организации популяций: одиночную (семейную) и групповую.
При одиночной (семейной) организации территория принадлежит одной семье (самец, самка и их
потомство). Члены семейства могут метить и строго охранять границы этой территории.
Для других животных и растений характерно групповое использование пространства. Такие
животные образуют стада, стаи или колонии. Часто таким образом обеспечиваются более
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 30 из 48
благоприятные условия микроклимата: повышенная температура сохраняется в муравейниках и
поселениях пчел, пингвины образуют «черепаху» во время буранов и т. д. Все особи в группе сообща
выступают в борьбе с врагом и вырабатывают специальную систему сигналов (свист сусликов,
постукивание лап зайцеобразных, тревожные крики птиц), которой оповещают об опасности всех членов
поселения (колоний).
Колониями являются и гнездовья птиц с тесно расположенными гнездами (например, пеликаны,
бакланы, чайки, пингвины). В таких поселениях обеспечивается не только защита от врагов и
микроклимат, но часто и выкармливание потомства (как у морских котиков). У некоторых колониальных
организмов в процессе эволюции сформировалась специализация отдельных особей, которую можно
наблюдать у пчел («рабочие», «самки», «трутни»), муравьев («рабочие», «сторожа», «няньки») и т.д.
Стаями живут многие насекомые (саранча), рыбы (сельдеобразные, тресковые образуют косяки),
млекопитающие (копытные, ластоногие). На период размножения стада или стаи могут распадаться на
более мелкие группы — «кланы» и «прайды».
Принцип Олли - степень агрегации (как и общая плотность), при которой наблюдается
оптимальный рост и выживание популяции, варьирует в зависимости от вида и условий. Сформулирован
В. Олли (1931). Известен принцип скопления (агрегации) особей В. Огли: скопление (агрегация) особей
усиливает конкуренцию между индивидами, но способствует выживанию группы в целом; следовательно,
как перенаселенность, так и недонаселенность, препятствующая агрегации, могут служить
лимитирующими факторами. В книге Одума приводится опыт, когда рыбы в группе могли выдержать
большую дозу яда, чем изолированные особи.
Рисунок 7. Иллюстрация принципа Олли (Олли и др. ,1949)
Вопросы для самоконтроля
1. Каково место популяций в биоте Земли?
2. Что отражают статические показатели популяции?
3. Почему толерантность популяции к факторам среды значительно шире, чем у особи, и каково
экологическое значение этого явления?
4. Дать определение популяции, перечислить основные её свойства
5. Какие возрастные группы животных вам известны?
6. Какие виды взаимодействий популяций вы знаете?
7. В чем заключается принцип Олли?
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с84-98.
2.А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 51-69.
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988, с. 107-166.
2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии СанктПетербург « Специальная литература» 1997.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 31 из 48
Лекция 5
Тема. Экология популяций – демэкология. Динамтческие характеристики популяции.
Цель лекции – сформировать представление о популяции, ее основных характеристиках и
закономерностях функционирования
Ключевые слова – популяция, численность и плотность популяции, генофонд, половая и
возрастная структура, регуляция численности, кривые выживания, рождаемость, смертность
Вопросы:
1 Динамические показатели популяции –рождаемость, плотность,
экологическая стратегия выживания, скорость роста популяции.
2 Экспоненциальный и логистический рост численности популяции.
кривые
выживания,
1 Динамические показатели популяции –рождаемость, плотность, кривые выживания,
экологическая стратегия выживания, скорость роста популяции.
Динамические показатели популяции: рождаемость, смертность, скорость роста популяции
Количественные показатели популяции можно разделить на статические и динамические.
Динамические показатели популяции отражают процессы, протекающие в популяции за
определенный промежуток времени. Основные из них: рождаемость, смертность, скорость роста
популяции.
Для характеристики динамических показателей популяции используют следующие обозначения:
— N — число организмов;
— t — время;
— ∆/V/∆f — средняя абсолютная (общая) скорость изменения числа организмов за определенный
период времени;
— ∆N/(∆t) — средняя удельная скорость изменения числа организмов в расчете на 1 особь за
определенный период времени.
При математическом моделировании в экологии часто необходимо знать не только среднюю
скорость, но и мгновенную скорость изменения числа организмов в тот или иной момент времени (за
бесконечно малый промежуток времени). Когда ∆f стремится к нулю (∆f —> 0) символ А заменяют на d.
Тогда:
—dN/∆t — мгновенная абсолютная (общая) скорость изменения числа организмов за единицу
времени в некоторый момент;
—dN/ (Ndt) — мгновенная удельная скорость изменения числа организмов в расчете на 1 особь за
единицу времени в некоторый момент.
Таким образом, скорость рождаемости, скорость смертности и скорость роста популяции могут
быть средними и мгновенными. Далее по тексту подразумевается мгновенная скорость, однако слово
«мгновенная» сознательно опущено, чтобы не перегружать текст.
Рождаемость (скорость рождаемости) ~ число новых особей, появившихся в популяции за
единицу времени в результате размножения.
Различают максимальную и фактическую рождаемость. Максимальная рождаемость —
максимальная реализация возможности рождения при отсутствии лимитирующих факторов среды.
Фактическая рождаемость — реальная реализация возможности рождения.
Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная (общая) рождаемость, или
скорость рождаемости, выражают отношением:
dNn / dt,
где dNn — число особей (яиц, семян и т.п.), родившихся (отложенных, продуцированных и т.д.) за
некоторый промежуток времени dt.
Удельная рождаемость (о) — отношение скорости рождаемости к исходной численности (N):
Ь = dNn /(Ndt).
Эта величина зависит от интенсивности размножения особей: для бактерий — час, для
фитопланктона — сутки, для насекомых — неделя или месяц, для крупных млекопитающих — год.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 32 из 48
Смертность (скорость смертности) — число особей, погибших в популяции за единицу времени
(от хищников, болезней, старости и других причин). Смертность — величина обратная рождаемости.
Различают минимальную и фактическую смертность. Минимальная смертность — минимально
возможная величина смертности. Фактическая смертность — реальная величина смертности.
Различают абсолютную и удельную смертность. Абсолютная (общая) смертность или скорость
смертности, выражают отношением:
где dNm — число особей, погибших за промежуток времени dt.
Удельная смертность (d) — отношение скорости смертности к исходной численности (N):
d = dNm /(Ndt).
Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Скорость
роста популяции может быть положительной, нулевой и отрицательной. Она зависит от показателей
рождаемости, смертности и миграции (вселения — иммиграции и выселения — эмиграции). Увеличение
(прибыль) численности происходит в результате рождаемости и иммиграции особей, а уменьшение
(убыль) численности — в результате смертности и эмиграции особей.
Различают абсолютную и удельную скорость роста популяции.
Абсолютная (общая) скорость роста выражают отношением:
dN/dt,
где dN— изменение численности популяции за промежуток времени dt. У дельная скорость роста
— отношение скорости роста к исходной численности (N):
dN/(Ndt).
При отсутствии лимитирующих факторов среды удельная скорость роста равна величине г,
которая характеризует свойства самой популяции и называется удельной (врожденной) скоростью роста
популяции или биотическим потенциалом вида:
г = dN/(Ndt) или dN/dt = rN.
Величина биотического потенциала очень различается у разных видов. Например, самка косули
способна произвести за жизнь 10—15 козлят, трихина отложить 1,8 тыс. личинок, самка медоносной
пчелы — 50 тыс. яиц, рыба-луна — до 3 млрд икринок.
Однако в природе, в связи с действием лимитирующих факторов, биотический потенциал
популяции никогда не реализуется полностью. Его величина обычно складывается как разность между
рождаемостью и смертностью в популяции:
r = b- d,
где b — число родившихся, d — число погибших особей в популяции за один и тот же период
времени.
Когда b = d, r = 0 и популяция находится в стационарном состоянии. Когда b > d,
г > 0, численность популяции увеличивается. Когда b < d, r < 0, численность популяции
сокращается. Формула d = b — r позволяет определить смертность, которую трудно измерить
непосредственно, а определить r достаточно просто непосредственными
наблюдениями.
Длительность существования особи. Она зависит от генотипических и фенотипических
факторов называется продолжительностью жизни. Различают физиологическую, максимальную и
среднюю продолжительность жизни. Физиологическая продолжительность жизни (ФПЖ) — это
продолжительность жизни, которая могла бы быть у особи данного вида, если бы в период всей жизни на
нее не оказывали влияние лимитирующие факторы. Она зависит только от физиологических
(генетических) возможностей организма и возможна только теоретически. Максимальная
продолжительность жизни (МПЖ) — это продолжительность жизни, до которой может дожить лишь
малая доля особей в реальных условиях среды. Она варьирует в широких пределах: от нескольких минут
у бактерий до нескольких тысячелетий у древесных растений (секвойя). Обычно, чем крупнее растение
или животное, тем больше их продолжительность жизни, хотя бывают и исключения (летучие мыши
доживают до 30 лет, это дольше, например, жизни медведя). Средняя продолжительность жизни (СПЖ)
— это среднее арифметическое продолжительности жизни всех особей популяции. Она значительно
колеблется в зависимости от внешних условий, поэтому для сравнения продолжительности жизни видов
чаще используют генетически детерминированную МПЖ..
Выживаемость — абсолютное число особей (или процент от исходного числа особей),
сохранившихся в популяции за определенный промежуток времени.
Z = n/N 100%,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 33 из 48
где Z— выживаемость, %; n — число выживших; N— исходная
Выживаемость зависит от ряда причин: возрастного и полового состава популяции, действия тех
или иных факторов среды и др
Кривые выживания. Различают три основных типа кривых выживания (рисунок 8).
Кривая I типа свойственна организмам, смертность которых на протяжении всей жизни мала, но
резко возрастает в ее конце (например, млекопитающие).
Кривая II типа характерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в
течение всей жизни (например, птицы, пресмыкающиеся).
Кривая III типа отражает массовую гибель особей в начальный период жизни (например, многие
рыбы, беспозвоночные, растения и другие организмы, не заботящиеся о потомстве, и выживающие за счет
огромного количества икринок, личинок, семян и т.п.). Встречаются кривые, сочетающие черты основных
типов (например, у людей, живущих в отсталых странах и некоторых крупных млекопитающих, кривая I
вначале имеет резкое падение в связи с большой смертностью сразу после рождения).
Время (t)
Рисунок 8. Кривые выживания (по Ф. Дрё, 1976):
I — кривая дрозофилы; II — кривая гидры; III — кривая устрицы
Экологическая стратегия выживания. Сравнительная характеристика r- и К-стратегий
Экологическая стратегия выживания — комплекс свойств популяции, направленных на
повышение вероятности выживания и оставление потомства, называется. Это общая характеристика роста
и размножения. Сюда входят темпы роста особей, время достижения половозрелости, плодовитость,
периодичность размножения и т.д.
Так А.Г. Раменский (1938) различал три основные типа стратегий выживания среди растений:
виоленты, патиенты и эксплеренты. Виоленты (силовики) — подавляют всех конкурентов, например,
деревья, образующие коренные леса. Патиенты — виды, способные выжить в неблагоприятных условиях
(«тенелюбивые», «солелюбивые» и т.п.). Эксплеренты (наполняющие) — виды, способные быстро
появляться там, где нарушены коренные сообщества, — на вырубках и гарях (осины), на отмелях и т.д.
Экологические стратегии популяций отличаются большим разнообразием. Но при этом все их
многообразие заключено между двумя типами эволюционного отбора, которые обозначаются
константами логистического уравнения: r-стратегия и K -стратегия.
r-стратеги (r-виды, r-популяции) — популяции из быстро размножающихся, но менее
конкурентоспособных особей. Имеют J-образ-ную кривую роста численности, не зависящую от
плотности популяции. Такие популяции быстро расселяются, но они малоустойчивы. К ним относятся
бактерии, тли, однолетние растения и др. (таблица 4).
К-стратеги (К-виды, К-популяции) — популяции из медленно размножающихся, но более
конкурентоспособных особей. Имеют 5-об-разную кривую роста численности, зависящую от плотности
популяции. Такие популяции населяют стабильные местообитания. К ним относятся человек, кондор,
деревья и др. (таблица 4).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 34 из 48
Следует отметить, что одну и ту же среду обитания разные популяции могут использовать поразному, поэтому в одном и том же местообитании могут сосуществовать виды с г- и K-стратегиями.
Между этими крайними стратегиями существуют переходы. Ни один из видов не подвержен только r- или
только к-отбору. .
Таблица 4 Характерные особенности r- и K-видов (no H. Грину с соавт., 1993)
г-виды (виды-«оппортунисты»)
-виды (с тенденцией к равновесию)
1
2
Размножаются быстро (высокая плодовитость, Размножаются медленно (низкая плодовитость,
время генерации короткое), поэтому значение
продолжительное время генерации), поэтому значение
(врожденная скорость роста популяции) высокое низкое
Скорость размножения не зависит от плотности Скорость размножения зависит от плотности
популяции
популяции, быстро увеличивается, если плотность
падает
Энергия и вещество распределяются между Энергия и вещество концентрируются
многими потомками
немногих потомках; родители заботятся о потомстве
в
Размеры популяции некоторое время могут Размеры популяции близки к равновесному
превышать К (поддерживающую емкость среды) уровню, определяемому К
Вид не всегда устойчив на данной территории
Вид устойчив на данной территории
Расселяются широко и в больших количествах; у Расселяется медленно
животных может мигрировать каждое поколение
Размножение идет с относительно большими Размножение идет относительно малыми
затратами энергии вещества
затратами энергии и вещества: большая часть энергии и
вещества
расходуется
на
непродуктивный
(вегетативный) рост
Малые размеры особей
Крупные
размеры
особей;
у
растений
деревянистые стебли и большие корни
Малая продолжительность жизни особи
Большая продолжительность жизни особи
Местообитания сохраняются недолго (например, Местообитания устойчивые и сохраняются долго
зрелые фрукты для личинок дрозофилы)
(например, лес для обезьян)
Слабые конкуренты (способность к конкуренции Сильные конкуренты
не требуется)
Защитные приспособления развиты сравнительно Хорошие защитные механизмы
слабо
Не становятся доминантами
Могут становиться доминантами
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 35 из 48
Лучше
приспособлены
к
изменениям Менее устойчивы к изменениям условий среды
окружающей среды (менее специализированные) (высокая специализация для жизни в устойчивых
местообитаниях)Примеры: бактерии, парамеция, тли, мучные Примеры: крупные тропические бабочки, кондор,
хрущаки, однолетние растения
альбатрос, человек, деревья
2 Экспоненциальный и логистический рост численности популяции.
Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции (рисунок 9). Существует две
основные модели роста популяции: J-образная и S-образная.
Рисунок 9 . Кривые роста численности популяций
А - экспоненциальная кривая роста при идеальных условиях среды( J-образная);
Б - логистическая кривая роста в реальных естественных условиях при емкости среды, равной К.
J-образная кривая отражаечт неограниченный экспоненциальный рост численности популяции, не
зависящий от плотности популяции. ', Такой тип роста возможен пока биотический потенциал популяции
(г) реализуется полностью. Это продолжается пока низка конкуренция за ресурсы. Однако после
превышения емкости среды (предельной плотности насыщения, предельной численности) (К) произойдет
резкое снижение численности.
S-образная (сигмоидная, логистическая) кривая отражает логистический тип роста, зависящего
от плотности популяции, при котором скорость роста популяции снижается по мере роста численности
(плотности). Скорость роста снижается вплоть до нуля при достижении предельной численности.
Сравнительная характеристика J-образной и S-образной (логистической) кривых роста
представлена в таблица. 5
.
Таблица 5 Сравнительная характеристика J-образной и S-образной (логистической) кривых
роста
J-образная кривая (рост, не зависящий от S-образная (логистическая)
плотности)
зависящий от плотности)
dN/dt = гN
dN / at = rN (K-N) / К
кривая
(рост,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 36 из 48
где N- численность популяции; f -скорость роста популяции; К - мак рое может поддерживаться в
данное время; r - удельная (врожденная) симальное - число организмов, которых условиях среды
Если r положительно, численность популяции Если N > К, скорость роста отрицательна. Если К
увеличивается экспоненциально. Если г отрицательно,
> N, скорость роста положительна, то величина
численность популяции уменьшается экспоненциально.
популяции стремится к К = N, т.е. приводится
Отсюда быстрое увеличение и падение численности
соответствие с поддерживающей емкостью среды. Когда
популяции. Скорость роста каждого организма
К = не
N, скорость роста популяции равна нулю. Размеры
зависит от плотности популяции. Размеры популяции
популяции
не
остаются постоянными
стабилизируются

Описанные модели роста популяции предполагают, что все организмы сходны между
собой, имеют равную вероятность погибнуть и равную способность к размножению.

Для природных популяций принятые допущения чаще всего неверны.

При любой модели (как J-, так и S-образной) вначале характерна фаза экспоненциального
роста численности популяции. Поэтому при сочетании благоприятных (оптимальных) значений всех
факторов среды возникает «популяционный взрыв», т.е. особо быстрый рост популяции того или иного
вида.

Миграция или расселение, так же как и внезапное снижение скорости размножения, могут
способствовать уменьшению численности популяции.

Применительно к условиям реальной природной среды принято использовать понятия
биотический потенциал — совокупность всех экологических факторов, способствующих увеличению
численности популяции, или видовая способность к размножению при отсутствии ограничений со
стороны среды, а также сопротивление среды — сочетание факторов, ограничивающих рост
(лимитирующих
факторов).
Любые изменения популяции есть результат нарушения равновесия между ее биотическим
потенциалом и сопротивлением окружающей среды.
Регуляция
численности
(плотности)
популяции
Гомеостаз популяции — поддержание определенной численности (плотности). Изменение численности
зависит от целого ряда факторов среды — абиотических, биотических и антропогенных. Однако всегда
можно выделить ключевой фактор, наиболее сильно влияющий на рождаемость, смертность, миграцию
особей и т.д.
Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от
плотности. Зависимые от плотности факторы изменяются вместе с изменением плотности, к ним
относятся биотические факторы. Независимые от плотности факторы остаются постоянными с
изменением плотности, это абиотические факторы.
Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности. Выделяют
три механизма торможения роста численности популяций:
1) при возрастании плотности повышается частота контактов между особями, что вызывает у них
стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;
2) при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где
условия менее благоприятны и смертность увеличивается;
3) при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например,
быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.
Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для возможности
управления этими процессами. Деятельность человека часто сопровождается сокращением численности
популяций многих видов. Причины этого в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни
вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 37 из 48
сокращение ареала и т.д. В природе нет и не может быть «хороших» и «плохих» видов, все они
необходимы для ее нормального
развития. В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия.
Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Международный
союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издает «Красную книгу», где регистрирует
следующие виды: исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределенные и «черный список»
безвозвратно исчезнувших видов.
В целях сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности
популяции: правильное ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий
охоты и отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки леса и
др.
В то же время деятельность человека создает условия для появления новых форм организмов или
развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов,
вредителей сельскохозяйственных культур и т.д.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково место популяций в биоте Земли?
2. Что отражают статические показатели популяции?
3. Почему толерантность популяции к факторам среды значительно шире, чем у особи, и каково
экологическое значение этого явления?
4. Что отражают динамические показатели популяции?
5. Что понимается под продолжительностью жизни вида? «Демографические таблицы» и кривые
выживания.
6. Каковы экологические причины, вызывающие рост численности популяции по экспоненте и по
логистической кривой?
7. В чем суть экологической стратегии выживания?
8. Как классифицируются экологические факторы, регулирующие плотность популяции?
9. Какие экологические причины вызывают саморегуляцию плотности популяции?
10. В чем причины таких стихийных экологических бедствий, как «нашествие» саранчи?
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с84-98.
2.А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 51-69.
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988, с. 107-166.
2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии СанктПетербург « Специальная литература» 1997.
Лекция 6
Тема. Экология сообществ – синэкология. Основные понятия и формы связей в экосистемах
Цель лекции – сформировать представление об экологической системе как неразрывном единстве
живой и неживой природы, закономерностях ее функционирования и устойчивости.
Ключевые слова – биоценоз, биогеоценоз, экосистема, пищевая цепь, трофический уровень,
автотрофы, гетеротрофы, продуцент, консумент, редуцент, продуктивность, экологические пирамиды,
климаксное сообщество, экологическая сукцессия, гомеостаз экосистемы .
Вопросы
1 Понятие о биоценозе, биогеоценозе и экосистеме.
2 Основные формы межвидовых связей в экосистемах
протокооперация, мутуализм, хищничество, паразитизм, конкуренция).
(нейтрализм,
комменсализм,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 38 из 48
1 Понятие о биоценозе, биогеоценозе и экосистеме.
. Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.
Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный —зооценозом, микробный —
микрбоценозом. Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет каким будет
зооценоз и микробоценоз.
Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.
Видовая структура — число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их
численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и
количественным соотношением числа видов или их массы между собой.
Видовое разнообразие — число видов в данном сообществе. Встречаются бедные и богатые
видами биоценозы. Видовое разнообразие зависит от возраста сообщества (молодые сообщества беднее,
чем зрелые) и от благоприятности основных экологических факторов — температуры, влажности,
пищевых ресурсов (биоценозы высоких широт, пустынь и высокогорий бедны видами).
Различают @ - и ß -разнообразие.@ -разнообразие — видовое разнообразие в данном
местообитании, ß-разнообразие — сумма всех видов всех местообитаний в данном районе.
Высоким видовым разнообразием отличаются экотоны — переходные зоны между сообществами,
а увеличение здесь видового разнообразия называется краевым эффектом.
В сообществе различают следующие виды: доминантные, преобладающие по численности, и
«второстепенные», малочисленные и редкие. Среди доминантов особо выделяют эдификаторов
(строителей) — это виды, определяющие микросреду (микроклимат) всего сообщества. Как правило, это
растения.
О значимости отдельного вида в видовой структуре биоценоза судят по нескольким показателям:
обилие вида, частота встречаемости и степень доминирования. Обилие вида — число или масса особей
данного вида на единицу площади или объема занимаемого им пространства. Частота встречаемости —
процентное отношение числа проб или учетных площадок, где встречается вид, к общему числу проб или
учетных площадок. Характеризует равномерность или неравномерность распределения вида в биоценозе.
Степень доминирования — отношение числа особей данного вида к общему числу всех особей
рассматриваемой группировки.
Пространственная структура — распределение организмов разных видов в пространстве (по
вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется прежде всего растительной частью
биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура
биоценоза по горизонтали).
Экологическая структура — соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со
сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни и те
же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами.
Такие виды называются замещающими или викарирующими.
Важными характеристиками структуры биоценоза являются консорция, синузия и парцелла
(рисунок 11). Консорция— структурная единица биоценоза, объединяющая автотрофные и гетеротрофные
организмы на основе пространственных (топических) и пищевых (трофических) связей вокруг
центрального члена (ядра). Например, отдельно стоящее дерево или группа деревьев (растениеэдификатор) и связанные с ним организмы. Биоценоз — это система связанных между собой консорций.
Синузия — структурная часть в вертикальном расчленении биоценоза, ограниченная в пространстве (или
во времени). Пространственно синузия может совпадать с горизонтом, пологом, слоем, ярусом
биогеоценоза. Например, в сосновом лесу можно выделить синузию сосны, синузию брусники, синузию
зеленых мхов и т.д.
Парцелла — структурная часть в горизонтальном расчленении биоценоза, отличающаяся от других
частей составом и свойствами компонентов. Парцеллу выделяют (ограничивают) по ведущему элементу
растительности. Например, участки широколиственных деревьев в хвойном лесу.
Местообитание и экологическая ниша
Любая популяция (вид) занимает определенное местообитание и определенную экологическую
нишу.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 39 из 48
Местообитание — это территория или акватория, занимаемая популяцией (видом), с комплексом
присущих ей экологических факторов. Местообитание вида является компонентом его экологической
ниши. Применительно к наземным животным местообитание вида называется стация, местообитание
сообщества — биотоп.
Синузия донных Синузия организмов
парящих
в воде мелких организмов (планктона)
Рисунок 10. Консорция, парцелла и синузия (Н.Ф. Реймерс, 1990)
Экологическая ниша — совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно
существование вида в природе. То есть экологическая ниша — это место вида в природе, включающее не
только его положение в пространстве и отношение к абиотическим
факторам, но и его функциональную роль в сообществе (прежде всего трофический статус).
Местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — это его «профессия».
Для характеристики экологической ниши обычно используют два важных показателя: ширина
ниши и степень перекрывания ее с соседними. Экологические ниши разных видов могут быть разной
ширины и перекрываться в различной степени.
Разделение экологических ниш между видами происходит за счет приуроченности разных видов к
разным местобитаниям, разной пищи и разному времени использования одного и того же местообитания.
Принцип конкурентного исключения (принцип Гаузе) гласит: «Два вида не могут сосуществовать в одной
и той же местности, если их экологические потребности идентичны. Такие виды обязательно должны
быть разобщены в пространстве или во времени».
Группы видов в сообществе, обладающие сходными функциями и нишами одинакового размера,
т.е. роль которых в сообществе одинакова или сравнима, называются гильдиями. Например, лианы
тропического леса представлены многими видами растений. Между видами внутри гильдии наблюдается
особенно острая конкуренция.
Виды, занимающие одинаковые ниши в разных географических областях, называются
экологическими эквивалентами. Например, крупные кенгуру Австралии, бизоны Северной Америки,
зебры и антилопы Африки и т.д. являются экологическими эквивалентами. В настоящее время они
значительно замещены коровами и овцами.
Типы связей между организмами. Живые организмы определенным образом связаны друг с
другом. Различают следующие типы связей между видами (В.Н. Беклемешев, 1951): трофические,
топические, форические, фабрические. Наиболее важными являются трофические и топические связи, так
как именно они удерживают организмы разных видов друг возле друга, объединяя их в сообщества.
Трофические связи возникают между видами, когда один вид питается другим: живыми особями,
мертвыми остатками, продуктами жизнедеятельности. Трофическая связь может быть прямой и косвенной. Прямая связь проявляется при питании львов живыми антилопами, гиен трупами зебр, жуковнавозников пометом крупных копытных и т.д. Косвенная связь возникает при конкуренции разных видов
за один пищевой ресурс.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 40 из 48
Топические связи проявляются в изменение одним видом условий обитания другого вида.
Например, под хвойным лесом, как правило, отсутствует травянистый покров.
Форические связи возникают, когда один вид участвует в распрстранении другого вида. Перенос
животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей форезия.
Фабрические связи заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты
выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида. Например, птицы при постройке гнезд
используют ветки деревьев, траву, пух и перья других птиц.
Типы отношений между организмами. Воздействие одного вида на другой может быть
положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов
воздействия. Различают нейтрализм, протокооперацию, мутуализм, комменсализм, хищниче-ство,
паразитизм, конкуренцию, аменсализм.
Нейтрализм — сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни
положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси не оказывают друг на друга
значительных воздействий.
Протокооперация — взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из
которого извлекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может
поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния
защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и
увеличению их кормового пространства.
Мутуализм (облигатный симбиоз) — взаимовыгодное сожительство, когда -либо один из
партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и
целлюлозоразрушающие бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике
травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно
нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны
предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой,
влажностью и т.д.
Комменсализм — взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от
сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма:
синойкия (квартирантство) и трофобиоз (нахлебничество). Примером синойкии являются
взаимоотношения некоторых актиний и тропических рыбок. Тропические рыбки укрываются от
нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки. Примером
трофобиоза служат взаимоотношения крупных хищников и падалыциков. Падальщики, например гиены,
грифы, шакалы, питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками —
львами.
Хищничество — взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет
другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зайцы. Состояние популяции
хищника тесно связано с состоянием популяции жертв. Однако при сокращении численности популяции
одного вида жертв, хищник переключается на другой вид. Например, волки могут использовать в
качестве пиши зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т.д.
Частным случаем хищничества является каннибализм — умерщвление и поедание себе подобных.
Встречается, например, у крыс, бурых медведей, человека.
Паразитизм — взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное
время использует его как среду обитания и источник пищи. К паразитам относятся: вирусы, патогенные
бактерии, грибы, простейшие, паразитические черви и др. Различают облигатных и факультативных
паразитов. Облигатные паразиты ведут исключительно паразитический образ жизни и вне организма
хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии (вирусы). Факультативные паразиты
ведут паразитический образ жизни, но в случае необходимости могут нормально жить во внешней среде,
вне организма хозяина (патогенные грибы и бактерии).
Конкуренция — взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и
те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Организмы могут конкурировать за пищевые
ресурсы, полового партнера, убежище, свет и т.д. Различают прямую и косвенную, межвидовую и
внутривидовую конкуренции.
Косвенная (пассивная) конкуренция — потребление ресурсов среды, необходимых обоим видам.
Прямая (активная) конкуренция — подавление одного вида другим.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 41 из 48
Внутривидовая конкуренция — это соперничество между особями одного вида двух видов, либо
замещение популяцией одного вида популяции другого вида, который переселяется на другое место,
переключается на другую пищу или вымирает. экологических различий между конкурирующими видами
и образованию ими разных экологических ниш.
Аменсализм— взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет
его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого.
Например, ель и растения нижнего яруса. Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных
лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса.
Частным случаем аменсализма является аллелопатия (антибиоз) — влияние одного организма на
другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма,
отравляя ее и делая непригодной для жизни другого. Аллелопатия распространена у растений, грибов,
бактерий. Например, гриб-пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий.
Пеницилл используют для получения пенициллина. Это первый открытый в медицине антибиотик. В
последнее время в понятие «аллелопатия» включают и положительное воздействие.
Характеристика видов взаимодействия между популяциями разных видов также представлена в
таблица 6.
В ходе эволюции и развития экосистем существует тенденция к уменьшению роли отрицательных
взаимодействий за счет положительных, увеличивающих выживание обоих видов. Поэтому в зрелых
экосистемах доля сильных отрицательных взаимодействий меньше, чем в молодых.
Таблица 6 Взаимодействия между видами (по Ю. Одуму, 1986)
Тип взаимодействия
Вид
Общий характер взаимодействия
1-й
2-й
1
2
3
4
5
1
Нейтрализм
0
2
Конкуренция, непосредствен- ное взаимодействие
3
Конкуренция,
взаимодействие из-за ресурсов
-
Прямое взаимное подавление обоих видов
Опосредованное подавление, возникающее,
когда появляется недостаток в каком-либо факторе,
используемом обоими видами
0
Одна популяция подавляет другую, но сама не
испытывает отрицательного влияния
5
Паразитизм
+
Популяция паразита обычно меньше, чем
популяция хозяина
6
Хищничество
+
Особи хищника обычно больше особей
добычи
7
Комменсализм
+
0
Популяция комменсала (1) получает пользу от
объединения с популяцией хозяина (2), для которой
это объединение безразлично
8
Протокооперация
+
+
Взаимодействие друг с другом полезно для
обеих популяций, но не является облигатным
9
Мутуализм
+
+
Облигатное взаимодействие, полезное для
обеих популяций
Примечание. (0) — существенное взаимодействие между популяциями отсутствует; (+) —
благоприятное действие на рост, выживание или другие характеристики популяции; (—) —
ингибирующее действие на рост или другие характеристики популяции.
Типы 2—4 можно считать «отрицательными взаимодействиями», 7—9 — «положительными
взаимодействиями», а типы 5 и б можно отнести к обеим группам
Понятия « «биотоп», «биогеоценоз» и «экосистема
Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в
определенных отношениях, образуя, так называемые, экологические системы.
4
Аменсализм
0
Ни одна из популяций не оказывает влияния
на другую
-
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 42 из 48
Рисунок 11. Структура биогеоценоза (по В.Н. Сукачеву)
Биотоп — определенная территория со свойственными ей абиотическими факторами среды
обитания (климат, почва). Биогеоценоз — совокупность биоценоза и биотопа (рисунок 11)
косистема — система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных
между собой потоком энергии и круговоротом веществ (рисунок12). Термин «экосистема» был
предложен английским ученым А. Тенсли (1935), а термин «биогеоценоз» — российским ученым В.Н.
Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» — понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз —
это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема — понятие более общее. Каждый биогеоценоз — это
экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется
биосферой. Биосфера — экосистема высшего порядка.
Рисунок 12.Функциональная схема экосистемы
2 Основные формы межвидовых связей в экосистемах (нейтрализм, комменсализм,
протокооперация, мутуализм, хищничество, паразитизм, конкуренция).
Типы связей между организмами. Живые организмы определенным образом связаны друг с
другом. Различают следующие типы связей между видами (В.Н. Беклемешев, 1951): трофические,
топические, форические, фабрические. Наиболее важными являются трофические и топические связи, так
как именно они удерживают организмы разных видов друг возле друга, объединяя их в сообщества.
Трофические связи – возникают между видами, когда один вид питается другим ( живыми
особями, мертвыми останками, продуктами жизнедеятельности).
Топические связи появляются в изменение одним видом условий обитания другого вида.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 43 из 48
Форические связи связивозникают, когда один вид участвует в распространении другого вида.
Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей – форезия.
Фабрические связи заключается в том, что один вид использует для своих сооружений продукты
выделения, мертвые останки или даже живых особей другого вида.
Типы отношений между организмами. Воздействие одного вида на другой может быть
положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов
воздействия. Различают нейтрализм, протокооперацию, мутуализм, комменсализм, хищничество,
паразитизм, конкуренцию, аменсализм.
Нейтрализм — сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни
положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси не оказывают друг на друга
значительных воздействий.
Протокооперация — взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из
которого извлекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может
поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния
защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и
увеличению их кормового пространства.
Мутуализм (облигатный симбиоз) — взаимовыгодное сожительство, когда -либо один из
партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и
целлюлозоразрушающие бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике
травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно
нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны
предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой,
влажностью и т.д.
Комменсализм — взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от
сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма:
синойкия (квартирантство) и трофобиоз (нахлебничество). Примером синойкии являются
взаимоотношения некоторых актиний и тропических рыбок. Тропические рыбки укрываются от
нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки. Примером
трофобиоза служат взаимоотношения крупных хищников и падалыциков. Падальщики, например гиены,
грифы, шакалы, питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками —
львами.
Хищничество — взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет
другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зайцы. Состояние популяции
хищника тесно связано с состоянием популяции жертв. Однако при сокращении численности популяции
одного вида жертв, хищник переключается на другой вид. Например, волки могут использовать в
качестве пиши зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т.д.
Частным случаем хищничества является каннибализм — умерщвление и поедание себе подобных.
Встречается, например, у крыс, бурых медведей, человека.
Паразитизм — взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное
время использует его как среду обитания и источник пищи. К паразитам относятся: вирусы, патогенные
бактерии, грибы, простейшие, паразитические черви и др. Различают облигатных и факультативных
паразитов. Облигатные паразиты ведут исключительно паразитический образ жизни и вне организма
хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии (вирусы). Факультативные паразиты
ведут паразитический образ жизни, но в случае необходимости могут нормально жить во внешней среде,
вне организма хозяина (патогенные грибы и бактерии).
Конкуренция — взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и
те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Организмы могут конкурировать за пищевые
ресурсы, полового партнера, убежище, свет и т.д. Различают прямую и косвенную, межвидовую и
внутривидовую конкуренции.
Косвенная (пассивная) конкуренция — потребление ресурсов среды, необходимых обоим видам.
Прямая (активная) конкуренция — подавление одного вида другим.
Внутривидовая конкуренция — это соперничество между особями одного вида двух видов, либо
замещение популяцией одного вида популяции другого вида, который переселяется на другое место,
переключается на другую пищу или вымирает. экологических различий между конкурирующими видами
и образованию ими разных экологических ниш.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 44 из 48
Тенденция к экологическому разделению видов получила название принципа конкурентного
исключения Г.Ф.Гаузе (1934г.): если два вида с близкими требованиями к среде вступают в конкурентные
отношения, то один из них должен либо погибнуть, либо изменить свой образ жизни. Если
близкородственные виды живут в одном месте, то они, как правило, либо используют разные ресурсы,
например, питаются в разных ярусах леса, либо активны в разное время. В любом случае их
жизнедеятельность не должна пересекаться.
Теорема Гаузе: два вида, обитающие на одной и той же территории, не могут иметь совершенно
одинаковую экологическую нишу. Термин «экологическая ниша» был предложен в 1910 г. Р.
Джонсоном. Над развитием концепции «экологической ниши» работали Дж. Гринелл, Ч. Элтон, Ю. Одум
и другие. По их представлениям, несмотря на конкуренцию и другие типы антагонистических отношений,
в природе многие виды могут спокойно уживаться, поскольку каждый вид обладает собственной
экологической нишей.
Иногда наряду с этим термином употребляют понятия «местообитание», «среда обитания». Смысл
этих терминов различен, так как, по выражению Ю. Одума, «местообитание - это адрес вида, тогда как
экологическая ниша - его занятие».
Аменсализм— взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет
его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого.
Например, ель и растения нижнего яруса. Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных
лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса.
Частным случаем аменсализма является аллелопатия (антибиоз) — влияние одного организма на
другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма,
отравляя ее и делая непригодной для жизни другого. Аллелопатия распространена у растений, грибов,
бактерий. Например, гриб-пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий.
Пеницилл используют для получения пенициллина. Это первый открытый в медицине антибиотик. В
последнее время в понятие «аллелопатия» включают и положительное воздействие.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под биоразнообразием?
2. Почему видовое разнообразие является основой биологического разнообразия в живой природе?
3. Что такое экотон и каковы причины краевого эффекта?
4. Какие существуют показатели оценки биоразнообразия биологических сообществ?
5. Как отражается биоразнообразие в пространственной структуре биоценоза?
6. Что такое экологическая ниша?
7. В чем причина конкурентной борьбы за экологическую нишу и суть принципа Гаузе?
8. Почему дифференциация ниш ведет к снижению конкуренции?
9. Что понимается под экосистемой?
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 102-143.
2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 15-23, 42-49.
3. А.А. Горелов. Экология. М., 2000, с. 1-25.
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988, с.168-239.
2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии СанктПетербург « Специальная литература» 1997, с. 25-56.
Лекция 7
Тема. Экология сообществ – синэкология. Поток энергии и структурная организация в
экосистемах
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 45 из 48
Цель лекции – сформировать представление об экологической системе как неразрывном единстве
живой и неживой природы, закономерностях ее функционирования и устойчивости.
Ключевые слова – биоценоз, биогеоценоз, экосистема, пищевая цепь, трофический уровень,
автотрофы, гетеротрофы, продуцент, консумент, редуцент, продуктивность, экологические пирамиды,
климаксное сообщество, экологическая сукцессия, гомеостаз экосистемы .
Вопросы
1 Поток энергии в экосистеме. Первое и второе начало термодинамики. Правила 1% и 10%
энергии Линдемана.
2 Структурная и функциональная организация экосистем (трофическая структура биоценоза,
пищевые цепи, трофические уровни, пищевые сети, экологические пирамиды, продуктивность экосистем
).
3 Естественное развитие экосистем: первичная и вторичная сукцессия.
1 Поток энергии в экосистеме. Первое и второе начало термодинамики. Правила 1% и 10%
энергии Линдемана.
Живые организмы могут использовать только две формы энергии - световую и химическую. По
источнику энергии все живые организмы подразделяются на фототрофные и хемотрофные. К
фототрофным относятся организмы, которые синтезируют все необходимые им органические вещества за
счет энергии света (фотосинтез), к ним относятся все растения и сине-зеленые водоросли. Хемотрофные
организмы синтезируют органические вещества за счет энергии химических связей различных веществ. К
ним относятся все животные и бактерии. В результате фотосинтеза все зеленые растения улавливают 1%
солнечной энергии, от всей падающей на поверхность Земли солнечной энергии, и эта энергия
обеспечивает жизнедеятельность всех живущих на планете организмов (закон 1% энергии). При переходе
энергии с предыдущего трофического уровня на последующий 90 % энергии затрачивается на процессы
жизнедеятельности и энтропию. Поэтому при переходе с одного трофического уровня экологической
пирамиды на другой потребляется в среднем 10% энергии биомассы или вещества в энергетическом
выражении (закон Линдемана).
Биогеоценоз и экосистема — понятия сходные, но не тождественные. Понятие «экосистема» не
имеет ранга и размерности, поэтому оно применимо как к простым (муравейник, гниющий пень) и
искусственным (аквариум, водохранилище, парк), так и к сложным естественным комплексам организмов
с их средой обитания. Биогеоценоз, согласно российскому ученому В. Н, Сукачеву, отличается от
экосистемы определенностью объема. Если экосистема может охватывать пространство любой
протяженности — от капли прудовой воды с содержащимися в ней микроорганизмами до биосферы в
целом, то биогеоценоз — это экосистема, границы которой обусловлены характером растительного
покрова, т. е. определенным фитоценозом. Следовательно, любой биогеоценоз является экосистемой, но
не всякая экосистема есть биогеоценоз.
Химические превращения в природе и все биологические процессы в экосистемах подчиняются
законам термодинамики. Согласно первому закону, называемому законом сохранения энергии, для
любого химического процесса общая энергия в замкнутой системе всегда остается постоянной. Энергия
не создается заново и никуда не исчезает. Свет как одна из форм энергии может быть превращен в работу,
теплоту или потенциальную энергию химических веществ пищи. Из этого следует, что если какая либо
система (как неживая, так и живая) получает или затрачивает энергию, то такое же количество энергии
должно быть изъято из окружающей ее среды. Энергия может лишь перераспределяться либо переходить
в другую форму в зависимости от ситуации, но при этом она не может возникнуть ниоткуда или
бесследно исчезнуть. Согласно второму закону термодинамики, называемому законом энтропии,
процессы, связанные с превращением энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии,
что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (деградирует). И действительно,
теплота не передается самопроизвольно от более холодного тела к более горячему (хотя первый закон
такой переход не запрещает!). В природе масса примеров однонаправленных процессов: газы
перемешиваются в сосуде, но сами не разделяются; кусок сахара растворяется в воде, но не выделяется
обратно в виде куска.
Второй закон термодинамики можно сформулировать иначе: поскольку некоторая часть энергии
всегда рассеивается в виде не доступных для использования тепловых потерь энергии, эффективность
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 46 из 48
превращения энергии света в потенциальную энергию химических соединений всегда меньше 100% .
Согласно третьему закону термодинамики, при стремлении абсолютной температуры простых
кристаллических тел к нулю абсолютное значение их энтропии также стремится к нулю. Энтропия
определяется количеством теплоты, необходимой для изменения температуры от абсолютного нуля
(максимальная упорядоченность) до наблюдаемой температуры, определяемой по шкале Кельвина.
Энергия характеризуется не только ее количеством, но и качеством. Чем более «концентрирован»
энергетический поток, тем выше его качество — способность превращаться в другую форму энергии (или
соотношение части энергии, способной сконцентрироваться, и рассеиваемой части энергии). В пищевой
цепи и цепи получения электроэнергии, включающей этап фоссилизации, количество энергии всегда
уменьшается, а ее качество — увеличивается.
Особое значение для выделения экосистем имеют трофические, т.е. пищевые взаимоотношения
организмов, которые по своему трофическому статусу в биотических сообществах подразделяются на:
автотрофные - используют для своего существования неорганические источники,
создавая органическую материю из неорганической (фотосинтезирующие растения, водоросли,
хемосинтезирующие бактерии и др.);
гетеротрофные - потребляют только готовые органические вещества (животные, человек,
грибы);
миксотрофные - тип питания смешанный.
2 Структурная и функциональная организация экосистем (трофическая структура
биоценоза, пищевые цепи, трофические уровни, пищевые сети, экологические пирамиды,
продуктивность экосистем ).
Структурную организацию экосистемы можно рассмотреть с трофической и биологической точек
зрения.
С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса —
автотрофный и гетеротрофный (по Ю. Одуму, 1986).
1. Верхний автотрофный ярус, или «зеленый пояс», включающий растения или их части,
содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии света, использование простых
неорганических соединений и накопление сложных органических соединений.
2. Нижний гетеротрофный ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся
веществ, корней и т.д., в котором преобладают использование, трансформация и разложение сложных
соединений.
С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделить следующие компоненты (по
Ю. Одуму, 1986):
1) неорганические вещества;
2) органические соединения;
3) воздушную, водную и субстратную среду;
4) продуцентов;
5) макроконсументов;
6) микроконсументов.
1. Неорганические вещества (С02, Н2О, N2, 02, минеральные солии др.), включающиеся в
круговороты.
2. Органические вещества (белки, углеводы, липиды, гумусовыевещества и др.), связывающие
биотическую и абиотическую части.
3. Воздушная, водная и субстратная среда, включающая . абиотические факторы.
4. Продуценты — автотрофные организмы, способные производить органические вещества из
неорганических, используя фотосинтезили хемосинтез (растения и автотрофные бактерии).
5. Консументы (макроконсументы, фаготрофы) — гетеротрофные организмы, потребляющие
органическое
вещество
продуцентов
или других консументов (животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консументы
бывают первого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и т.д.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 47 из 48
6 Редуценты ( микроконсументы, деструкторы, сапротрофы, осмот-рофы) — гетеротрофные
организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ
(сапротрофные бактерии и грибы).
Следует учитывать, что и продуценты, и консументы частично выполняют функции редуцентов,
выделяя в окружающую среду минеральные вещества — продукты их метаболизма.
Таким образом, как правило, в любой экосистеме можно выделить три функциональные группы
организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. В экосистемах, образованных только
микроорганизмами, консументы отсутствуют. В каждую группу входит множество популяций,
населяющих экосистему.
В экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты —» консументы
— редуценты.
Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания. Цепь питания —
последовательность организмов, по которой передается энергия, заключенная в пище, от ее
первоначального источника. Каждое звено цепи называется трофическим уровнем. Первый трофический
уровень — продуценты (автотрофные организмы, преимущественно зеленые растения). Второй
трофический уровень — консументы первого порядка (растительноядные животные). Третий
трофический уровень — консументы второго порядка (первичные хищники, питающиеся
растительноядными животными). Четвертый трофический уровень — консументы третьего порядка
(вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными). В пищевой цепи редко бывает больше 4—5
трофических уровней. Последний трофический уровень — редуценты (сапротрофные бактерии и грибы).
Они осуществляют минерализацию — превращение органических остатков в неорганические вещества.
Различают два типа пищевых цепей (рисунок 13) Цепи выедания (или пастбищные) — пищевые
цепи, начинающиеся с живых фотосинтези-рующих организмов. Например, фитопланктон—»
зоопланктон —> рыбы микрофаги —» рыбы макрофаги —» птицы ихтиофаги. Цепи разложения (или
детритные) — пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов
животных. Например, детрит —•» детритофаги —» хищники микрофаги — хищники макрофаги. Таким
образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления.
Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвого органического
вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.
В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В
состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых в свою очередь
может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен
многими популяциями разных видов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к
нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какогото одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.
Детритная пищевая цепь
Рисунок 13 Y-образная модель потока энергии, показывающая связь между пастбищной и
детритной пищевыми цепями (Ю. Одум, 1986)
Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме
Любой экосистеме свойственен круговорот веществ и прохождение через нее потока энергии.
В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ.
Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 48 из 48
организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) подвергаются минерализации, т.е. превращению в
неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами
для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.
В то же время, энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача
энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправленно от автотрофов к
гетеротрофам.
Экологическая пирамида и ее типы
В экосистеме при передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть
энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики), и только около 10
% от первоначального количества передается по пищевой цепи.
В результате, пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три
основных типа экологических пирамид (рисунок 14.
Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает уменьшение численности организмов от
продуцентов к консументам.
Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне:
для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана — имеет
перевернутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.
Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение
количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом
уровне.
Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только
телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 теленка, а для пропитания телят необходимо засеять
поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 10~7 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их
биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24 % солнечной
энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии,
аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребенка в течение года используется 0,7 % энергии,
аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии,
падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребенка в течение одного года.
Рисунок 14. Пирамиды чисел (а), биомасс (б) и энергии (в),
представляющие упрощенную экосистему: люцерна — телята — мальчик 12 лет (по Ю. Одуму,
1959)
Биологическая продукция (продуктивность) экосистемы
Биологическая продукция (продуктивность) экосистемы —прирост биомассы в экосистеме,
созданной за единицу времени. В данном контексте более правильно пользоваться понятием
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 49 из 48
«продуктивность». Однако вместо этого чаще используют понятие «продукция», все равно учитывая при
этом и фактор времени. Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.
Первичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на
валовую и чистую. Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) — это общая биомасса,
созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть ее расходуется на поддержание жизнедеятельности
растений — траты на дыхание (40— 70 %). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию
(чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консу-ментами и редуцентами, или
накапливается в экосистеме.
Вторичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна
для каждого следующего трофического уровня.
Масса организмов определенной группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества
в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические
дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.
Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов
переработки ее консументами и редуцентами, то это ведет к увеличению биомассы продуцентов. Если
при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит
накопление мертвого органического вещества. Это ведет к заторфовыванию болот, образованию мощной
лесной подстилки и т.п. В стабильных экосистемах биомасса
3 Естественное развитие экосистем: первичная и вторичная сукцессия.
Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.
Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные,
многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.
Суточные циклы связаны с изменением освещенности, температуры, влажности и других
экологических факторов в течение суток и наиболее резко выражены в условиях континентального
климата. Суточные ритмы проявляется в изменении состояния и активности живых организмов.
Сезонная цикличность связана с изменением экологических факторов в течение года и наиболее
сильно выражена в высоких широтах, где велик контраст зимы и лета. Сезонная изменчивость льных
видов. На определенный период многие виды выключаются из жизни сообщества, впадая в спячку,
оцепенение, перекочевывая или улетая в другие районы.
Многолетняя изменчивость связана с флуктуациями климата или другими внешними факторами
(степень разлива рек), либо с внутренними причинами (особенности жизненного цикла растений-э
дификаторов, повторения массового размножения животных).
Сукцессии
Изменения в сообществах могут быть циклическими и в конечном счете, приводящие к смене
этого сообщества другим. Сукцессия -последовательная смена биоценозов (экосистем), выраженная в
изменении видового состава и структуры сообщества (рисунок15).
Последовательный ряд сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной
серией. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озер и образование болот и др.
В зависимости от причин вызвавших смену биоценоза, сукцессии Делят на природные и
антропогенные, аутогенные и аллогенные.
Природные сукцессии происходят под действием естественных причин, не связанных с
деятельностью человека. Антропогенные сукцессии обусловлены деятельностью человека.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 50 из 48
Рисунок 15. Сукцессия сибирского темнохвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после
опустошительного лесного пожара (обобщенная схема)
Числа в прямоугольниках — колебания в длительности прохождения фаз сукцессии (в скобках
указан срок их окончания). Биомасса и биологическая продуктивность показаны в произвольном
масштабе. (Кривые отражают качественную и количественную стороны процесса.) (Н.Ф. Реймерс, 1990.)
Аутогенные сукцессии (самопорождающиеся) возникают вследствие внутренних причин
(изменения среды под действием сообщества). Аллогенные сукцессии (порожденные извне) вызваны
внешними причинами (например, изменение климата).
В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия,
различают первичные и вторичные сукцессии. Первичные сукцессии развиваются на субстрате, не
занятом живыми организмами (на скалах, обрывах, сыпучих песках, в новых водоемах и т.п.). Вторичные
сукцессии происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения (в результате
вырубки, пожара, вспашки, извержения вулкана и т.п.).
В своем развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения
происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную
биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей
средой, называется климаксным.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под биоразнообразием?
2. Почему видовое разнообразие является основой биологического разнообразия в живой природе?
3. Что такое экотон и каковы причины краевого эффекта?
4. Какие существуют показатели оценки биоразнообразия биологических сообществ?
5. Как отражается биоразнообразие в пространственной структуре биоценоза?
6. Что такое экологическая ниша?
7. В чем причина конкурентной борьбы за экологическую нишу и суть принципа Гаузе?
8. Почему дифференциация ниш ведет к снижению конкуренции?
9. Что понимается под экосистемой?
10. Пищевые взаимоотношения организмов и трофическая структура экосистемы.
11. Какие трофические системы являются проводниками энергетических потоков в экосистемах?
12. Какое экологическое значение имеют продуцирование и разложение в природе?
13. В чем состоит экологическое значение принципа биологического накопления?
14. Что такое продуктивность экосистемы и уровни продуцирования?
15. Что такое биомасса экосистемы и каковы экологические последствия ее нестабильности?
16. Как отражается трофическая структура экосистем экологическими пирамидами численности?
биомассы? продукции (энергии)?
17. Что такое цикличность экосистем, как и какими факторами она обусловлена?
18. Что такое сукцессия и причины ее возникновения?
19. В чем сущность первичной и вторичной сукцессии? Эвтрофирование.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 51 из 48
20. Что понимается под сукцессионной серией и как возникает климаксное сообщество?
21.Чем обусловлена целостность биосферы? Сформулируйте закон целостности биосферы.
22. Почему возникает «цепная реакция» в биосфере?
23. К чему приводят циклические и ациклические процессы в биосфере?
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 102-143.
2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 15-23, 42-49.
3. А.А. Горелов. Экология. М., 2000, с. 1-25.
Дополнительная
1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988, с.168-239.
2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии СанктПетербург « Специальная литература» 1997, с. 25-56.
Лекция 8
Тема. Биосфера и её устойчивость. Концепции устойчивости биосферы
Цель лекции – сформировать представление о структуре биосферы, роли живого вещества,
эволюции биосферы и механизмах её устойчивого развития.
Ключевые слова – биосфера, ноосфера, живое вещество, геологический и геохимический фактор,
глобальные экологические проблемы.
Вопросы
1 Формирование концепции биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.
2 Концепция живого вещества и его глобальная роль в биосфере
3 Концепция антропогенного воздействия как мощного геологического и геохимического
фактора.
1 Формирование концепции биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере и
ноосфере.
Учение о биосфере. Начало учения о биосфере связывают с именем знаменитого французского
натуралиста Ж-Б. Ламарка (1744-1829). Однако сам термин биосфера впервые был введен австрийским
геологом Э. Зюссом в 1875 году в работе по геологии Альп. Однако он не раскрывал содержания самого
понятия биосферы. И только В.И. Вернадский создал стройное учение о биосфере, именно он развил
представление о живом веществе как огромной геологической (биогеохимической) силе, преобразующей
свою среду обитания. Большое влияние на В.И. Вернадского оказали работы В.В. Докучаева о почве как о
естественно-историческом теле. Основы учения о биосфере, изложенные В.И. Вернадским в 1926 г. в
книге «Биосфера» и разрабатывавшиеся им до конца жизни, сохраняют свое значение в современной
науке.
По современным научным представлениям жизнь на Земле возникла рано. Считается, что возраст
Вселенной примерно 20-13 млрд.лет, Солнечной системы - 8 млрд лет, Земли 4,6 млрд лет, и уже в самых
древних геологических породах, возраст которых 3,5 млрд лет, обнаружены останки микроорганизмов.
Возможно, простейшие живые организмы были занесены на Землю из Космоса с других планет. Об этом
косвенно свидетельствуют находки таких же окаменелых останков микроорганизмов в некоторых
метеоритах -углистых хондритах, возраст которых еще древнее - 4,2 млрд лет.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 52 из 48
Под биосферой В.И. Вернадский понимал тонкую оболочку Земли на стыке трех
геологических сфер - литосферы, атмосферы и гидросферы, в которой все процессы протекают
под прямым воздействием живых организмов.
Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — воздушная оболочка Земли.
Гидросфера {греч. «гидора» — вода) — водная оболочка Земли.
Литосфера (греч. «литое» — камень) — твердая оболочка земного шара.
Педосфера (лат. «педис» — нога, стопа) — оболочка Земли, образуемая почвенным
покровом.
Атмосфера –сплошная воздушная оболочка Земли.Атмосфера окружает Землю до высоты
3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц. В сухом чистом воздухе в объемных
процентах содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 % аргона, 0,03 % углекислого газа и около
0,003 % смеси неона, гелия, криптона, ксенона, оксидов азота, метана, водорода, паров воды и
озона (табл. 10). На долю водяного пара приходится до 3 % объема атмосферы. Большая часть
пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и
бактериальная пыль.
Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодинаковы, поэтому ее подразделяют:
Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора). В тропосфере сосредоточен
весь водяной пар и 4/5 массы атмосферы. Здесь развиваются все погодные явления. Погода и
климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в
атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и
является источником всех осадков. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте
10— 12 км достигает минус 55°С.
Стратосфера (до 40 км). Температура постепенно возрастает до 0°С. На высоте 22—24
км наблюдается максимальная концентрация озона (озоновый слой). Он поглощает большую
часть губительного для живых организмов жесткого излучения Солнца.
Мезосфера (до 80 км). Температура падает до минус 60—80°С. Наблюдается высокое
содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний.
Термосфера (до 800 км). Характеризуется ростом температуры. Увеличивается
содержание легких газов — водорода и гелия — и заряженных частиц.
Экзосфера (до 1500—2000 (3000) км). Здесь происходит рассеивание (диссипация)
атмосферных газов в космическое пространство.
Гидросфера— прерывистая водная оболочка Земли. Располагается между атмосферой и
литосферой и включает в себя все океаны, моря, озера, реки, а также подземные воды, льды,
снега полярных и высокогорных районов. Гидросферу делят на поверхностную и подземную.
По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13 %.
Основную часть гидросферы (96,53 %) составляет Мировой океан (табл. 11). На долю подземных
вод приходится 1,69 % от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.
Более 98 % всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др.,
пресных вод — около 2 %. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых
пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для
водоснабжения, приходится всего лишь 0,3 % объема гидросферы.
Литосфера.Во внутреннем строении Земли выделяют три основных слоя: земную кору,
мантию и ядро (табл. 12).
Земная кора располагается в среднем до глубины 35 км (до 5— 15 км под океанами и до
35—70 км под континентами). В состав земной коры входят все известные химические элементы.
Преобладают О (49,1 %), Si (26 %), AI (7,4 %), Fe (4,2 %), Са (3,3 %), Na (2,4 %), К (2,4 %), Мg
(2,4 %).
Мантия располагается между земной корой и ядром и распространяется до глубины 2900
км. Здесь преобладают О, Si, Fe, Mg, Ni. Внутри мантии с глубины 50—100 км под океанами и
100—250 км под континентами начинается слой вещества по состоянию близкого к плавлению,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 53 из 48
так называемая астеносфера. Земная кора вместе с верхним твердым слоем мантии над
астеносферой называется литосферой. Литосфера — внешняя твердая оболочка земного шара.
Это относительно хрупкая оболочка. Она разбита глубинными разломами на крупные блоки —
литосферные плиты, которые медленно перемещаются по астеносфере в горизонтальном
направлении.
Ядро располагается ниже мантии на глубине от 2900 км до 6371 км. Оно состоит из Fe и
Ni.
Педосфера (почвенный покров) — оболочка Земли, образуемая почвенным покровом;
верхняя (дневная) часть литосферы на суше. Почва — это поверхностный горизонт земной коры,
образующий небольшой по мощности слой. Она формируется в результате взаимодействия, так
называемых факторов почвообразования: климата, организмов, почвообразующих пород,
рельефа местности, возраста страны (времени), хозяйственной деятельности человека. Так как
эти факторы почвообразования и их сочетания неодинаковы в различных частях Земли, то и мир
почв также отличается широким разнообразием. Каждая почва отличается особым строением и
отражает местные природные условия.
Академик В.И. Вернадский назвал почвы «благородной ржавчиной Земли». Это
тончайшая поверхностная оболочка суши. Верхняя граница почвы поверхность раздела между
почвой и атмосферой, нижняя граница глубина проникновения почвообразовательных процессов. Мощность (толщина) современных зональных почв около 80— 150 см, с колебаниями от
нескольких сантиметров до 2,5—3,0 метра.
Почва является неотъемлемым компонентом наземных биогеоценозов. Она осуществляет
сопряжение (взаимодействие) большого геологического и малого биологического круговоротов
веществ. Важнейшее свойство почв - плодородие - способность почв удовлетворять потребность
растений в элементах питания и воде, обеспечивать их корневые системы достаточным
количеством тепла и воздуха для нормальной деятельности и создания урожая.
Взгляды В. И. Вернадского о происхождении и сущности жизни и биосферы
В.И. Вернадский провел глубокий анализ проблемы происхождения жизни. Его
теоретические положения основываются на бесспорных непротиворечивых тезисах —
эмпирических обобщениях, которые вытекают из многократно доказанных фактов, не
подлежащих сомнению, и могут быть сведены к следующему.
Начала жизни в том космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала
этого космоса. Жизнь вечна, поскольку вечен космос, и всегда передавалась путем биогенеза.
Жизнь, извечно присущая Вселенной, явилась новой на Земле, ее зародыши приносились
извне постоянно, но укрепились на Земле лишъ при благоприятных для этого возможностях.
Жизнь на Земле была всегда. Время существования планеты —это лишь время
существования на ней жизни. Жизнь геологически (планетарно) вечна. Возраст планеты
неопределим.
Жизнь никогда не была чем-то случайным, ютящимся в каких-то отдельных оазисах. Она
была распространена всюду и всегда живое вещество существовало в образе биосферы.
Древнейшие формы жизни — дробянки — способны выполнять все функции в биосфере.
Значит, возможна биосфера, состоящая из одних прокариот. Вероятно, что такова она и была в
прошлом.
Живое вещество не могло произойти от косного. Между этими двумя состояниями
материи нет никаких промежуточных ступеней. На против, в результате воздействия жизни
происходила эволюция земной коры.
Выводы парадоксальные. Они противоречат традиционному миропониманию и находятся
в стороне от господствующей научной парадигмы о последовательном образовании Земли как
космического тела, затем появлении на ней жизни с последующим образованием биосферы.
Теоретические положения В.И. Вернадского основываются на шести эмпирических
обобщениях, с которых начинается его «Биосфера»:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 54 из 48
1) никогда не наблюдалось в условиях Земли зарождение живого от неживого;
2) в геологической истории нет эпох, в которые отсутствовала организмам;
3) современное живое вещество генетически родственно всем прошлым организмам;
4) в современную эпоху живое вещество так же влияет на химический состав земной коры, как и в
прошлые эпохи;
5) существует константное количество атомов, захваченных в данный момент живым веществом;
6) энергия живого вещества есть преобразованная, аккумулированная энергия Солнца.
Очень важным представляется второе эмпирическое обобщение: в земной коре нельзя
отыскать слоев, свободных от влияния живого вещества. Именно отсюда вытекает парадокс о
невозможности измерения возраста Земли как космического тела, ибо мы будем находить в
конце наших усилий только структуры, переработанные живым веществом. Анализ древнейших
отложений земной коры — архейских пород — показал, что это измененные осадочные породы,
отлагавшиеся в среде, где уже существовала жизнь.
Геологи и радиометристы определяют не возраст планеты, а возраст пород, выпавших из
жизненного круговорота, которые ушли вглубь, в осадок и более не входили в жизненные
процессы. Поэтому сколько бы ни старались нащупать предельные возрасты, мы будем лишь
определять тот срок, который существовала данная структура молекул, входившая ранее в живые
тела.
Теоретический тезис В.И. Вернадского о всегдашней «оживленности» поверхности
планеты напоминает Лаелевский принцип актуализма, успешно перенесенный из геологии в
область явлений жизни: сегодняшнее состояние биосферы свидетельствует о ее прошлом.
Земля была «оживлена» всегда и всегда жизнь существовала в форме биосферы.
Древнейшие живые организмы — дробянки, несмотря на примитивное строение, способны
выполнять все функции живого вещества. Они настолько вездесущи, что «встроены» почти в
каждую химическую реакцию, происходящую на поверхности (в почве и коре выветривания), в
недрах, в горячих источниках, в воде, в вулканических выбросах. А поскольку скорость деления
прокариот огромна, то и плоды их биохимической работы ошеломляющи (например, запасы руд
Курской магнитной аномалии). Значит, в принципе возможна биосфера, состоящая из одних
прокариот. И вполне возможно, что такова она и была в прошлом. Прокариоты символизируют
собой некий особый путь эволюции, где организм нельзя рассматривать отдельно от среды, так
как они изменяют ее своей жизнедеятельностью.
Идея о «всегдашней оживленности планеты» связана с идеей о «всюдности жизни».
Жизнь не могла возникнуть только в каких-то отдельных оазисах (вулканических областях,
морских лагунах, в океанических глубинах). Это противоречит расчетам, сделанным В.И.
Вернадским о скорости захвата организмами пространства: для бактерий она сравнима со
скоростью звука в воздушной среде. Известно, что они способны нарастить массу, равную по
весу земному шару, за несколько суток.
Вся загадочность тезиса о «всегдашней оживленности планеты» связана со словом
«всегда», т.е. с понятием времени. В.И. Вернадский подчеркивал, что все характеристики жизни
и времени совпадают: и жизнь, и время необратимы, они всегда направлены одинаковым
образом из прошлого в будущее. В.И. Вернадский считал делящиеся бактерии. Он утверждал,
что мы не имеем права говорить о времени до создания биосферы. «Всегда» без жизни нет, а есть
другие формы времени, которые нам, существам, принадлежащим к биологическому миру, не
столь близки и понятны.
Ноосфера как стадия эволюции биосферы
В современную эпоху наступил качественно новый этап развития биосферы, когда
деятельность человека, преобразующая поверхность Земли, по своим масштабам стала
соизмеримой с геологическими и стала значительно превосходить роль других, даже наиболее
активных в биогеохимическом отношении организмов. При этом использование природных
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 55 из 48
ресурсов происходит без учета закономерностей развития и механизмов функционирования
биосферы. В результате хозяйственной деятельности из биотического круговорота изымаются
или существенно преобразуются большие территории (сведение и насаждение лесов, осушение
болот, строительство городов, дорог, плотин, распашка целинных земель,создание
водохранилищ и т.д.). Добыча полезных ископаемых, сжигание огромных количеств топлива,
создание новых, не существовавших ранее в биосфере веществ, интенсифицируют круговорот
веществ, изменяют состав и структуру слагающих его компонентов. Антропогенные воздействия
на биосферу, принявшие глобальный характер (на Земле не осталось ни одного участка суши или
моря, где нельзя было бы обнаружить следов деятельности человека), ставят под угрозу
возможность поддержания гомеостаза в биосфере.
В 1944 г. В.И. Вернадский развил представление о переходе биосферы в ноосферу, т.е. в
такое ее состояние, когда развитие биосферы будет управляться разумом человека. Сам термин
«биосфера» предложен Э. Леруа (1927) и П. Тейяром де Шарденом (1930).
Ноосфера — сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная
человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития.
По убеждению В.И. Вернадского, биосфера вступает в новую стадию своего развития
стадию ноосферы. На этой стадии человек разумный выступает как геохимическая сила
невиданного масштаба. Особенность этой силы ее разумность.
Кроме понятия «ноосфера», часто употребляют такие понятия как «антропосфера»,
«техносфера» и др.
Антропосфера — сфера Земли, где живет и куда временно проникает (с помощью
спутников и т.п.) человечество. Понятие «антропосфера» употребляют для характеристики
пространственного положения человечества и его хозяйственной деятельности.
Техносфера — часть биосферы (со временем, по-видимому, вся биосфера),
преобразованная технической деятельностью человека. Понятие «техносфера» используют, когда
хотят подчеркнуть вещественную сторону отношений человек—природа, а также то, что на
настоящем этапе хозяйственная деятельность людей не настолько разумна, чтобы говорить о
ноосфере.
Надо отметить, что единства в терминологии по данному вопросу нет. Понятие
«ноосфера» является самым общим, а другие понятия используют, когда хотят оттенить тот или
иной аспект.
Сравнение важных характеристик, отличающих биосферу и техносферу, представлено в
таблица 7.
Таблица 7 Сравнение биосферы и техносферы (Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, 2001)
Сравниваемые показатели
Сферообразующее число
Биосфера
биологических 107
Техносфера
1
видов
Число контролируемых видов
все 107
104
Масса сферы, Гт *
5-1 04
2-1 04
в том числе активное вещество, Гт
104
15
неактивное, произведенное вещество, Гт
4-Ю4
2-1 04
Кратность обновления активного вещества, 0,10
0,10
Годовая нетто-продукция, Гт
625
1,5
Годовой расход органического вещества, Гт 212
24
год
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 56 из 48
Годовой расход энергии, ЭДж**
12000
450
Годовой расход воды, км3
3-10"
5-1 03
Степень замкнутости круговорота веществ, 99,9
<10
Запас генетической информации, Гбит***
106
7
Запас сигнальной информации, Гбит
-
8
Скорость переработки информации, бит/с
1036
1016
%
Информационная скорость эволюции, бит/с 0,1
107
Примечание:
* 1 Гт — 1 гигатонна = 109 т.
** 1 ЭДж - 1 эксаджоуль = 1018 Дж.
*** 1 Гбит = 10Э бит.
Можно выделить ряд основных признаков превращения биосферы в ноосферу:
Возрастание количества механически извлекаемого материала земной коры (рост
разработки месторождений полезных ископаемых). Геохимическая деятельность человека
становится сравнимой по масштабам с биологическими и геологическими процессами. В
геологическом круговороте резко возрастает звено денудации.
Массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох
(нефти, газа, каменного угля и пр.). Следствием является усиление парникового эффекта и
глобальное потепление климата.
Рассеивание энергии, в отличие от ее накопления в биосфере до появления человека.
Основным следствием является энергетическое загрязнение биосферы.
Образование в больших количествах веществ, ранее в биосфере отсутствовавших (чистые
металлы, пластмассы и др.). В результате наблюдается химическое загрязнение биосферы ее
металлизация, загрязнение промышленными и другими отходами и т.д.
Создание, хотя и в ничтожно малых количествах, трансурановых химических элементов
(плутония и др.). Освоение ядерной энергии за счет деления тяжелых ядер и (в обозримом
будущем) термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер. Возникает опасность теплового
загрязнения биосферы и загрязнения радиоактивными отходами ядерной энергетики.
Расширение границ ноосферы за пределы Земли в связи с научно-техническим
прогрессом.
Возникновение космонавтики обеспечило выход человека за пределы родной
планеты. Ноосфера в будущем займет большее пространство, чем биосфера до появления
человека. Создается принципиальная возможность создания искусственных биосфер на других
планетах.
2 Концепция живого вещества и его глобальная роль в биосфере
Биосфера имеет определенные границы. Она занимает нижнюю часть атмосферы, верхние слои
литосферы и всю гидросферу. Границы биосферы в большой степени условны.
Перед естествоиспытателями возникает задача - конкретно исследовать, каким образом и в какой
мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на
поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление
о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый
Владимир Иванович Вернадский (1863 - 1945).
Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В.И.Вернадский
определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И.Вернадский включает
сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 57 из 48
живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени;
во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.
Это воздействие сказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных
растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо
погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую
работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного
человечества как работу единого целого.
Наибольшее развитие это понятие получило в трудах В.И. Вернадского. Под биосферой он
понимал все пространство литосферы, гидросферы и атмосферы, где существует или когда-либо
существовала жизнь, то есть где встречаются организмы или продукты их жизнедеятельности. Основные
положения теории Вернадского:
• жизнь есть неизбежное следствие мирового эволюционного процесса, любые теории случайного
зарождения жизни не выдерживают критики;
•
возникновение Земли как космического тела и появление на ней жизни произошло
практически одновременно, следы жизни обнаруживаются в самых глубоких геологических слоях;
•
наша планета и космос есть единая система, в которой жизнь связывает все процессы в
единое целое;
•
количество живого вещества на Земле является постоянной величиной, то есть во все
времена с начала существования Земли в круговорот жизни было вовлечено то же количество вещества,
что и сегодня;
•
жизнь является главной геологической силой на планете (не вулканизм и не процессы
выветривания определяют лик планеты; ее ландшафты, химизм океана, структура атмосферы и т.п. - это
порождение жизни);
•
человек есть неизбежное следствие эволюции планеты, на которого возложена
определенная роль в ее жизни;
•
в настоящее время именно человек превращается в главную геологическую силу на
планете;
•
однажды развитие биосферы и общества сделается неразрывным, и биосфера перейдет в
новое состояние - ноосферу (сфера разума).
В. И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами
и среду их обитания. Он выделил в биосфере семь разных, но геологически взаимосвязанных типов
веществ.
Живое вещество — живые организмы, населяющие нашу планету.
Косное вещество — неживые тела, образующиеся в результатепроцессов, не связанных с
деятельностью живых организмов (породы магматического и метаморфического происхождения,
некоторые осадочные породы).
Биогенное вещество — неживые тела, образующиеся в результате жизнедеятельности живых
организмов (некоторые осадочные породы: известняки, мел и др., а также нефть, газ, каменныйуголь,
кислород атмосферы и др.).
Биокосное вещество — биокосные тела, представляющие собой результат совместной
деятельности живых организмов и геологических процессов (почвы, илы, кора выветривания и др.).
Радиоактивное вещество — атомы радиоактивных элементов (например, уран (238U, 235U), торий
(232Th), радий (226Ra) и радон (222Rn, 220Rn), калий (40К), рубидий (87Rb), кальций (48Са), цирконий (96Zr),
тритий (3Н), бериллий (7Ве, 10Ве) и углерод (14С) и др.
Рассеянные атомы — отдельные атомы элементов, встречающие ся в природе в рассеянном
состоянии (в таком состоянии частосуществуют атомы микро- и ультромикроэлементов: Mn, Co, Zn, Си,
Аи, Нд и др.)
Вещество космического происхождения — вещество, поступающее на поверхность Земли из
космоса (метеориты, космическая пыль).
Свойства живого вещества
Живое вещество биосферы обладает уникальными особенностями, обусловливающими его крайне
высокую преобразующую деятельность (по Н.А. Воронкову, 1997).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 58 из 48
Функции живого вещества в биосфере
Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества.
Энергетическая (биохимическая) — связывание и запасание солнечной энергии в органическом
веществе и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества.
Газовая — способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и
атмосферы в целом.
3Концентрационная — «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них
(в большей степени, чем в окружающей среде) атомов биогенных химических элементов.
4.Окислительно-восстановительная — окисление и восстановление различных веществ с
помощью живых организмов. Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов
элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, Сг, S, P, N, W), создаются их новые соединения,
происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода и т.п.
5.Деструктивная — разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и
после их смерти, как остатков органического вещества, так и косных веществ. Наиболее существенную
роль в этом отношении выполняют редуценты (деструкторы) — сапротрофные грибы и бактерии.
6.Транспортная — перенос вещества и энергии в результате активной формы движения
организмов. Такой перенос может осуществляться на огромные расстояния, например, при миграциях и
кочевках животных. С транспортной функцией в значительной мере связана концентрационная роль
сообществ организмов, например в местах их скопления (птичьи базары и другие колониальные
поселения).
7.Средообразующая — преобразование физико-химических параметров среды. Эта функция
является в значительной мере интегральной — представляет собой результат совместного действия
других функций. Она имеет разные масштабы проявления. Результатом средообразующей функции
является и вся биосфера, и почва как одна сред обитания, и более локальные структуры. К
средообразующим свойствам растительного покрова относятся: создание микроклимата, очистка воздуха
и вод от загрязняющих веществ, усиление питания грунтовых вод, защита почв от эрозии и т.п.
8.Рассеивающая — функция, противоположная концентрационной — рассеивание веществ в
окружающей среде. Она проявляется через трофическую и транспортную деятельность организмов.
9.Информационная — накопление живыми организмами определенной информации, закрепление
ее в наследственных структурах и передача последующим поколениям. Это одно из проявлений
адаптационных механизмов.
10. Биогеохимическая деятельность человека — превращение и перемещение веществ биосферы
в результате человеческой деятельности для хозяйственных и бытовых нужд человека. Например,
использование концентраторов углерода — нефти, угля, газа и др.
Таким образом, биосферу можно также определить как сложную динамическую систему,
осуществляющую улавливание, накопление и перенос энергии путем обмена веществ между живым
веществом и окружающей средой.
Свойства биосферы
Биосфера обладает рядом свойств.
Целостность и дискретность. Целостность биосферы обусловлена тесной взаимосвязью
слагающих ее компонентов. Она достигается круговоротом вещества и энергии. Изменение одного
компонента неизбежно приводит к изменению других и биосферы в целом.
Централизованность. Центральным звеном биосферы выступают живые организмы (живое
вещество). Это свойство, к сожалению, часто недооценивается человеком и в центр биосферы ставится
только один вид — человек (идеи антропоцентризма).
Устойчивость и саморегуляция. Биосфера способна возвращаться в исходное состояние, гасить
возникающие возмущения, создаваемые внешними и внутренними воздействиями, включением
определенных механизмов.
Ритмичность. Биосфера проявляет ритмичность развития — повторяемость во времени тех или
иных явлений. В природе существуют ритмы разной продолжительности. Основные из них — суточный,
годовой, внутривековые и сверх вековые.
Круговорот веществ и энергозависимость. Биосфера — открытая система. Ее существование
невозможно без поступления энергии извне. Основная доля приходится на энергию Солнца. В отличие от
количества солнечной энергии, количество атомов вещества на Земле ограничено. Круговорот веществ
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 59 из 48
обеспечивает неисчерпаемость отдельных атомов химических элементов. При отсутствии круговорота,
например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого — углерод.
Горизонтальная зональность и высотная поясность. Общебиосферной закономерностью
является горизонтальная зональность — закономерное изменение природной среды по направлению от
экватора к полюсам.
Большое разнообразие. Биосфера — система, характеризующаяся большим разнообразием. Это
свойство обусловлено следующими причинами: разными средами жизни (водной, наземно-воздушной,
почвенной, организменной); разнообразием природных зон, различающихся по климатическим,
гидрологическим, почвенным, биотическим и другим свойствам; наличием регионов, различающихся по
химическому составу (геохимические провинции); биологическим разнообразием живых организмов.
3 Концепция антропогенного
геохимического фактора.
воздействия
как
мощного
геологического
и
Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход
биосферы в новое состояние - в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли
человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности
материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем
времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входим в нее), а иногда связывал
формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного
производства. Надо заметить, что когда в качестве минералога Вернадский писал о геологической
деятельности человека, он еще не употреблял понятий "ноосфера" и даже "биосфера". О формировании на
Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе "Научная мысль как планетное
явление", но преимущественно с точки зрения истории науки.
Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды Вернадского позволяют
более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий,
необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия: -заселение
человеком всей планеты;
-резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
-усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;
-начало преобладания геологической роли человека над другими
геологическими процессами, протекающими в биосфере;
-расширение границ биосферы и выход в космос;
-открытие новых источников энергии;
-равенство людей всех рас и религий;
-увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;
-свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и
политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной
научной мысли;
-продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание
реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;
-разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее
способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные
потребности численно возрастающего населения;
-исключение войн из жизни общества.
Роль человеческого фактора в развитии биосферы.
тракт грунтоедов и илоедов
Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в
своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии
человечества. Это позволяетпонять место и роль исторического развития человечества в эволюции
биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.
Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, является то, что
человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он
сосуществует внутри природы и является частью ее. Это единство обусловлено, прежде всего,
функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался показать Вернадский
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 60 из 48
как биогеохимик. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние
биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.
Но не только природа оказывает влияние на человека, существует и обратная связь. Причем она не
поверхностная, отражающая физическое влияние человека на окружающую среду, она гораздо глубже.
Это доказывает тот факт, что в последнее время заметно активизировались планетарные геологические
силы. "...мы все больше и ярче видим в действии окружающие нас геологические силы. Это совпало, едва
ли случайно, с проникновением в научное сознание убеждения о геологическом значении Homo sapiens, с
выявлением нового состояния биосферы — ноосферы — и является одной из форм ее выражения. Оно
связано, конечно, прежде всего, с уточнением естественной научной работы и мысли в пределах
биосферы, где живое вещество играет основную роль". Так, в последнее время резко меняется отражение
живых существ на окружающей природе. Благодаря этому процесс эволюции переносится в область
минералов. Резко меняются почвы, воды и воздух. То есть эволюция видов сама превратилась в
геологический процесс, так как в процессе эволюции появилась новая геологическая сила. Вернадский
писал: "Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы".
Здесь естественно напрашивается вывод о том, что геологической силой является собственно
вовсе не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль социального человечества. В "Философских мыслях
натуралиста" Вернадский писал: "Мы как раз переживаем ее яркое вхождение в геологическую историю
планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого
вещества — цивилизованного человечества — на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и
человеческого труда биосфера переходит в новое состояние — в ноосферу".
Мы являемся наблюдателями и исполнителями глубокого изменения биосферы. Причем
перестройка окружающей среды научной человеческой мыслью посредством организованного труда вряд
ли является стихийным процессом. Корни этого лежат в самой природе и были заложены еще миллионы
лет назад в ходе естественного процесса эволюции. "Человек... составляет неизбежное проявление
большого природного процесса, закономерно длящегося в течение, по крайней мере, двух миллиардов
лет".
Отсюда, кстати, можно заключить, что высказывания о самоистреблении человечества, о
крушении цивилизации не имеют под собой веских оснований. Было бы, по меньшей мере, странно, если
бы научная мысль - порождение естественного геологического процесса противоречила бы самому
процессу.
Мы стоим на пороге революционных изменений в окружающей среде: биосфера посредством
переработки научной мыслью переходит в новое эволюционное состояние - ноосферу.
Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственно- организованную научную мысль
и на ее порождение, технику, человек создал в биосфере новую биогенную силу, поддерживающую
размножение и дальнейшее заселение различных частей биосферы. Причем вместе с расширением
области жительства, человечество начинает представлять себя все более сплоченную массу, так как
развивающие средства связи - средства передачи мысли окутывают весь Земной шар. "Этот процесс полного заселения биосферы человеком - обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан
со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи
мысли, ее одновременного обсуждения всюду на планете".
При этом человек впервые реально понял, что он житель планеты и может и должен мыслить и
действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их
союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте
только в области жизни — в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно,
закономерно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с
собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет. Похоже, что впервые мы находимся
в условиях единого геологического исторического процесса, охватившего одновременно всю планету. XX
век характерен тем, что любые происходящее на планете событие связываются в единое целое. И с
каждым днем социальная, научная и культурная связанность человечества только усиливается и
углубляется. "Увеличение вселенскости, спаянности всех человеческих обществ непрерывно растет и
становится заметным в немногие годы чуть не ежегодно".
Результат всех вышеперечисленных изменений в биосфере планеты дал повод французскому
геологу Тейяр де Шардену заключить, что биосфера в настоящий момент быстро геологически переходит
в новое состояние - в ноосферу, то есть такое состояние, в котором человеческий разум и направляемая
им работа представляют собой новую мощную геологическую силу. Это совпало, видимо не случайно, с
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 61 из 48
тем моментом, когда человек заселил всю планету, все человечество экономически объединилось в
единое целое, и научная мысль всего человечества слилась воедино, благодаря успехам в технике связи.
Таким образом:
Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество,
есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени;
Человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы;Прорыв научной мысли
подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные корни. Ноосфера - это биосфера,
переработанная научной мыслью, подготавливающейся всем прошлым планеты, а не кратковременное и
переходящее геологическое явление.
Вернадский неоднократно отмечал, что "цивилизация "культурного человечества" — поскольку
она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере,— не может
прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически,
вернее, геологически сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями
связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой
мере не было".
Многое из того, о чем писал Вернадский, становится достоянием сегодняшнего дня. Современны
и понятны нам его мысли о целостности, неделимости цивилизации, о единстве биосферы и человечества.
Переломный момент в истории человечества, о чем сегодня говорят ученые, политики, публицисты, был
увиден Вернадским.
Вернадский видел неизбежность ноосферы, подготавливаемой как эволюцией биосферы, так и
историческим развитием человечества. С точки зрения ноосферного подхода по-иному видятся и
современные болевые точки развития мировой цивилизации. Варварское отношение к биосфере, угроза
мировой экологической катастрофы, производство средств массового уничтожения — все это должно
иметь преходящее значение. Вопрос о коренном повороте к истокам жизни, к организованности биосферы
в современных условиях должен звучать как набат, призыв к тому, чтобы мыслить и действовать, в
биосферном - планетном аспекте.
Вопросы для самоконтроля
1. Кто является автором учения о биосфере
2. Что подразумевал под биосферой В.И. Вернадский
3. Каковы отличительные особенности биосферы от геологических сфер Земли
4. Какова мощность биосферы и чем обусловлены ее границы
5. Что такое живое вещество биосферы и каковы его функции
6.
В
чем
заключается
планетарная
(геологическая)
роль
живого
биосферы
7. Что является движущей силой глобальных биогеохимических циклов
8. Что собой представляет ноосфера
вещества
Рекомендуемая литература:
Основная
1. Вернадский В.И. «Философские мысли натуралиста», М., «Наука», 1988.
2. Вернадский В.И. «Живое вещество», М., «Наука», 1969 г.
3. Никаноров A.M., Хорунжая Т.А.. «Глобальная экология», М., ЗАО, «Книга сервис», 2003.
4. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М., «ФАИР-ПРЕСС»,2003.
5. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева P.M.
Дополнительная
2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии СанктПетербург « Специальная литература» 1997, с. 3-14.
3.Новиков Ю.В. Экология , окружающая среда и человек . Учебное пособие . Москва.1998.
Лекция 9
Тема. Биосфера и её устойчивость. Биосфера, её закономерности и современные проблемы.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 62 из 48
Цель лекции – сформировать представление о структуре биосферы, роли живого вещества,
эволюции биосферы и механизмах её устойчивого развития.
Ключевые слова – биосфера, ноосфера, живое вещество, геологический и геохимический фактор,
глобальные экологические проблемы.
Вопросы
1 Круговорот веществ в биосфере. Глобальные биогеохимические циклы.
Основные биогеохимические законы В.И. Вернадского.
2 Современные проблемы биосферы.
1 Круговорот веществ в биосфере. Глобальные биогеохимические циклы.
Круговорот веществ — многократное участие веществ в процессах, протекающих в
атмосфере, гидросфере и литосфере, в том числе в тех слоях, которые входят в состав биосферы
Земли. Круговорот веществ осуществляется при непрерывном поступлении (потоке) внешней
энергии Солнца и внутренней энергии Земли.
В зависимости от движущей силы, с определенной долей условности, внутри круговорота
веществ можно выделить геологический, биологический и антропогенный круговороты. До
возникновения человека на Земле осуществлялись только первые два.
Геологический круговорот (большой круговорот веществ в природе) — круговорот
веществ, движущей силой которого являются экзогенные и эндогенные геологические процессы.
Эндогенные процессы (процессы внутренней динамики) происходят под влиянием
внутренней энергии Земли. Это энергия, выделяющаяся в результате радиоактивного распада,
химических реакций образования минералов, кристаллизации горных пород и т.д. К эндогенным
процессам относятся: тектонические движения, землетрясения, магматизм, метаморфизм.
Экзогенные процессы (процессы внешней динамики) протекают под влиянием внешней энергии
Солнца. Экзогенные процессы включают выветривание горных пород и минералов, удаление
продуктов разрушения с одних участков земной коры и перенос их на новые участки, отложение
и накопление продуктов разрушения с образованием осадочных пород. К экзогенным процессам
относятся геологическая деятельность атмосферы, гидросферы (рек, временных водотоков,
подземных вод, морей и океанов, озер и болот, льда), а также живых организмов и человека.
Биологический (биогеохимический) круговорот (малый круговорот веществ в биосфере)
— круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов. В
отличие от большого геологического, малый биогеохимический круговорот веществ совершается
в пределах биосферы. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация,
которая порождает фотосинтез. В экосистеме органические вещества синтезируются
автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. В результате
выделения в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и
гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, т.е. превращению в
неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы для
синтеза автотрофами органических веществ.
Интенсивность биологического круговорота в первую очередь определяется температурой
окружающей среды и количеством воды. Так, например, биологический круговорот интенсивнее
протекает во влажных тропических лесах, чем в тундре. Кроме того, в тундре биологические
процессы протекают только в теплое время года.
С появлением человека возник антропогенный круговорот или обмен веществ.
Антропогенный круговорот (обмен) — круговорот (обмен) веществ, движущей силой которого
является деятельность человека. В нем можно выделить две составляющие: биологическую,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 63 из 48
связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с
хозяйственной деятельностью людей (техногенный круговорот (обмен)).
Геологический и биологический круговороты в значительной степени замкнуты, чего
нельзя сказать об антропогенном круговороте. Поэтому часто говорят не об антропогенном
круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Не замкнутость антропогенного круговорота
веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды. Именно
они и являются основной причиной всех экологических проблем человечества.
Круговороты воды, углерода, кислорода, азота, фосфора и серы
Круговороты наиболее значимых для живых организмов веществ и элементов
предствалены на рис. 16—21. Круговорот воды относится к большому геологическому, а
круговороты биогенных элементов (углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и других
биогенных элементов) — к малому биогеохимическому.
Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу относится к большому
геологическому круговороту. Вода испаряется с поверхности Мирового океана и либо
переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде
поверхностного и подземного стока, либо выпадает в виде осадков на поверхность океана. В
круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тыс. км3 воды. Круговорот воды в
целом играет основную роль в формировании природных условий на нашей планете. С учетом
транспирации воды растениями и поглощения ее в биогеохимическом цикле, весь запас воды на
Земле распадается и восстанавливается за 2 млн.лет.
Рисунок 16. Круговорот воды в биосфере (Пенмэн, 1972)
Круговорот углерода. Продуценты улавливают углекислый газ из атмосферы и переводят
его в органические вещества, консументы поглощают углерод в виде органических веществ с
телами продуцентов и консументов низших порядков, редуценты минерализуют органические
вещества и возвращают углерод в атмосферу в виде углекислого газа. В Мировом океане
круговорот углерода усложнен тем, что часть углерода, содержащегося в мертвых организмах,
опускается на дно и накапливается в осадочных породах. Эта часть углерода выключается из
биологического круговорота и поступает в геологический круговорот веществ.
Главным резервуаром биологически связанного углерода являются леса, они содержат до
500 млрд т этого элемента, что составляет 2/3 его запаса в атмосфере. Вмешательство человека в
круговорот углерода (сжигание угля, нефти, газа, дегумификация) приводит к возрастанию
содержания С02 в атмосфере и развитию парникового эффекта.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 64 из 48
Рис. 17. Круговорот углерода в биосфере (Дювиньо, Ганг, 1968)
Скорость круговорота СО2, т.е. время, за которое весь углекислый газ атмосферы
проходит через живое вещество, составляет около 300 лет.
Круговорот кислорода. Главным образом круговорот кислорода происходит между
атмосферой и живыми организмами. В основном свободный кислород (О2) поступает в
атмосферу в результате фотосинтеза зеленых растений, а потребляется в процессе дыхания
животными, растениями и микроорганизмами, и при минерализации органических остатков.
Незначительное количество кислорода образуется из воды и озона под воздействием
ультрафиолетовой радиации. Большое количество кислорода расходуется на окислительные
процессы в земной коре, при извержении вулканов и т.д. Основная доля кислорода
продуцируется растениями суши — почти 3/4, остальная часть — фотосинтезирующими
организмами Мирового океана. Скорость круговорота — около 2 тыс. лет.
Установлено, что на промышленные и бытовые нужды ежегодно расходуется 23 %
кислорода, который образуется в процессе фотосинтеза, и эта цифра постоянно возрастает.
Рис. 18. Круговорот кислорода в биосфере (Клауд, Джибор, 1972)
Круговорот азота. Запас азота (N2) в атмосфере огромен (78 % от ее объема). Однако
растения поглощать свободный азот не могут, а только в связанной форме, в основном в виде
NН4+ или N03~. Свободный азот из атмосферы связывают азотфиксирующие бактерии и
переводят его в доступные растениям формы. В растениях азот закрепляется в органическом
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 65 из 48
веществе (в белках, нуклеиновых кислотах и пр.) и передается по цепям питания. После
отмирания живых организмов, редуценты минерализуют органические вещества и превращают
их в аммонийные соединения, нитраты, нитриты, а также в свободный азот, который
возвращается в атмосферу.
Нитраты и нитриты хорошо растворимы в воде и могут мигрировать в подземные воды и
растения и передаваться по пищевым цепям. Если их количество излишне велико, что часто
наблюдается при неправильном применении азотных удобрений, то происходит загрязнение вод
и продуктов питания, и вызывает заболевания человека.
Круговорот фосфора. Основная масса фосфора содержится в горных породах,
образовавшихся в прошлые геологические эпохи. В биогеохимический круговорот фосфор
включается в результате процессов выветривания горных пород.
В наземных экосистемах растения извлекают фосфор из почвы (в основном в форме Р043~)
и включают его в состав органических соединений (белков, нуклеиновых кислот, фосфолипидов
и др.) или оставляют в неорганической форме. Далее фосфор передается по цепям питания.
После отмирания живых организмов и с их выделениями фосфор возвращается в почву.
При неправильном применении фосфорных удобрений, водной и ветровой эрозии почв
большие количества фосфора удаляются из почвы. С одной стороны, это приводят к перерасходу
фосфорных удобрений и истощению запасов фосфорсодержащих руд (фосфоритов, апатитов и
др.). С другой стороны, поступление из почвы в водоемы больших количеств таких биогенных
элементов как фосфор, азот, сера и др. вызывает бурное развитие синезеленых водорослей и
других водных растений («цветение» воды) и эвтрофикацию водоемов. Но большая часть
фосфора уносится в море.
В водных экосистемах фосфор усваивается фитопланктоном и передается по трофической
цепи вплоть до морских птиц. Их экскременты (гуано) либо сразу попадают назад в море, либо
сначала накапливаются на берегу, а затем все равно смываются в море. Из отмирающих морских
животных, особенно рыб, фосфор снова попадает в море и в круговорот, но часть скелетов рыб
достигает больших глубин и заключенный в них фосфор снова попадает в осадочные породы, т.е.
выключается из биогеохимического круговорота.
Рис. 19. Круговорот азота в биосфере (Делвич, 1972)
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 66 из 48
Рис. 20. Круговорот фосфора в биосфере (Дювиньо, Танг, 1968)
Круговорот серы. Основной резервный фонд серы находится в отложениях и почве, но в
отличие от фосфора имеется резервный фонд и в атмосфере. Главная роль в вовлечении серы в
биогеохимический круговорот принадлежит микроорганизмам. Одни из них восстановители,
другие—окислители.
В горных породах сера встречается в виде сульфидов (FeS2 и др.), в растворах — в форме
иона (SO42~), в газообразной фазе в виде сероводорода (H2S) или сернистого газа (S02). В
некоторых организмах сера накапливается в чистом виде (S) и при их отмирании на дне морей
образуются залежи самородной серы.
По содержанию в морской среде сульфат-ион занимает второе место после хлора и
является основной доступной формой серы, которая потребляется автотрофами и включается в
состав белков.
В наземных экосистемах сера поступает в растения из почвы в основном в виде
сульфатов. В живых организмах сера содержится в белках, в виде ионов и т.д. После гибели
живых организмов часть серы восстанавливается в почве микроорганизмами до H2S, другая
часть окисляется до сульфатов и вновь включается в круговорот. Образовавшийся сероводорода
улетучивается в атмосферу, там окисляется и возвращается в почву с осадками.
Сжигание человеком ископаемого топлива (особенно угля), а также выбросы химической
промышленности, приводят к накоплению в атмосфере сернистого газа (SO2), который реагируя
с парами воды, выпадает на землю в виде кислотных дождей.
Биогеохимические циклы, не столь масштабны как геологические и в значительно степени
подвержены влиянию человека. Хозяйственная деятельность нарушает их замкнутость, они
становятся ацикличными.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 67 из 48
Рис. 21. Круговорот серы В биосфере (Рамад, 1981)
2 Современные проблемы биосферы.
Между природной средой и обществом существуют сложные взаимодействия, обмен веществом и
энергией.
Воздействие человека на природу можно классифицировать различным образом. Например,
разделить на разрушительное, стабилизирующее и конструктивное; прямое и косвенное; преднамеренное
и непреднамеренное; длительное и кратковременное; статическое и динамическое; площадное и точечное;
глубинное и приповерхностное; глобальное, региональное и локальное; механическое, физическое,
химическое и биологическое и т.д.
Развитие хозяйственной деятельности человека и усиление его воздействия на биосферу привело к
появлению понятия техногенез.
Техногенез — совокупность геохимических процессов, вызванных производственнохозяйственной деятельностью человека. С геологической точки зрения производственно- хозяйственную
деятельностью человека можно разделить на три типа: горно-техническую, инженерно-строительную и
сельскохозяйственную.
Расширяющееся использование природных ресурсов вследствие роста населения и развития
научно-технического прогресса приводит к их истощению и увеличению загрязнения природной среды
отходами производства и отбросами потребления. То есть ухудшение природной среды происходит по
двум причинам: 1) сокращение природных ресурсов; 2) загрязнение природной сред
Несбалансированные взаимоотношения общества и природы, т.е. нерациональное
природопользование, часто приводят к экологическому кризису и даже экологической катастрофе.
Взаимодействие общества и природы подчинено определенным законам. Ниже приведены
важнейшие из них (по Ю.Н. Куражковскому, 1989). Порядок расположения отражает последовательность
проявления законов в истории взаимоотношений между обществом и природой.
Человеческая деятельность сглаживает межзональные и межрегиональные различия в живом
покрове Земли и усиливает местные различия.
Человеческая деятельность подвергает все элементы биосферной природы стихийному и
частичному окультуриванию.
Современное человечество существует в биосфере как сверх- вид, изменяющий все ее замкнутую
среду таким образом, что она становится непригодной для ее существования.
Созданные разумом и технической вооруженностью сверхвидовые свойства человечества
позволяют ему придавать среде своего обитания (как биосферной, так и иной, скажем, в космическом
корабле) свойства экологической системы, обеспечивать стабильное существование жизни.
существования только в условиях построенной на экологических принципах обще планетарной системы
природопользования.
«Законы» экологии & Коммонера
Б. Коммонер (1974) выдвинул ряд положений, которые сегодня называют «законами» экологии:
1)все связано со всем; все должно куда-то деваться;
2) все должно куда-то деваться
3) природа «знает» лучше;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 68 из 48
4) ничто не дается даром.
Человек появился на Земле около 4,6 млн. лет назад. Сначала это был человек-собиратель. Около
1,6 млн. лет назад человек научился пользоваться огнем. Это позволило ему заселить территории с
умеренным климатом и заняться охотой. Использование огня и изобретение оружия привело к массовому
уничтожению (перепромыслу) крупных млекопитающих средних широт. Это послужило причиной
первого экологического кризиса (кризиса консументов). Этот кризис заставил человека перейти от
присваивающего типа хозяйства (охота и собирательство) к производящему (скотоводство и земледелие).
Первые земледельческие цивилизации возникли в районах недостаточного увлажнения, что
потребовало создания оросительных систем. В результате эрозии и засоления почв произошли локальные
экологические катастрофы в бассейнах рек Тигр и Евфрат, а сведение лесов привело к появлению
пустыни Сахара на месте плодородных земель. Так проявил себя кризис примитивного земледелия.
Позднее земледелие продвинулось на территории достаточного увлажнения, в районы лесостепи и
леса, в результате чего началась интенсивная вырубка лесов. Развитие земледелия и нужда в древесине
для строительства домов и кораблей привели к катастрофическому уничтожению лесов в Западной
Европе. Сведение лесов в прошлом и настоящем вызывает изменение газового состава атмосферы,
климатических условий, водного режима, состояния почв. Массовое уничтожение растительных ресурсов
Земли характеризуется как кризис продуцентов.
С XVIII в. в результате промышленной, а затем научно-технической революций на смену до
индустриальной эпохе приходит индустриальная. За последние 100 лет потребление возросло в 100 раз. В
настоящее время на одного жителя Земли каждый год добывается и выращивается примерно 20 т сырья,
которое перерабатывается в конечные продукты массой 2 т, т.е. 90 % сырья превращается в отходы. Из 2 т
конечного продукта в течение того же года выбрасывается не менее 1 т. Появление огромного количества
отходов, причем часто в виде несвойственных природе веществ, привело к возникновению еще одного
кризиса — кризиса редуцентов. Редуценты не успевают очищать биосферу от загрязнения, часто они на
это просто не способны биологически. Это приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.
Важнейшие глобальные экологические проблемы, стоящие перед современным человеком,
следующие: загрязнение окружающей среды, парниковый эффект, истощение «озонового слоя»,
фотохимический смог, кислотные дожди, деградация почв, обезлесевание, опустынивание, проблемы
отходов, сокращение генофонда биосферы и др.
Загрязнение — привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не
характерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.
Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение: пыльные
бури, вулканический пепел и др.) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).
По видам загрязняющих агентов загрязнение окружающей среды делят на физическое (тепловое,
радиоактивное, шумовое, электромагнитное, световое и pp.), химическое (тяжелые металлы, пестициды,
синтетические поверхностно активные вещества — СПАВ, пластмассы, аэрозоли, детергенты и др.) и
биологическое (патогенные микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.). Помимо влияния на
круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере. Наиболее
опасным здесь является тепловое загрязнение биосферы, связанное с использованием ядерной и
термоядерной энергии. Кроме вещественного и энергетического загрязнения начинает подниматься
вопрос об информационном загрязнении окружающей человека среды.
По масштабам загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным (местным).
По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение
поверхностных и подземных вод, загрязнение почв и т.д.
Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект - разогрев нижних слоев атмосферы,
вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать
длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Парниковому эффекту способствует
поступление в атмосферу антропогенных примесей (диоксида углерода, пыли, метана, фреонов и т.д.).
Разрушение «озонового слоя»Слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона на высоте 20—
25 (22—24) км называется озоносферой. «Озоновая дыра» — значительное пространство в озоносфер
планеты с заметно пониженным (до 50 % и более) содержанием озона.
Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное
содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) — высоколетучие, химически
инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве
хладоагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей и распылителей
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 69 из 48
(аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются
фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.
Кислотный дождь — дождь или снег, подкисленный до рН < 5,8 из-за растворения в
атмосферной влаге антропогенных выбросов (диоксид серы, оксиды азота, хлороводород и пр.).
Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительност проявляется как в прямом
биоцидном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение рН почв.
Смог — ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. Различают два типа смога: лондонский и лосанджелесский.
Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных промышленных центрах при
неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Температурная
инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300—400 м) вместо обычного
понижения. В результате дым и загрязняющие вещества (пыль, оксиды серы и углерода) не могут
подняться вверх и рассеяться, а образуют туманную завесу.
Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и
температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду. Он образуется при воздействии солнечной
радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов
автомобилей и выбросов предприятий. В результате образуются высокотоксичные загрязнители —
фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пе-роксида водорода, альдегидов и т.д.
Деградация почв — ухудшение качества почвы в результате снижения плодородия. Деградация и
полное разрушение почвы могут происходить как в результате природных явлений (природное изменение
условий почвообразования, извержение вулканов, ураганы), так и результате хозяйственной деятельности
человека.
К деградации растительного покрова ведут следующие антропогенные факторы: прямое
уничтожение в ходе использования (рубка лесов, выкашивание, сбор с различными целями, стравливание
домашними животными), при создании водохранилищ, в ходе открытых разработок ископаемых, при
пожарах, в процессе распашки новых угодий; ухудшение условий жизни растений при орошении,
осушении, засолении почв, изменении гидрологии водоемов, загрязнении среды токсичными
химическими веществами и элементами, заносе вредных организмов (возбудителей болезней,
конкурентов) и др.
К сокращению или уничтожению видов животных ведут следующие антропогенные факторы:
прямое уничтожение в результате промысла животных, добываемых ради меха, мяса, жира и пр., при
приме нении химических веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства (при этом часто гибнут
не только вредители, но и полезные для человека животные); ухудшение условий жизни животных в
результате вырубки лесов, распашки степей, осушения болот, сооружения плотин, строительства городов,
загрязнения атмосферы, воды, почвы и т.д.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды
В 1986 г. произошла авария на Чернобыльской АЭС. По своим глобальным последствиям она
является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. Искусственными радионуклидами были загрязнены значительные территории Украины, Белоруссии, России, Польши, Румынии,
Финляндии, Швеции, Венгрии и других европейских государств. В радиусе 30 км от реактора полностью
прекращена деятельность человека. В этой зоне значительно пострадали хвойные леса. Произошло
загрязнение радионуклидами бассейна Днепра, а также бассейнов Дуная, Днестра, Волги, Дона и других
речных систем. В пострадавших районах резко повысилась заболеваемость анемией, сердечнососудистыми болезнями, раковыми заболеваниями, участились вспышки инфекций, резко уменьшились
показатели рождаемости и пр.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под антропогенным воздействием на биосферу?
2. Назовите основные виды вмешательства человека в экологические процессы.
3. Дайте определение загрязнению окружающей среды. Укажите его виды, объекты и масштабы.
4. Какие загрязняющие вещества представляют наибольшую опасность для человеческой
популяции и природных биотических сообществ?
5. Почему охрана природного воздуха считается ключевой проблемой оздоровления окружающей
природной среды?
2. Назовите главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 70 из 48
3. Оцените роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы.
4. Приведите примеры пагубного влияния высокотоксичных загрязнителей (поллютантов) на
живые организмы.
5. Как называется ядовитая смесь дыма, тумана и пыли? К каким экологическим последствиям она
приводит?
6. Какой загрязнитель атмосферного воздуха наиболее опасен для хвойных деревьев? Раскройте
механизм проникновения токсичного вещества в растения.
7. Каковы важнейшие экологические последствия глобального загрязнения атмосферы?
8. Чем вызваны кислотные дожди?
9. Почему истощение озонового слоя Земли относится к числу важнейших экологических
проблем?
10. В чем заключается экологическая функция литосферы?
11. Что такое деградация почв (земель) и каковы ее причины?
12. Кратко охарактеризуйте экологический ущерб от водной и ветровой эрозии.
13. Покажите, что общий экологический вред от пестицидов (ядохимикаты) превышает пользу от
их применения.
14. Почему, если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание — его смерть?
15. Что понимают под физическим загрязнением окружающей природной среды?
16. Какие опасные ущербообразующие геологические процессы вы знаете?
17. Объясните, почему разработка недр оказывает огромное негативное воздействие на
окружающую среду?
18. Охарактеризуйте функции леса в биосфере.
19. Почему гибель лесов является одной из наиболее серьезных экологических проблем?
20. К каким экологическим последствиям приводит антропогенное воздействие на биотические
сообщества?
21. Какова главнейшая экологическая функция животного мира?
22. Назовите основные причины вымирания животных, сокращения их числа и утраты ими
биологического разнообразия в настоящее время.
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 151-168, 210223.
2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 25-44.
3. А.А. Горелов. Экология. М., 2000, с. 40-52.
4. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М., «ФАИР-ПРЕСС»,2003
5. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева P.M. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті»,
2006.
Дополнительная
1. М.С. Панин . Экология Казахстана. Семипалатинск .2005, с.48-154.
2. Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности. Москва. 1998.
3.Фурсов В.И. Экологические проблемы окружающей среды. Алма-Ата, 1991, с. 61-79.
Лекция 10
2 Модуль Устойчивое развитие
Тема Концепция устойчивого развития
Цель лекции– сформировать знания о Концепции устойчивого развития, ее стратегии и
принципах
Ключевые слова – устойчивое развитие, общество, природа, охрана окружающей среды,
природные ресурсы, международные организации, международное сотрудничество, триединая концепция.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 71 из 48
Вопросы
1 История возникновения понятия «устойчивое развитие»:
Римский клуб, работы Медоуза и Форестера (Пределы роста, 1972). Декларация Первой
конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 1972). Всемирные саммиты в Рио-де-Жанейро
(1992) и Йоханнесбурге (2002). Хартия устойчивого развития Европейских городов (г. Ольборг, Дания,
1994).
2 Факторы Устойчивого развития: экологический (граница коридора, в котором должна
развиваться цивилизация), экономический фактор (преобразование рыночной системы), социальный (с.-х.
производство, права человека, демография).
3 Стратегии и принципы устойчивого развития (Рио-92). Уровни устойчивого развития локальный, региональный, национальный, межгосударственный, глобальный. Факторы, определяющие
возможности устойчивого развития на каждом уровне.
4 Международное сотрудничество по обеспечению устойчивого развития.
1 История возникновения понятия «устойчивое развитие»
Устойчивое развитие (англ. sustainable development - поддерживаемое развитие) - такое развитие
общества, при котором улучшаются условия жизни человека, а воздействие на окружающую среду
остаётся в пределах хозяйственной емкости биосферы, так что не разрушается природная основа
функционирования человечества. При устойчивом развитии удовлетворение потребностей
осуществляется без ущерба для будущих поколений.
Общество вступило в такую фазу, когда актуальные проблемы его безопасности и перспективы
развития тесно переплелись и стали предметом специальных научных Реакцией на эту озабоченность
было создание международных неправительственных научных организаций по изучению глобальных
процессов на Земле, таких как Международная федерация институтов перспективных исследований
(ИФИАС), Римский клуб, Международный институт системного анализа и др.
В конце 60-х гг. Римский клуб поставил целью исследовать ближайшие и отдаленные последствия
крупно масштабного человеческого развития. Результаты исследования были опубликованы в 1972 г. в
первом докладе Римскому клубу под названием "Пределы роста".
Авторы доклада, под руководством американского ученого Дениса Медоуза, пришли к выводу,
что если современные тенденции роста численности населения, индустриализации, загрязнения
природной среды, производства продовольствия и истощения ресурсов будут продолжаться, то в течение
21 столетия мир подойдет к пределам роста, произойдет неожиданный и неконтролируемый спад
численности населения и резко снизится объем производства [8].
Их мировая модель была построена специально для изучения пяти основных глобальных
процессов: быстрой индустриализации, роста численности населения, увеличивающейся нехватки
продуктов питания, истощения запасов невозобновимых ресурсов и деградации природной среды [8].
Построенная модель, как и любая другая, была несовершенна, чрезмерно упрощена и оставалась
незавершенной.
Отдадим должное первому докладу - при всех его недостатках и ошибках он дал толчок
экспериментальным исследованиям будущего, на весь мир заявил о проблемах, которые практически
даже не стояли в повестке дня.
В 1992 г. Медоуз и его помощники, выпустили новую книгу - "За пределами роста", где в старую модель
были введены данные за последние 20 лет. И выяснилось, что основные выводы первого доклада не
поменялись, а экологическая ситуация на Земле стала ещё более критической [9].
В 1972 году в Стокгольме (Швеция) состоялась 1-я Конференция ООН по окружающей среде, где
были разработаны Программы ООН по окружающей среде ЮНЕП, что ознаменовало включение
международного сообщества на государственном уровне в решение экологических проблем, которые
стали сдерживать социально-экономическое развитие. Стала развиваться экологическая политика и
дипломатия, право окружающей среды, появилась новая институциональная составляющая —
министерства и ведомства по окружающей среде.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 72 из 48
В 1980-е годы Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) призывала к необходимости
перехода к «развитию без разрушения» и концепция устойчивого развития впервые получила широкую
огласку в документе Всемирной стратегии сохранения природы (ВСОП), разработанной по инициативе
ЮНЕП, Международного союза охраны природы (МСОП) и Всемирного фонда дикой природы.
В 1984 г. Генеральная Ассамблея Организации Объединенных Наций приняла решение о создании
международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР), которая должна была подготовить
соответствующий доклад для ООН. Эта комиссия ученых и общественных деятелей из разных стран под
председательством госпожи Г. Х. Брунтланд (Норвегия) подготовила доклад "Наше общее будущее", где
впервые была выдвинута концепция устойчивого социально-экономического развития в равновесии с
окружающей средой (sustainable development), определив его следующим образом: «Человечество
способно сделать развитие устойчивым - обеспечить, чтобы оно удовлетворяло нужды настоящего, не
подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять свои потребности» [4]. Эта
формулировка понятия «устойчивое развитие» сейчас широко используется в качестве базовой во многих
странах.
Свой морально-политический и правовой статус фундаментальной концепции современного мира
принципы устойчивого развития получили в 1992 году на 2- ой конференции ООН по окружающей среде
и развитию в Рио-де-Жанейро.
По числу глав государств она была самой представительной среди всех конференций ООН. Там
были определены глобальные проблемы устойчивого развития, принят и одобрен всеми участниками
программный документ «Повестка дня – XXI», содержащий рекомендации руководителям всех стран
мира разработать для своих территорий стратегические программы устойчивого развития, так
называемых локальных Местных повесток 21 (МП 21).
Целями таких программ по замыслу
организаторов конференции в Рио должны стать социально направленное экономическое развитие,
охрана ресурсной базы и окружающей среды для будущего соответствующих стран и планеты в целом.
• Был сделан вывод, противоположный концепции "пределов роста": "Мы способны согласовать
деятельность
человека
с
законами
природы
и
добиться
всеобщего
процветания".
Впервые пришлось принять трудное решение об изменении мировоззренческой стратегии человечества.
Было признано, что возрастающий уровень благополучия экономически развитых стран недостижимы для
развивающихся стран Азии, Африки и Латинской Америки. Было признано, что движение развивающихся
стран по пути, которым пришли к своему благополучию развитые станы, невозможно, так как природа не
выдержит такого роста потребления. В результате дискуссий была провозглашена необходимость
перехода
Документы Конференции ООН в Рио-де-Жанейро:
1.
Декларация Рио об окружающей среде и развитии.
2.
Повестка дня на ХХ1 век
3.
Заявление о принципах по управлению, сохранению и устойчивому развитию лесов
4.
Рамочная конвенция по проблемам изменения климата
5.
Конвенция по биологическому разнообразию.
Исходные положения Устойчивого развития:

Обеспечение природно-экологической устойчивости на основе теории биотической
регуляции окружающей среды.

Обеспечение поддерживаемого экономического развития на основе радикально
модифицированной рыночной системы.

Обеспечение устойчивого социального развития на основе принципа справедливости.

экологизация общественного сознания на основе использования системы образования и
средств массовой информации.

Обеспечение тесного международного сотрудничества и кооперации для достижения
целей Устойчивого развития.
Во всех основных исходных положениях Устойчивого развития речь идет о переходе от
стихийности к управляемости, которая предполагает трансформацию социосферы в ноосферу.
Окружающая среда функционирует на основе своих собственных законов, изучение которых запоздало,
но которым человечество в процессе своего развития будет вынуждено подчиниться.
На Европейской конференции по устойчивому развитию больших и малых городов в Аалборге
(Ольберге), Дания, 27 мая 1994 года была принята «Хартия городов Европы за устойчивое развитие
(Ольборгская хартия)». В том же году в Манчестере (Великобритания) состоялся второй Всемирный
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 73 из 48
саммит по проблематике «Города и устойчивое развитие». На саммите обсуждались направления
устойчивого развития городов в связи с проблемами транспорта, преодоления бедности, задачами
здравоохранения, занятостью, потреблением, финансами и распределением ресурсов. Ряд крупных
городов и регионов представили разработанные ими собственные «Программы устойчивого развития».
Следствием внимания мирового сообщества к данной проблематике явилось появление специальной
программы «Устойчивое развитие городов», поддерживаемой центром ООН по населенным пунктам
ХАБИТАТ. В этой программе участвуют многие города мира.
По определению ООН, «устойчивый город является городом, в котором достижения в
общественном, экономическом, и физическом развитии постоянны. Устойчивый город постоянно
обеспечен природными ископаемыми, от которых зависит устойчивое развитие. Устойчивый город
поддерживает длительную безопасность жителей, в том числе и от природных катастроф». Говоря иначе,
по мнению мирового сообщества, устойчивое развитие города обеспечивает его населению безопасность
и высокое качество жизни при сохранении природной среды, ресурсов и экологического равновесия всей
экономической и общественной деятельности горожан.
Уместно вспомнить Конференцию в Киото 1997года, известную как “Киотский протокол”,
который является единственной глобальной системой решения проблем изменения климата. Протокол
предполагает заметное снижение выброса в атмосферу вредных газов, приводящих к парниковому
эффекту. На сегодняшний день более 100 стран ратифицировали его.
3-я Конференция ООН по проблемам климата Земли проходила в Бонне в 2001 году. Государствам
впервые удалось прийти к согласию в отношении совместных обязательств, направленных на
предотвращение дальнейших климатических изменений. Тем самым глобализация приобрела
экологическое измерение.
4-я Конференция ООН состоялась в Йоханнесбурге (ЮАР) и известна как «Всемирный саммит
ООН по устойчивому развитию» под названием "РИО+10, на котором были подведены итоги за
прошедшие десять лет и обсуждены планы работы на будущее. Основной акцент на Саммите делался на
создание партнерских инициатив между разными секторами общества – правительствами,
международными структурами, бизнесом и общественными организациями. Для разработки плана
эффективного внедрения принципов Повестки 21 в будущем участниками Саммита были определены
следующие области.

Бедность

Вода и санитария

Энергетика

Изменение климата

Природные ресурсы и биоразнообразие

Торговля и глобализация

Загрязняющие вещества.
На встрече в Йоханнесбурге 27 – 30 августа 2002 года состоялась презентация и положено начало
реализации новой концепции «Действия на местном уровне» в 21 веке. Девизом ее стали слова «Действия
на местном уровне движут миром». Участниками встречи был отмечен размах создания за прошедшие
десять лет МП 21 по всему миру: 6500 инициатив в 113 населенных пунктах.
Основополагающим принципом устойчивого развития является «Мысли глобально – действуй
локально!». То есть для достижения глобальных целей устойчивого развития, обозначенных в Повестке
дня на 21 век, важно, чтобы реализовывалось как можно больше локальных Местных повесток 21. При
этом нужно также понимать, что экологические, социальные и экономические проблемы не знают границ,
и что только выработка комплексных стратегий устойчивого развития, при условии сотрудничества на
различных уровнях всех участников этого процесса может быть успешной.
Саммит подтвердил приверженность всего мирового сообщества идеям устойчивого развития для
долгосрочного удовлетворения основных человеческих потребностей при сохранении систем
жизнеобеспечения планеты Земля. Концепция устойчивого развития во многом перекликается с
концепцией ноосферы, выдвинутой академиком В. И. Вернадским еще в середине XX века. Понятие
«устойчивое развитие» определяется через два основных признака -антропоцентрический и
биосфероцентрический.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 74 из 48
Переход к устойчивому развитию требует кардинальных преобразований, в центре которых –
экологизация всех основных видов деятельности человечества, самого человека, изменение его сознания
и созидание нового «устойчивого общества» как сферы разума. Такие изменения должны происходить не
стихийно, а целенаправленно, осознанно, и одним из главных механизмов управления этим процессом
может стать нравственный, гуманный разум объединенного человечества, использующий все возможные
социально-экономические, политические и технические средства.
2 Факторы Устойчивого развития:
Устойчивое развитие - категория, в полном объеме относимая только к человечеству и природе в
целом. Это эволюционный процесс, задача как всей цивилизации, так и каждого конкретного государства,
требующая формулирования целей на каждом этапе. Устойчивое развитие одной, отдельно взятой страны,
является частью устойчивого развития всего человечества
Основными факторами устойчивого развития являются экономический, социальный и экологическ
ий факторы, которые и являются основой триединой концепции устойчивого развития.
Сегодня выделяют еще один – четвертый аспект, – организационно-управленческий.
1. Экологический фактор (граница коридора, в котором должна развиваться цивилизация), должен
обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет
жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того,
понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную
человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к
самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в
некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение
окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем
к самовосстановлению.
Группа экологических индикаторов:
сохранение качества водных ресурсов и снабжения ими; защита океанов, морей и
прибрежных территорий; комплексный подход к планированию и рациональному
использованию земельных ресурсов; рациональное управление уязвимыми
экосистемами, борьба с опустыниванием и засухами; содействие ведению
устойчивого сельского хозяйства и развитию сельских районов; борьба за
сохранение лесов; сохранение биологического разнообразия; экологически
безопасное использование биотехнологий; защита атмосферы; экологически
безопасное управление твердыми отходами и сточными водами; экологически
безопасное управление токсичными химикатами; экологически безопасное управление
опасными отходами; экологически безопасное управление радиоактивными отходами.
2. Экономический фактор (преобразование рыночной системы), подразумевает оптимальное
использование природных ресурсов и использование экологичных технологий, включая добычу и
переработку сырья, создание экологически приемлемой продукции, минимизацию, переработку и
уничтожение отходов.
Группа экономических индикаторов:
международная кооперация для ускорения устойчивого развития и связанная с этим
местная политика; изменение характеристик потребления; финансовые ресурсы и
механизмы; передача экологически щадящих технологий, сотрудничество и создание
экономического потенциала.
3. Социальный фактор (с.-х. производство, права человека, демография), ориентирован на
человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе, на
сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом этого подхода является
справедливое разделение благ. Желательно также сохранение культурного капитала и многообразия в
глобальных масштабах, а также более полное использование практики устойчивого развития, имеющейся
в не доминирующих культурах. Для достижения устойчивости развития современному обществу
придется создать более эффективную систему принятия решений, учитывающую исторический опыт и
поощряющую плюрализм. Важно достижение не только внутри-, но и меж поколенной справедливости. В
рамках концепции человеческого развития человек является не объектом, а субъектом развития. Опираясь
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 75 из 48
на расширение вариантов выбора человека как главную ценность, концепция устойчивого развития
подразумевает, что человек должен участвовать в процессах, которые формируют сферу его
жизнедеятельности, содействовать принятию и реализации решений, контролировать их исполнение.
Группа социальных индикаторов:
борьба с бедностью; демографическая динамика и устойчивость; улучшение
образования, осведомленности и воспитания общества; защита и улучшение здоровья
людей; улучшение развития населенных мест.
Главное условие работы факторов — необходимость экологизации общественного сознания,
образования, мышления, содействие широкой информированности населения, которое является
неотъемлемой частью глобальных усилий в области просвещения.
Устойчивое развитие невозможно обеспечить в одной отдельно взятой стране, для этого
необходимы координируемые усилия всех стран, системы соглашений, взаимное уважение, тесная
кооперация, формирование международной системы финансовой поддержки устойчивого развития.
3 Стратегии и принципы устойчивого развития (Рио-92)
Проблемы устойчивого развития занимают центральное место в долгосрочной программе
развития республики, выдвинутой президентом Назарбаевым Н.А., «Стратегия -2030».
Стратегической целью устойчивого развития является повышение уровня и качества жизни
населения на основе научно-технического прогресса, динамичного развития экономики и социальной
сферы при сохранении воспроизводственного потенциала природного комплекса страны как части
биосферы Земли, а также технологического потенциала в интересах нынешнего и будущих поколений.
Последовательный переход к устойчивому развитию должен осуществляться в соответствии с
принципами, изложенными в Декларации и других документах Конференции ООН по окружающей среде
и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), а также в материалах девятнадцатой специальной сессии
Генеральной Ассамблеи ООН (Нью-Йорк,1997).
В Рио-де-Жанейро было отмечено, что «экология без экономики - это всеобщая нищета». Поэтому
широкое признание получили сформулированные на конференции пять принципы устойчивого развития:
• экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превращению планеты в пустыню;
• упор на экологию без экономического развития закрепляет нищету и несправедливость;
• равенство без экономического развития означает нищету для всех;
• экология без права на действия становится частью системы порабощения;
• право на действия без экологии открывает путь к коллективному и равно касающемуся всех
самоуничтожению.
Основные 8 принципов перехода к устойчивому развитию в Республике Казахстан в соответствие
с Концепцией перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы:
• вовлечение
всего
общества
в
процесс
достижения
устойчивого
раз
вития;
• создание политического базиса для устойчивого развития;
• межведомственная
интеграция,
системный
подход
к
управлению
гос
ударством,
повышение
эффективности
прогнозирования,
планирова
ния и регулирования ключевых показателей развития;
• экономический
прогресс
в
результате
активного
внедрения
высоких
технологий
в
экономику
страны,
повышение
эффективности
исполь
зования ресурсов;
• обеспечение конкурентоспособности науки и образования;
• улучшение
состояния
здоровья
населения,
демографической
ситуа
ции в результате внедрения парадигмы здорового общества;
• совершенствование деятельности по охране окружающей среды в качестве важнейшей
ноосферной функции общества;
•
территориальное
развитие
на
основе
трансрегионального
экосистемного подхода.
Приоритетами перехода к устойчивому развитию в Казахстане являются: (их насчитывается -17)
• внедрение устойчивых моделей производства и потребления;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 76 из 48
• использование новых и экологически безопасных технологий;
• развитие устойчивых транспортных систем;
• энергоэффективность и энергосбережение;
• региональные проблемы устойчивого развития;
• повышение уровня социальной безопасности населения;
• борьба с бедностью с учетом экологического и тендерного аспектов;
• дальнейшее развитие науки и образования для устойчивого развития;
• сохранение исторического и культурного наследия;
• предупреждение и уменьшение экологических угроз здоровью населения;
• борьба с опустыниванием;
• сохранение биологического разнообразия;
• снижение эмиссий, в том числе парниковых газов и озоноразрушающих веществ;
• доступ к качественной питьевой воде;
• решение трансграничных экологических проблем;
• радиационная и биохимическая безопасность;
• управление отходами.
Индикаторами устойчивого развития называют критерии и показатели, с помощью которых
оценивается уровень развития того или иного географического региона (города, страны, региона,
континента, всего мирового сообщества), прогнозируется его будущее состояние (экономическое,
политическое, экологическое, демографическое и т.д.), делаются выводы об устойчивости этого
состояния. Индикаторы служат базой для планирования деятельности в направлении устойчивого
развития, разработки политики в этой области.
Уровени устойчивого развития:
a)
локальный, региональный, национальный, международный, глобальный
Индикаторы устойчивого развития. 19 февраля 1997 года, Подкомитет по устойчивому развитию
сформировал ТРИ группы индикаторов устойчивого развития:
Индикаторами устойчивого развития называют критерии и показатели, с помощью которых
оценивается уровень развития того или иного географического региона (города, страны, региона,
континента, всего мирового сообщества), прогнозируется его будущее состояние (экономическое,
политическое, экологическое, демографическое и т.д.), делаются выводы об устойчивости этого
состояния. Индикаторы служат базой для планирования деятельности в направлении устойчивого
развития, разработки политики в этой области.
Индикаторы устойчивого развития:
1 Экономические индикаторы – Индекс устойчивости Доу-Джонса. Индекс коррупции.
2 Экологические индикаторы – Эко - эффективность. Индекс биоразнообразия.
3 социальные индексы – Индекс человеческого развития. Показатель роста социальнокорпоративной ответственности.
4 Международное сотрудничество по обеспечению устойчивого развития
Международное экологическое сотрудничество стало реальностью в 20 веке и можно выделить
три периода в области ООС:
1 Становление Международного экологического сотрудничества -1913-1948гг.
2 Укрепление экологического сотрудничества в условиях нарастания экологической катастрофы1948-1968гг.
3 Международное экологическое сотрудничество на современном этапе.
Начало первого периода положила
Международная конференция в 1913 году в Берне
(Швейцария), посвящена международной охране природы, приняли участие 18 стран,
В1923 году в Париже состоялся первый Международный конгресс по охране природы.
В 1928 году в Брюсселе (Бельгия) было открыто Международное бюро защиты природы.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 77 из 48
Второй период начинается после образования ООН (1945г.). В 1948 году по инициативе ООН был
создан Международный Совет защиты природы (МСЗП), а
с 1959 года он стал называться Международным Советом защиты природы и природных ресурсов
(МСОП).
В1962 году 12 Генеральная конференция ЮНЕСКО приняла резолюцию «Экологическое развитие
и охрана природных ресурсов, флоры и фауны.
Третий период начался с международной конференции по окружающей среде в1972 году на
основании решения Генеральной Ассамблеи ООН В 1968 г.
В1974 году специальная сессия Генеральной Ассамблеи ООН утвердила два важных документа:
Декларацию об установлении нового экономического порядка и Программу действий по
установлению нового экономического порядка.
В 1974 году в Риме была проведена Всемирная продовольственная конференция.
В1976 году в Ванкувере (Канада)состоялась конференция ООН по населенным пунктам.
В Декларации
конференции говорилось о необходимости каждой страны рационально
использовать свои природные ресурсы, избегая загрязнение биосферы. На 31 и 32сессиях
Генеральной Ассамблеи ООН в 1976 и 1977 гг. были утверждены основные принципы
международного сотрудничества в этой области и приняты окончательные организационные решения.
Объекты охраны окружающей среды делятся на национальные и международные.
Национальные (внутригосударственные) объекты охраны природной среды— земля, воды, недра,
биота и другие элементы природной среды на территории государства. Ими владеет и распоряжается
государство, которому они принадлежат. Государство использует, охраняет и управляет ими на
основании собственных законов в интересах своих народов.
Международные (общемировые) объекты охраны природной среды — природные объекты,
которые находятся вне юрисдикции отдельных национальных государств. Их делят на несколько групп:
►объекты, находящиеся в пользовании всех государств (атмосферный воздух, Мировой океан,
Антарктида, Космос);
►объекты, используемые двумя или несколькими государствами (например, пограничные воды,
Балтийское или Черное море, река Дунай).
объекты, перемещающиеся по территории различных стран (мигрирующие виды животных).
Эти объекты осваивают и охраняют на основании различных договоров, конвенций, протоколов,
отражающих совместные усилия международного сообщества.
Кроме того, существует еще одна категория международных объектов природной среды, которая
охраняется и управляется государствами, но взята на международный учет. Она включает:
►природные объекты, представляющие уникальную ценность и взятые под международный
контроль (заповедники, национальные парки, резерваты, памятники природы);
►редкие и исчезающие виды животных и растений, занесенные в международную Красную
книгу;
►разделяемые природные ресурсы, постоянно или значительную часть года находящиеся в
пользовании двух или более государств (река Дунай, Балтийское море и др.).
Существуют различные формы международного сотрудничества в области охраны окружающей
среды:
►международные организации по охране природы;
►международные (двусторонние или многосторонние) договоры, соглашения, конвенции;
►государственные инициативы по международному сотрудничеству.
Международные организации по охране природы. В настоящее время в мире функционирует более
100 различных международных организаций, занимающихся вопросами экологии. Наиболее авторитетная
из них — Организация Объединенных Наций (ООН). Одно из важнейших направлений ее деятельности —
сотрудничество в области охраны природы. ООН рассматривает важные вопросы на Генеральной
Ассамблее, принимает резолюции и декларации, проводит международные совещания и конференции.
ООН разработала и приняла специальные принципы охраны окружающей человека среды, в частности, в
Декларации Стокгольмской конференции ООН (1972 г.) было принято 26 принципов ООС и был
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 78 из 48
провозглашён 5 июня Всемирным днём окружающей среды, а во Всемирной Хартии природы (1982 г.).
было принято 27 принципов ООС.
При ООН функционируют специализированные международные организации по охране
окружающей среды.
Специальный орган ООН по окружающей среде (ЮНЕП) со штаб-квартирой в г. Найроби (Кения)
осуществляет долгосрочную программу по охране окружающей среды, для финансирования которой
Генеральная Ассамблея ООН создала Фонд окружающей среды.
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) осуществляет программу «Ядерная
безопасность и защита окружающей среды».
Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО)
занимается организацией исследования окружающей среды и ее ресурсов, ею одобрены программы
«Человек и биосфера», «Человек и его окружающая среда».
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) занимается проблемами гигиены окружающей
среды, борьбы с загрязнением атмосферного воздуха.
Всемирная организация продовольствия (ФАО) занимается вопросами продовольственной
безопасности отдельных стран и всего мира.
Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) содействует
сотрудничеству между правительствами, национальными и международными организациями, а также
отдельными лицами по вопросам защиты природы и охраны природных ресурсов. МСОП подготовил
Международную «Красную книгу» (10 томов).
Государственные органы управления и контроля в области охраны окружающей среды
подразделяются на две категории: органы общей и специальной компетенции.
К государственным органам общей компетенция относятся Президент, Государственная Дума,
Правительство, представительные и исполнительные органы власти субъектов РК, муниципальные
органы. Эти органы определяют основные направления природоохранной политики, утверждают
экологические программы, обеспечивают экологическую безопасность, устанавливают правовые основы
и нормы в пределах своей компетенции, и т.д. Наряду с охраной окружающей природной среды
государственные органы этой категории ведают и другими экологическими вопросами, входящих в круг
их полномочий.
Государственные органы категории специальной компетенции подразделяются на комплексные,
отраслевые и функциональные.
В 2009 году прошла 15 конференция сторон Рамочной Конвенции ООН по изменению климата,
где принято Соглашение, которое предусматривает выделение развитыми странами финансовых средств в
сумме 30 млрд. долларов на адаптацию к изменеию климата на период 2010-2012гг. и 100 млрд. долларов
до 2020г.
В Казахстане сложилась благоприятная ситуация, когда приоритеты международной политики
устойчивого развития и приоритеты национальной политики (Послания Главы государства народу Казахстана, продвижение Республики Казахстан на пути к вступлению в число 50 наиболее
конкурентоспособных стран мира, Концепция перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию
на 2007-2024 годы, Экологический кодекс Республики Казахстан) полностью совпадают.
Вопросы устойчивого развития в Казахстане органично согласуются с национальными
стратегическими и политическими документами по устойчивому развитию:
В 1995 г. принят Меморандум Казахстанской Повестки дня на XXI век «За возрождение и
устойчивое развитие Отечества».
В 1998 г. принята Долгосрочная Стратегия развития страны до 2030 года, в которой одним из
главных приоритетов развития республики на ближайшие тридцать лет определено в одном ряду с
улучшением условий и повышением уровня жизни казахстанцев, также и стабилизация качества
состояния окружающей среды, сохранение природных ресурсов для будущих поколений.
В 1998 г. Республика Казахстан стала членом Комиссии Устойчивого Развития ООН.
В 1998 г. разработан Национальный план действий по охране окружающей среды, в основу
которого заложена идеология устойчивого развития (НПДООС/УР).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 79 из 48
В 2001 г. создана Межведомственная Комиссия по подготовке к Всемирному Саммиту ООН по
устойчивому развитию «Рио+10» и Казахстанской Повестки дня на XXI век.
В 2003 г. принята Концепция экологической безопасности Республики Казахстан на 2004-2015
годы.
В 2004 г. создан Совет по устойчивому развитию Республики Казахстан.
В апреле 2006 г. создан Фонд устойчивого развития «Казына».
В марте 2006 г. Президент Республики Казахстан Н.А. Назарбаев выступил с ежегодным
посланием народу Казахстана «Стратегия вхождения Казахстана в число 50-ти наиболее
конкурентоспособных стран мира. Казахстан на пороге нового рывка вперед в своем развитии»
14 ноября 2006 г. Указом Президента Республики Казахстан одобрена Концепция перехода
Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы.
9 января 2007 г. принят Экологический кодекс Республики Казахстан.
Эти достижения оказали содействие в продвижении Казахстана на пути к устойчивому развитию и
обосновании будущих усилий, включающих усиление роли Концепции устойчивого развития в развитии
и реализации политики устойчивого развития, введение принципов устойчивого развития в отдельные
регионы и секторы экономики, расширение потенциала Министерства охраны окружающей среды как
рабочего органа процессов устойчивого развития и усиление его роли в международных процессах
устойчивого развития.
В Казахстане разработана Концепция перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на
2007-2024 годы. Переход к устойчивому развитию проходит на поэтапной основе:
подготовительный этап (2007-2009 гг.) - подготовка условий для включения принципов
устойчивого развития во все сферы общественной и политической деятельности, диверсификации
экономики, осуществления технологического прорыва;
первый этап (2010-2012 гг.) - обеспечение вхождения Республики Казахстан в число пятидесяти
наиболее конкурентоспособных стран мира; второй этап (2013-2018 гг.) - укрепление положения страны
среди лидеров мирового развития по уровню качества жизни, существенное сокращение потерь от
нерационального использования природных ресурсов и обеспечение высокого уровня экологической
устойчивости страны; третий этап (2019-2024 гг.) - достижение принятых международных критериев
устойчивого развития.
Международные принципы устойчивого развития
2) В декларации, утвержденной на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Риоде-Жанейро в 1992 г., были изложены 27 международных принципов устойчивого развития.
Принцип 1
Забота о людях занимает центральное место в усилиях по обеспечению устойчивого
развития. Они имеют право на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой.
Принцип 2
В соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций и принципами
международного права государства имеют суверенное право разрабатывать свои
собственные ресурсы согласно своей политике в области окружающей среды и развития и
несут ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность в рамках их юрисдикции
или контроля не наносила ущерба окружающей среде других государств или районов за
пределами действия национальной юрисдикции.
Принцип 3
Право на развитие должно быть реализовано, чтобы обеспечить справедливое
удовлетворение потребностей нынешнего и будущих поколений в областях развития и
окружающей среды.
Принцип 4
Для достижения устойчивого развития защита окружающей среды должна
составлять неотъемлемую часть процесса развития и не может рассматриваться в отрыве от
него.
Принцип 5
Все государства и все народы сотрудничают в решении важнейшей задачи
искоренения бедности – необходимого условия устойчивого развития – в целях уменьшения
разрывов в уровнях жизни и более эффективного удовлетворения потребностей
большинства населения мира.
Принцип 6
Особому положению и потребностям развивающихся стран, в первую очередь
наименее развитых и экологически наиболее уязвимых стран, придается особое значение.
Международные действия в области окружающей среды и развития должны быть также
направлены на удовлетворение интересов и потребностей всех стран.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 80 из 48
Принцип 7
Государства сотрудничают в духе глобального партнёрства в целях сохранения,
защиты и восстановления здорового состояния и целостности экосистемы Земли.
Вследствие своей различной роли в ухудшении состояния глобальной окружающей среды
государства несут общую, но различную ответственность. Развитые страны признают
ответственность, которую они несут в контексте международных усилий по обеспечению
устойчивого развития с учётом стресса, который создают их общества для глобальной
окружающей среды, и технологий и финансовых ресурсов, которыми они обладают.
Принцип 8
Для достижения устойчивого развития и более высокого качества жизни для всех
людей государства должны ограничить и ликвидировать нежизнеспособные модели
производства и потребления и поощрять соответствующую демографическую политику.
Принцип 9
Государства должны сотрудничать в целях укрепления деятельности по
наращиванию национального потенциала для обеспечения устойчивого развития благодаря
углублению научного понимания путем обмена научно-техническими знаниям и
расширения разработки, адаптации, распространения и передачи технологий, включая
новые и новаторские технологии.
Принцип 10
Экологические вопросы решаются наиболее эффективным образом при участии всех
заинтересованных граждан – на соответствующем уровне. На национальном уровне каждый
человек должен иметь соответствующий доступ к информации, касающейся окружающей
среды, которая имеется в распоряжении государственных органов, включая информацию об
опасных материалах и деятельности в их общинах, и возможность участвовать в процессах
принятия решений. Государства развивают и поощряют информированность и участие
населения путем широкого предоставления информации. Обеспечивается эффективная
возможность использовать судебные и административные процедуры, включая возмещение
и средства судебной защиты.
Принцип 11
Государства принимают эффективные законодательные акты в области окружающей
среды. Экологические стандарты, цели регламентации и приоритеты должны отражать
экологические условия и условия развития, в которых они применяются. Стандарты,
применяемые одними странами, могут быть неуместными и сопряжёнными с
необоснованными экономическими и социальными издержками в других странах, в
частности в развивающихся странах.
Принцип 12
Для более эффективного решения проблем ухудшения состояния окружающей среды
государства должны сотрудничать в деле создания благоприятной и открытой
международной экономической системы, которая привела бы к экономическому росту и
устойчивому развитию во всех странах. Меры в области торговой политики, принимаемые в
целях охраны окружающей среды, не должны представлять собой средства произвольной
или неоправданной дискриминации или скрытого ограничения международной торговли.
Следует избегать односторонних действий по решению экологических задач за пределами
юрисдикции импортирующей страны. Меры в области охраны окружающей среды,
направленные на решение трансграничных или глобальных экологических проблем,
должны, насколько это возможно, основываться на международном консенсусе.
Принцип 13
Государства должны разрабатывать национальные законы, касающиеся
ответственности и компенсации жертвам загрязнения и другого экологического ущерба.
Государства оперативным и более решительным образом сотрудничают также в целях
дальнейшей разработки международного права, касающегося ответственности и
компенсации за негативные последствия экологического ущерба, причиняемого
деятельностью, которая ведется под их юрисдикцией или контролем, районам, находящимся
за пределами их юрисдикции.
Принцип 14
Государства должны эффективно сотрудничать с целью сдерживать или
предотвращать перенос и перевод в другие государства любых видов деятельности и
веществ, которые наносят серьезный экологический ущерб или считаются вредными для
здоровья человека.
Принцип 15
В целях защиты окружающей среды государства в соответствии со своими
возможностями широко применяют принцип принятия мер предосторожности. В тех
случаях, когда существует угроза серьёзного или необратимого ущерба, отсутствие полной
научной уверенности не используется в качестве причины для отсрочки принятия
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 81 из 48
экономически эффективных мер по предупреждению ухудшения состояния окружающей
среды.
Принцип 16
Национальные власти должны стремиться содействовать интернализации
экологических издержек и использованию экономических средств, принимая во внимание
подход, согласно которому загрязнитель должен, в принципе, покрывать издержки,
связанные с загрязнением, должным образом учитывая общественные интересы и не
нарушая международную торговлю и инвестирование.
Принцип 17
Оценка экологических последствий в качестве национального инструмента
осуществляется в отношении предполагаемых видов деятельности, которые могут оказать
значительное негативное влияние на окружающую среду и которые подлежат утверждению
решением компетентного национального органа.
Принцип 18
Государства немедленно уведомляют другие государства о любых стихийных
бедствиях или других чрезвычайных ситуациях, которые могут привести к неожиданным
вредным последствиям для окружающей среды в этих государствах. Международное
сообщество делает всё возможное для оказания помощи пострадавшим от этого
государствам.
Принцип 19
Государства направляют государствам, которые могут оказаться затронутыми,
предварительные и своевременные уведомления и соответствующую информацию о
деятельности, которая может иметь значительные негативные трансграничные последствия,
и проводят консультации с этими государствами на раннем этапе и в духе доброй воли.
Принцип 20
Женщины играют жизненно важную роль в рациональном использовании
окружающей среды и развитии. Поэтому их всестороннее участие необходимо для
достижения устойчивого развития.
Принцип 21
Следует мобилизовать творческие силы, идеалы и мужество молодёжи мира в целях
формирования глобального партнёрства, с тем, чтобы достичь устойчивого развития и
обеспечить лучшее будущее для всех.
Принцип 22
Коренное население и его общины, а также другие местные общины призваны
играть жизненно важную роль в рациональном использовании и улучшении окружающей
среды в силу их знаний и традиционной практики. Государства должны признавать и
должным образом поддерживать их самобытность, культуру и интересы и обеспечивать их
эффективное участие в достижении устойчивого развития.
Принцип 23
Окружающая среда и природные ресурсы народов, живущих в условиях угнетения,
господства и оккупации, должны быть защищены.
Принцип 24
Война неизбежно оказывает разрушительное воздействие на процесс устойчивого
развития. Поэтому государства должны уважать международное право, обеспечивающее
защиту окружающей среды во время вооруженных конфликтов, и должны сотрудничать,
при необходимости, в деле его дальнейшего развития.
Принцип 25
Мир, развитие и охрана окружающей среды взаимозависимы и неразделимы.
Принцип 26
Государства разрешают все свои экологические споры мирным путем и
надлежащими средствами в соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций.
Принцип 27
Государства и народы сотрудничают в духе доброй воли и партнёрства в
выполнении принципов, воплощённых в настоящей Декларации, и в дальнейшем развитии
международного права в области устойчивого развития.
Мировая стратегия развития образования в области окружающей среды формулируется
следующим образом:

образование в этой области осуществляется в течение всей жизни человека и является
неотъемлемой частью процесса общего образования,

оно не должно ограничиваться системой формального образования,

в рамках формального образования на всех уровнях постепенно достигать
междисциплинарности,

успех образования в области окружающей среды требует применения новых концепций и
новых методов обучения.
Расширяя деятельность в этом направлении, необходимо:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 82 из 48

воспитывать членов общества, хорошо понимающих взаимосвязь человека и природы,
сознающих необходимость сохранения глобального равновесия,

обеспечивать точную информацию о состоянии окружающей среды,

обеспечивать распространение знаний, умений, навыков для принятия решений,

прививать членам общества сознания причастности каждого из нас к проблемам
окружающей среды.
Просвещение, повышение информированности населения следует признать в качестве процесса, с
помощью которого человек и общество могут в полной мере раскрыть свой потенциал. Просвещение
имеет решающее значение для содействия устойчивому развитию и расширения возможностей стран в
решении вопросов окружающей среды и развития. Как формальное, так и неформальное образование
являются незаменимыми факторами для изменения сознания и культуры людей, с целью принятия
решений в области устойчивого развития, для обеспечения информированности по вопросам экологии и
этики, преодоления информационной и функциональной неграмотности.
Осознание остроты и масштабности экологических проблем, выявления их глобального и
регионального характера, развитие системы образования, просвещения и информации создают
предпосылки для формирования экологической культуры, в рамках которой взаимоотношения человека и
природы предстают как духовно-нравственная проблема. Другими словами, экологическая культура
является такой совокупностью материальных и духовных ценностей, а также способов человеческой
деятельности, которая обуславливает соответствия социокультурного процесса сохранению природной
среды, т. е. экологическую культуру можно рассматривать в качестве интеллектуально-духовной основы
цивилизации устойчивого типа. Таким образом, информационная политика, ориентированная на человека,
на развитие его потенциала, ресурсов, навыков и знаний, новые способы доступа, обработки и защиты
информации создают проблемы этического и нравственного характера, решение которых должно быть
найдено международным сообществом. Всем этим задачам полностью отвечает другая международная
программа ЮНЕСКО “Информация для всех”.
Программа “Информация для всех” является основой для международных дискуссий о
политических, правовых, этических и социальных проблемах, связанных с построением глобального
информационного общества, а также обеспечивающая доступ к информации. Она должна сыграть
ключевую роль в осуществлении мандата ЮНЕСКО — повсеместно способствовать развитию
“образование для всех”, “свободному обмену информацией и знаниями” и увеличению средств
коммуникации между людьми, как на международном, так и региональном уровне. Программа должна
содействовать уменьшению разрыва между информационно богатыми и информационно бедными, тем
самым, способствуя развитию чувства причастности к глобальным проблемам. А для экологического
просвещения программа “Информация для всех” является тем инструментом, с помощью которого
возможно достичь необходимого уровня понимания населением Земли проблем окружающей среды. С
другой стороны, образование, опирающееся на культуру, широкий доступ к информации, формирует
основу духовности и нравственности человека, которые позволят воспитать новое поколение людей с
правильными экологическими ориентирами и новой этикой управления. И главенствующую роль в этих
направлениях принадлежит библиотекам, которые обладают уникальными возможностями приобщения
населения к уже имеющемуся контенту. Библиотеки являются одним из основных самостоятельных
звеньев системы экологического просвещения. Огромный положительный опыт экологического
образования, просвещения и воспитания населения от дошкольников, школьников, студентов, учителей и
преподавателей до лиц, принимающих управленческие решения, накопленный нашими библиотеками
трудно переоценить. У библиотек довольно большой арсенал приемов и методов пропаганды и
информирования, причем у каждой категории библиотек — свои приоритеты. Но особый акцент делается
на информационную роль библиотек, на достоверность предоставляемой информации. Это связано с
большим потенциалом, заложенным в их информационных ресурсах, многолетним опытом работы с
информацией и пользователями, высокой квалификацией библиотечных работников, постоянным
анализом деятельности, обобщением работы, сотрудничеством и взаимодействием библиотек,
проведением семинаров, совещаний, круглых столов, смотров-конкурсов.
В. И. Вернадский говорил, что мерилом национального и индивидуального богатства должны
стать духовные ценности и знания человека, живущего в гармонии с окружающей средой. И только
библиотеки, руководствуясь принципами общедоступности и бесплатности, являются истинно
демократическим институтом, пользоваться которым может каждый, независимо от пола, возраста,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 83 из 48
этнической и социальной принадлежности. Следовательно, именно библиотеки способны реализовать
систему непрерывного повсеместного экологического просвещения с целью реализации концепции
Устойчивого развития мирового сообщества.
Вопросы для самоконтроля:
1. Определение понятия «Устойчивое развитие»
2. Предпосылки возникновения концепции устойчивого развития
3. Какие международные документы легли в основу концепции устойчивого развития?
4. Перечислите основные международные организации, осуществляющие природоохранную
деятельность
5. Роль международного исследовательского центра «Римский клуб» в создании
концепции устойчивого развития
6. Факторы устойчивого развития
7. Триединая концепция устойчивого развития
Рекомендуемая литература:
Основная:
1. Марфенин Н.Н. Концепция «устойчивого развития» в развитии / Россия в окружающем мире:
2002 (Аналитический ежегодник) // Под общей редакцией: Данилова-Данильяна В.И., Степанов С.А. М.:Изд-во МНЭПУ, 2002.
2. Хартия "Города Европа на пути к устойчивому развитию" (Ольборгская хартия, Дания, 1994)
3. Акимова Т.А., Кузьмин A.П., Хаскин В.В. Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для
вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 343 с. (272-291)
Дополнительная:
1 Колумбаева С.Ж
, Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті»,
2006.
2 Данилов-Данильян В. И., Лосев К. С. Экологический вызов и Устойчивое развитие: Учебное
пособие. — М.: Прогрее-Традиция, 2000. -416с.
3 Моделирование го-экономической системы региона/Под. ред. В. И. Гурмана, Е. В. Рюминой. —
М.: Наука, 2001. — 175с.
4 Адреса сайтов Устойчивого развития: http: //www. un. org/esa/susdev, www. esstu. Ru,
www. vsgtu. Ru, www. undp. Ru, www. iisdl. iisd. ca, www. zubr. ru
Лекция 11
Тема Природные ресурсы и их рациональное природопользование как один из аспектов
устойчивого развития
Цель лекции– сформировать знания о природных ресурсах как источника жизнеобеспечения
общества и рациональном природопользовании как одном из условий устойчивого развития
Ключевые слова – природные ресурсы, устойчивое развитие, общество, природа, охрана
окружающей среды, рациональное природопользование, безотходные технологии
Вопросы
1 Оптимизация окружающей среды как теоретическая основа рационального природопользования.
Характеристика природных ресурсов Земли (литосферы, гидросферы и атмосферы). и их классификация.
2 Биологические ресурсы и продовольственная безопасность.
3 Охрана природы. Рациональное природопользование, малоотходные и безотходные технологии
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 84 из 48
1 Оптимизация окружающей среды как теоретическая основа рационального
природопользования. Характеристика природных ресурсов Земли (литосферы, гидросферы и атмо
сферы). и их классификация.
Ухудшение состояние окружающей природной среды в процессе взаимодействия
человеческого
общества
и
природы
вызывает
необходимость
рационализации
природопользования и охраны природы.
Под природопользованием с одной стороны понимают практическую деятельность
человека, с другой стороны — науку. Основоположником науки природопользования является
Ю.Н. Куражковский (1958).
Существуют различные определения природопользования. Но в любом случае в основе
всех направлений природопользования лежит взаимодействие человеческого общества и
природы.
Природопользование (как практическая деятельность человека) — использование
природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей
общества.
Природопользование (как наука) — область знаний, разрабатывающая принципы
рационального (разумного) природопользования.
В.И. Вернадский писал: «Проблемы, которыми занимаются исследователи, все чаще не
укладываются в рамки отдельной определенной сложившейся науки, мы специализируемся не по
наукам, а по проблемам». Это высказывание полностью применимо к проблемам
природопользования.
Их
характерной
чертой
является
междисциплинарность.
Природопользование как область знания включает в себя элементы естественных, общественных
и технических наук (географии, биологии, истории, экономики, социологии, охраны природы и
т.д.). Однако теоретическим фундаментом рационального природопользования и охраны
природы в первую очередь является экология.
По Ю.Н. Куражковскому (1969), «задачи природопользования как науки сводятся к
разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с
непосредственным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее
воздействиями».
Следовательно, одной из важнейших задач природопользования как науки является
разработка принципов оптимизации взаимоотношений человеческого общества и природы.
Можно выделить следующие основные цели природопользования как науки:
1) рациональное размещение отраслей производства на Земле;
2) определение целесообразных направлений пользования природными ресурсами в
зависимости от их свойств;
3) рациональная организация взаимоотношений между отраслями производства при
совместном пользовании угодьями:
а)
исключение вредных влияний на природные ресурсы;
б)
обеспечение воспроизводства для растущих производств - расширение
воспроизводства
используемых ресурсов;
в)
комплексность пользования природными ресурсами;
4) создание здоровой среды обитания для людей и полезных им организмов:
а)
предупреждение ее загрязнения и заражения в результате человеческой
деятельности;
б)
ликвидация естественно существующих в ней вредных компонентов и
недостаточностей;
5) рациональное преобразование природы.
Мотивы рационального природопользования и охраны природы
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 85 из 48
В основе рационального природопользования и охраны природы лежат разные мотивы
(аспекты): экономический, здравоохранительный, эстетический, научно-познавательный,
воспитательный и др.
Экономический мотив — важнейший мотив, как в прошлом, так и в настоящее время,
ибо вся хозяйственная деятельность человека и само его существование основаны на
использовании природных ресурсов.
Здравоохранительный мотив возник относительно недавно в связи с усиливающимся
загрязнением окружающей среды, результатом которого являются многочисленные заболевания и
снижение продолжительности жизни населения.
Эстетический мотив подразумевает поддержание хотя бы отдельных природных
комплексов в состоянии, способном удовлетворять эстетические потребности человека, которые
не менее важны, чем все остальные.
Научно-познавательный мотив имеет в виду сохранение биологического разнообразия
организмов, неизмененных участков природы, ее отдельных произведений и т.д. с целью ее
научного познания.
Воспитательный мотив подразумевает необходимость охраны природы для
формирования духовных потребностей человека.
Конечная цель рационального природопользования и охраны природы — обеспечение
благоприятных условий для жизни человека, развития хозяйства, науки, культуры и т.д., для
удовлетворения материальных, и культурных потребностей всего человеческого общества.
Виды природопользования
Многообразная деятельность человека направленная на использование полезных ему
свойств природы условно сгруппировано в различные виды природопользования.
Различают три вида природопользования: отраслевое, ресурсное и территориальное.
Отраслевое природопользование — использование природных ресурсов в пределах
отдельной отрасли хозяйства.
Ресурсное природопользование — использование какого-либо отдельно взятого ресурса.
Территориальное природопользование — использование природных ресурсов в пределах
какой-либо территории.
Отношения отраслевых интересов при природопользовании. Интересы разных отраслей
хозяйства и пользования разными ресурсами могут иметь различные сочетания.
Альтернативное сочетание — когда использование одного ресурса исключает
возможность использования другого ресурса. Например, закладка карьера обязательно
уничтожает почвенный покров.
Конкурентное сочетание — когда увеличение или уменьшение использования одного
ресурса увеличивает или уменьшает возможность использования другого ресурса. Например,
сплошная рубка леса ухудшает рекреационные свойства территории.
Нейтральное сочетание — когда использование одного ресурса не влияет на
использование другого ресурса. Например, использование лесов для водоохраны не мешает
охотничьему хозяйству.
Взаимовыгодное сочетание - когда использование одного ресурса увеличивает
возможность использования другого ресурса. Например, садоводство в рекреационной зоне.
человека его потребностям. Окружающей человека средой являются природные условия,
условия на рабочем месте и жилищные условия. От ее качества зависит продолжительность жизни,
здоровье, уровень заболеваемости населения и т.д.
Нормирование качества окружающей среды — установление показателей и пределов, в
которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и т.д.).
Цель нормирования — установление предельно допустимых норм (экологических
нормативов) воздействия человека на окружающую среду. Соблюдение экологических
нормативов должно обеспечить экологическую безопасность населения, сохранение
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 86 из 48
генетического фонда человека, растений и животных, рациональное использование и
воспроизводство природных ресурсов.
Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их
определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и
техники с учетом международных стандартов.
Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на
нее следующие:
1.
Нормативы качества (санитарно-гигиенические):
- предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;
- предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий: радиации,
шума, вибрации, магнитных полей и др.
2.
Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные):
- предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;
- предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ;
3.
Комплексные нормативы:
предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на
окружающую среду.
Основным критерием качества атмосферного воздуха является предельно
допустимая концентрация вредных веществ (ПДК). В 1971 году впервые был утвержден
перечень ПДК для 120 веществ в воздухе населенных мест, позднее неоднократно
дополнявшийся. С позиции экологии ПДК конкретного вещества представляет собой верхние
пределы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за
допустимые границы экологической ниши человека.
Критерием оценки влияния выбросов предприятий на атмосферный воздух является
сравнение фактических концентраций (Сфакт, мг/м3 ), с предельно допустимыми ПДК. Для
атмосферного воздуха установлены следующие значения ПДК:
1.
максимально разовая (ПДКМР) - такая концентрация вредного вещества в
атмосферном воздухе населенных мест, которая не вызывает рефлекторных реакций в
организме человека (активность головного мозга, ощущение запаха, световая чувствительность
глаз и т.д.);
2.
среднесуточная (ПДКсс) - такая концентрация вредного вещества в атмосферном
воздухе населенных мест, которая не оказывает прямого или косвенного вредного воздействия в
условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания;
3.
в воздухе рабочей зоны (ПДКР.3) - это концентрация, которая при ежедневной
(кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не
более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или
отклонений в состоянии здоровья.
Под рабочей зоной понимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или
площадка, на которой находится место постоянного или временного пребывания работающего.
Величина ПДК зависит от влияния вещества на здоровье людей и окружающую
природную среду. Все выбрасываемые вещества по токсичности разделены на четыре класса
опасности:
I класс - чрезвычайно опасные вещества ПДКР.3. < 0,1 мг/м
II
класс - высокоопасные вещества ПДКР_3. = 0,1 -1,0 мг/м
III
класс- умеренноопасн ые вещества ПДКР.3. =1,0-10,0 мг/м3
IVкласс - малоопасные вещества ПДКР.3. >10,0 мг/м3
При нормировании качества воды используют показатели - ПДК вредных веществ для
питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов. Также нормируют запах, вкус, цветность,
мутность, температуру, жесткость, коли-индекс и другие показатели качества воды.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 87 из 48
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и
культурно-бытового водопользования (ПДКв) — это максимальная концентрация вредного
вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм
человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать
гигиенические условия водопользования.
Предельно допустимая концентрация .в воде водоема, используемого для
рыбохозяйственных целей (ПДКвр) — это максимальная концентрация вредного вещества в воде,
которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь
промысловых.
При нормировании качества почвы используют такой показатель как ПДК вредного
вещества в пахотном слое почвы.
Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) — это
максимальная концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не
должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на здоровье человека,
плодородие почвы, ее самоочищающую способность, соприкасающиеся с ней среды, и не
приводящее к накоплению вредных веществ в сельскохозяйственных культурах.
При нормировании качества продуктов питания используют такой показатель как ПДК
вредного вещества в продуктах питания. Предельно допустимая концентрация (допустимое
остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДКпр) — это максимальная
концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно
продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или
отклонений в состоянии здоровья человека.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) — это максимальный уровень воздействия
радиации, шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий, который
не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их
генетического фонда. ПДУ — это то же, что ПДК, но для физических воздействий.
В тех случаях, когда ПДК или ПДУ не определены и находятся только на стадии
разработки, используют такие показатели, как ОДК — ориентировочно допустимая
концентрация, или ОДУ — ориентировочно допустимый уровень, соответственно.
Необходимо отметить, что существует два подхода к нормированию загрязнения
окружающей среды. С одной стороны, можно нормировать содержание загрязняющих веществ в
объектах окружающей среды, с другой стороны, — степень трансформации окружающей среды в
результате ее загрязнения. В последнее время, все чаще обращают внимание на недостатки
первого подхода, в частности применения ПДК для почв. Однако подход к нормированию
качества среды по показателям ее трансформации (например, состояния биоты) практически не
развит. По-видимому, лучше использовать оба подхода в сочетании друг с другом.Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) — это
максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени
разрешается данному конкретному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в
водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций
загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.
Если в воздухе или воде населенных пунктов, где расположены предприятия,
концентрации вредных веществ превышают ПДК, то по объективным причинам значения ПДВ и
ПДС не могут быть достигнуты. Для таких предприятий устанавливаются значения временно
согласованных выбросов вредных веществ (ВСВ) и временно согласованных сбросов вредных
веществ (ВСВ) соответственно, и вводится поэтапное снижение показателей выбросов и сбросов
вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДВ и ПДС.
В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого проектируемого и
действующего промышленного предприятия устанавливается предельно допустимый выброс
вредных веществ (ПДВг/с).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 88 из 48
ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения и сравнивают с массовым(фактическим) выбросом - М, г/с.
Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую
среду - это максимальная интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду, не
приводящая к нарушению устойчивости экологических систем (или, иными словами, к выходу
экосистемы за пределы экологической емкости).
Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную
нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется как емкость природной
среды, или экологическая емкость территории. Устойчивость экосистем к антропогенным
воздействиям зависит от следующих показателей:
1) запасы живого и мертвого органического вещества;
2) эффективность образования органического вещества или продукции растительного
покрова;
3) видовое и структурное разнообразие. Чем они выше, тем устойчивее экосистема.
В зависимости от соответствия уровня хозяйственной деятельности человека
экологической емкости территории природопользование можно разделить на экстенсивное и
равновесное.
Экстенсивное (расширяющееся) природопользование характеризуется все возрастающей
антропогенной нагрузкой на территорию, в результате чего в определенный момент времени
степень антропогенной нагрузки превышает самовосстанавливающую способность территории.
Экстенсивное природопользование ведет к разрушению природных комплексов.
Равновесное природопользование отличается сбалансированностью антропогенной
нагрузки и экологической емкости среды.
Таким образом, планирование природопользования на той или иной территории должно
начинаться с определения допустимой здесь экологической нагрузки.
Классификация природных ресурсов
Природная (окружающая, географическая) среда — естественная среда обитания и
деятельности человека и других живых организмов. Природная среда включает литосферу,
гидросферу, атмосферу, биосферу и околоземное космическое пространство. Внутри природной
среды выделяют природные ресурсы и природные условия.
Природные ресурсы — элементы природы (объекты и явления), необходимые человеку
для его жизнеобеспечения и вовлекаемые им в материальное производство (атмосферный воздух,
вода, почва, солнечная радиация, полезные ископаемые, климат, растительность, животный
мир и т.д.).
Природные условия — элементы природы (объекты и явления), влияющие на жизнь и
деятельность человека, но не вовлеченные в материальное производство (некоторые газы
атмосферы, виды животных и растений и др.). По мере развития науки и техники природные
условия становятся природными ресурсами.
Природные ресурсы и природные условия еще называются природными факторами
жизни общества (в отличие от социальных факторов).
Природные ресурсы используются человеком в разном качестве:
1) как непосредственные предметы потребления (питьевая вода, кислород воздуха,
употребляемые в пищу растения и животные и др.);
2) как средства труда, с помощью которых осуществляется общественное производство
(земля, водные ресурсы и др.);
3) как предметы труда, из которых производятся все изделия (минералы, древесина и др.);
4) как источники энергии (горючие ископаемые, гидроэнергия, энергия ветра и др.).
Существует несколько подходов к классификации природных ресурсов.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 89 из 48
1. По источникам и местоположению: энергетические ресурсы, атмосферные газовые
ресурсы, водные ресурсы, ресурсы литосферы, ресурсы растений-продуцентов, ресурсы
консументов, ресурсы редуцентов, климатические ресурсы и др. (приложение 1),
2. По сфере их использования: производственные (сельскохозяйственные и
промышленные), здравоохранительные (или рекреационные), эстетические, научные и др.
3. По принципу используемости человеком в настоящее время (иначе говоря, по
техническим возможностям эксплуатации):
- реальные природные ресурсы используются в настоящее время человеком в
производственной деятельности;
- потенциальные природные ресурсы в настоящее время не используются человеком
вообще,
либо
ис
пользуются в недостаточной степени (энергия Солнца, морских приливов, ветра и др.).
4.
По принципу заменимости:
- заменимые природные ресурсы можно заменить другими сейчас или в обозримом
будущем (все полезные ископаемые, энергоресурсы);
- незаменимые природные ресурсы нельзя заменить другими природными ресурсами
(атмосферный воздух, вода, генетический фонд живых организмов).
5.
По принципу исчерпаемости и возобновимости:
Исчерпаемые природные ресурсы - ресурсы, количество которых ограничено и абсолютно,
и относительно.
Исчерпаемые ресурсы подразделяют на невозобновимые и возобновимые.
Невозобновимые природные ресурсы абсолютно не восстанавливаются (каменный уголь,
нефть и большинство других полезных ископаемых) или восстанавливаются значительно
медленнее, чем идет их использование (торфяники, многие осадочные породы). Использование
этих ресурсов неминуемо ведет к их истощению. Охрана невозобновимых природных ресурсов
сводится к рациональному, экономному использованию, борьбе с потерями при добывании,
перевозке, обработке и применении, поиску заменителей.
Возобновимые природные ресурсы по мере использования постоянно восстанавливаются
(животный мир, растительность, почва). Однако для сохранения их способности к
восстановлению необходимы определенные условия, нарушение которых замедляет или вовсе
прекращает процесс восстановления. Процессы восстановления протекают с разной скоростью
для разных ресурсов: для восстановления животных требуется несколько лет, леса — 60— 80 лет,
почвы — несколько тысячелетий. Охрана возобновимых природных ресурсов должна
осуществляться путем рационального их использования и расширенного воспроизводства. Темпы
расходования возобновимых природных ресурсов должны соответствовать темпам их
восстановления.
Неисчерпаемые природные ресурсы - ресурсы, количество которых не ограничено, но не
абсолютно, а относительно наших потребностей и сроков существования. Неисчерпаемые
природные ресурсы включают ресурсы водные (воды Мирового океана, пресные воды),
климатические (атмосферный воздух, энергия ветра) и космические (солнечная радиация, энергия
морских приливов). Однако если количество неисчерпаемых природных ресурсов относительно
не ограничено, то их качество может ограничить возможность их использования человеком
(например, количество воды не ограничено, но ограничено количество питьевой воды).
По направлению их использования в деятельности человека:
А - непосредственные источники существования людей, их воспроизводства:
A1 — жизненно необходимые (воздух, вода, земля и др.);
А2 — рекреационные, оздоровительные, эстетические;
В — источники средств материального производства, важнейшие факторы его развития:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 90 из 48
B1 — ресурсы, непосредственно потребляемые материальным производством (сырье,
энергия, материалы);
В2 — ресурсы, используемые, но не изымаемые из природной среды (например, вода для
речного и морского транспорта);
С — ресурсы, непосредственно человеком и в его материальном производстве не
используемые, но составляющие необходимое звено в круговороте вещества и энергии в природе
(например, планктон океанов, деструкторы в почве). Также их можно назвать природными
условиями.
Риунок 22. Схема классификации природных ресурсов
Человек с первых дней своего существования стал эксплуатировать природу. Однако в
современном мире потребительское отношение к окружающей среде перешло все разумные границы.
Начиная с бронзового века, человек стал систематически добывать полезные ископаемые. До 18 века
человечество использовало ≈ 30 химических элементов, в начале 20 века в промышленную обработку
было вовлечено более 50 элементов, а в настоящее время – более 100 элементов таблицы Менделеева.
Потребности в полезных ископаемых неуклонно растут, и спрос на них обусловлен, прежде всего,
демографическим ростом. Начиная примерно с 50-х годов 20 столетия, развитые страны расходуют
минерального сырья больше, чем весь мир за все предвоенное время. За последние 30 лет полезных
ископаемых разведано и добыто больше, чем за всю историю человечества.
Казахстан занимает одно из ведущих мест в мире по запасам полезных ископаемых. По запасам
свинца, цинка, хромитов, серебра, вольфрама, висмута, ванадия и др. цветных металлов наша республика
занимает первое место среди бывших союзных республик, а по меди, асбесту, железу, коксующемуся
углю, нефти – одно из первых мест в мире. Широкомасштабные темпы добычи и использования
минеральных ресурсов способствуют загрязнению окружающей среды такими элементами, как цинк,
медь, свинец, никель, мышьяк, молибден, селен, сурьма, кадмий, ртуть, вольфрам. По мнению многих
специалистов, общая токсичность этих элементов превышает суммарную токсичность радиоактивных и
органических загрязнителей. Эти элементы, накапливаясь в окружающей среде и попадая по пищевой
цепочке в организм человека, создают серьезную угрозу здоровью, вызывая не только физиологические
изменения, но и поражая генетический материал (мутагенный эффект).
В 80-х годах на основе аэрокосмических данных была оценена площадь земель, не затронутых
хозяйственной деятельностью. Оказалось, что их осталось всего около 38 млн км2, т.е. 28% площади
суши, не считая материковых льдов (таблица 8). Нарушение естественных экосистем на большей части
территории суши (т.е. то, что обычно называют освоением) - самый существенный и наиболее
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 91 из 48
драматичный результат техногенеза, гораздо более серьезный, чем глобальное потепление и изменение
климата. Человечество проделало множество огромных «дыр» в зеленом покрове планеты, которые
намного опаснее, чем «озоновые дыры».
Таблица 8 Площадь земель, не затронутых хозяйственной деятельностью (%)
Континенты
По критерию Hannah et ai По данным съемок из
(1994)
космоса
Европа
15,6
5,7
Азия
43,5
22,9
Африка
48,9
27,0
Северная Америка
56,3
34.0
Южная Америка
62,5
20,9
Австралия
62.3
27,1
Вся суша*
56,0
28,3
*Без Антарктиды и других ледяных и скальных поверхностей
Земли РК составляют 261,2 млн.га, из них составляют земли с/х -82,3 млн. га, земли запаса -125,6
млн. га., из них средне деградированных -76 млн.га. Процентное соотношение площадей опустыненных
территорий в Казахстане на начало XXI века составляет 70, малопродуктивных сельскохозяйственных
земель (гумуса менее 4%) -60 %:
Чем мощнее энергетика страны и чем выше потребление первичной продукции биоты в ней, тем
больший вклад она вносит в глобальную деформацию окружающей среды. Ее показателем может служить
мощность, приходящаяся на единицу площади. Если соотнести эти величины с глобальной мощностью,
то для каждой страны можно определить коэффициент антропогенного давления. Ранжированные
значения этого коэффициента для ряда стран и присущая им степень ненарушенности естественных
биогеоценозов приведены в таблица 9.
Таблица 9 Коэффициент антропогенного давления и доля (в %) ненарушенных территорий
Страны
Коэффициент
антропогенного Доля
ненарушенных
давления
территорий
Нидерланды
42
0
США
34
4
ФРГ
19
0
Япония
16
0
Республика Корея
4
0
Мексика
1,2
2
Китай
1,1
20
Индия
1,0
1
Заир
0,8
61
Россия
0,7
45
Бразилия
0,5
68
Канада
0,4
64
Австралия
0,2
71
Мир
1
39
Из 149 млн км2 площади суши на долю земель, в принципе пригодных для хозяйственного
освоения и в значительной степени уже освоенных, приходится лишь около 60 млн км2 (таблица 10). В
настоящее время площадь занятых и возделанных человеком земель близка к 25 млн км2 (1/6 площади
суши). Из них около 10 млн км2 заняты городами и другими поселениями, сооружениями,
коммуникациями, полигонами, горными выработками, т.е. всецело техногенными ландшафтами,
исключающими на этих землях биосферную регуляцию. Остальные 15 млн км2 (1,5 млрд га) заняты
агроценозами, пашней, т.е. также сильно измененными ландшафтами. Площадь постоянных пастбищ для
сельскохозяйственных животных близка к 25 млн км2. Следовательно, под прямым контролем человека
находится около 50 млн км2. По мнению экологов, эта площадь уже превышает допустимый предел
земельных ресурсов, подлежащих хозяйственному использованию, в том числе и для интенсивного
земледелия. Пашня может быть увеличена лишь за счет пастбищ и лесов, что чревато серьезными
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 92 из 48
эколого-экономическими потерями. В то же время с возделанными землями соседствуют огромные
пространства пустынь и полупустынь, занимающие в разных зонах более 30 млн км2.
Таблица 10 Ландшафтно-хозяйственная структура земель всего мира и Российской
Федерации
Категории земель
Мир
РФ
РК
млн га
%
млн га %
млн га
%
Сельскохозяйственные угодья
3218
21,6
224
13,1
82,3
31,5
в том числе пашня
1518
10,2
131
7,7
Леса и кустарники
4550
30,5
806
47.2
23,41
8,96
Нелесные растительные ландшафты
1132
7,6
387
22,7
Под водой и болотами
1030
6,9
96
5,6
3,79
1,45
Под постройками, дорогами и т.п.
980
6,6
68
4,0
2,44
0,94
Пустыни
2270
15,2
2
0,1
116,4
44,56
Прочие
1720
11,6
124
7,3
12,59
Всего
14900
100,0
1707
100,0 261,2
100
На каждого жителя Земли в настоящее время приходится в среднем около 1/4 га пашни. Почти
90% площади возделанных земель находится в тропиках, субтропическом, суббореальном поясах.
Энергетические ресурсы. Важнейшим фактором, ограничивающим развитие промышленной
деятельности человека, является энергетический лимит. Рост мирового потребления энергии во времени
имеет экспоненциальный характер (также как и рост численности населения Земли). Промежуток времени
между освоением первых 10% и разработкой последних 10% запаса невозобновимого ресурса называют
полезным периодом использования сырьевого источника. Проведенные расчеты показали, что, например,
для газа полезный период продлится 20 - 25 лет, для нефти - 30 - 40 лет, для угля - до 100 лет. Таким
образом, в основу своей энергетической стратегии человечество положило явно не тот вариант, который
мог бы обеспечить достаточно продолжительное стабильное развитие человечества. В настоящее время
альтернативным и, возможно, единственным выходом из сложившейся ситуации представляется
разработка неисчерпаемых (и к тому же экологически чистых) источников энергии, потенциал которых
весьма значителен. Энергетические потоки у земной поверхности характеризуются следующими
значениями, ТВт: солнечная энергия - 180 000, диссипация ветровой энергии - 2000, диссипация энергии
океанических волн - 1000, гравитационная энергия всех осадков - 100, геотермальная энергия - 30,
энергия рек - 3, энергия приливов океана - 1.
Минеральные ресурсы. Все возрастающее потребление минерально-сырьевых ресурсов не
оставляет места для оптимистических оценок. В период с 1900 по 1970 г. добыча полезных ископаемых
увеличилась в 12,5 раза, а в 2000 г. добыча сырья по сравнению с 1970 г. увеличилась трехкратно.
Сегодня мировых запасов полиметаллических руд, содержащих никель, кобальт, вольфрам, молибден,
медь, свинец, олово, цинк, остается на 30 - 60 лет и менее. Запасов угля, железной, марганцевой и
хромовой руд, фосфатного сырья должно хватить на 100 - 300 лет. Запасы нефти, угля и алюминия
иссякнут предположительно к 2100 г., а в 2300 г. человечество станет полным банкротом в области
добычи практически всех полезных ископаемых.
Выход из положения может быть только один - более рациональное использование минеральных
ресурсов. Эту задачу можно решить следующими эффективными методами:
 создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых;
 разработка ресурсосберегающих методов добычи;
 сокращение потерь сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на
стадиях обогащения и переработки;
 комплексное использование минерального сырья;
 создание безотходных производств, работающих по замкнутому циклу, что является
экологически целесообразным;
 создание новых веществ, органический синтез минерального сырья.
Водные ресурсы. Водоемкость всего человеческого хозяйства в XX столетии увеличилась в 12 раз
и достигла огромной величины: около 5 тыс. км3 в год. Это почти 14% годового стока всех рек мира.
Общий водохозяйственный потенциал ресурсов пресной воды оценивается в 2,5-2,8 млн км3/год, а
современные доступные эксплуатационные запасы - в 42 тыс. км3/год. Из них лишь 1/3 составляет
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 93 из 48
устойчивую часть речного стока. Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское
хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды. Общий объем
организованных (технических) стоков водоотведения в поверхностные водоемы и водотоки мира
превышает 1300 км3/год. Для достаточного разбавления содержащихся в них техногенных примесей
требуется в среднем в 10 раз больше свежей воды. Таким образом, потенциал суммарного антропогенного
вмешательства в природный круговорот воды достигает 18 тыс. км3/год, что составляет уже половину
речного стока мира.
Благодаря применению в промышленности и энергетике водооборотных циклов суммарное
использование воды в этих отраслях в целом в 2,8 раза превышает объем забора свежей воды. Разумеется,
водообеспеченность хозяйства и населения в разных регионах мира очень различны.
На производство 1 т разных видов готовой продукции расходуются в среднем такие объемы воды
(в м3): угля - 0,6, нефти - 3, стали - 40, синтетических волокон - 300, бумаги - 900, резины - 2300. Большие
объемы воды требуются для охлаждения энергоблоков: для работы ТЭС мощностью 1 ГВт 1,2-1,6 км3
воды в год, а для работы АЭС той же мощности - до 3 км3 в год. Если бы цена природной воды
включалась в цену продукта, то от многих водоемких технологий человечеству пришлось бы отказаться
по экономическим соображениям.
Водные ресурсы Казахстана. Все воды на территории Республики Казахстан составляют единый
водный фонд, включающий реки, озера, ледники, водохранилища, другие поверхностные источники,
подземные воды, общий запас которых оценивается до 450 км3.
Главным источником питающим реки Казахстана, являются ледники, площадь которых равна
почти 2 тыс. км2, а объем- более 98 км3, или почти равен объему воды в озере Балхаш. За сезон абляции (с
июля до середины сентября) толщина ледников в среднем уменьшается на 3 м, когда лето очень жаркое на 6 м. Крупные ледники находятся на Джунгарском Алатау (объем 46 км3), Илий-ском Алатау (28 км3),
Терскей Алатау (11 км3), казахстанской части Алтая (3,5 км3) и Таласском Алатау (2,3 км3).
В Казахстане около 39 тыс. рек и временных водоворотов, из них более 8 тысяч рек с длиной
русла каждой из них больше 10 км. К важнейшим рекам можно отнести Урал, Иртыш, Сырдарью, Есиль,
Уил, Тобол, Ишим, Сагиз, Жем, большой и малый Узень, Торгай, Иргиз, Нуру, Шидерты, Селеты,
Сарысу, Арусь, Талас, Чу, Каратал, Или, Аксу, Лепсы и др. На реках Большая и Малая Алмаа-тинка,
Каратал, Иссык, берущих начало в горах, часто повторяются селевые потоки. Многие реки маловодные,
только в период весеннего паводка выходят из берегов. Среднемноголетний сток рек Казахстана
составляет около 101 км3, из которых только 56,5 км3 формируется на территории республики. Остальной
объем 44,0 км3 поступает из сопредельных государств: Китая - 18,9 км (19%);
Узбекистана - 14,6 км3 (14,5); Кыргызстана - 3,0 км3 (3%); России - 7,5 км3 (7,5).
В республике более 48 тыс. озер площадью более 1 га каждое. Средняя глубина - от 1 до 8 метров.
Есть более глубоководные, как, например, озеро Алаколь глубиной до 45 м, Б. Чебачье -37 м,
Шортандинское - 31 м, Маркакольское - 27 м и Балхаш -26 м. Самое большое среди озер - Балхаш, длина
которого 605 км, ширина - до 74 км, объем воды - 112 км3. На втором месте - озеро Алаколь длиной 104
км и шириной 52 км, объем воды - 56,6 км3. К крупным озерам также можно отнести озера Сасыккуль,
Уялы, Си-лети Тениз, Большой Карой, Малый Карой, Шагалалы Тениз, Теке, Кучмурун, Маркаколь,
Челкар, Сарыкопы, Камыстыбас, Арысь, Ки-зикак, Жалаулы, Карасор, Индер и др. Общий объем воды в
озерах Казахстана - 190 км3, из них пресных вод - около 20 км3.
Кроме того, в республике около 4,0 тыс. прудов и 204 водохранилища.
Поверхностные водные ресурсы распределены по республике неравномерно. Наиболее обеспечен
Восточный Казахстан - 200-290 тыс. м3/км2, наименее - Западный Казахстан и, в особенности,
Мангыстауская область - до 0,36 тыс. м3/км2.
Запасы подземных вод Казахстана оцениваются в 61 км3, в том числе пресных - около 58 км3.
Ресурсы подземных вод сосредоточены в 623 месторождениях подземных вод с балансовыми
эксплуатационными запасами 15,1 км3 в год, в том числе: для хозяйственно-питьевого водоснабжения 6,1 км3 в год; производственно-технического - 0,95 км3 в год; орошения земель - 8,0 км3 в год;
бальнеологические (минеральные) воды - 0,01 км3 в год.
Общий запас пресной воды-524 км3. Казахстан относится к наименее обеспеченных стран
планеты. Уровень водообеспечения в среднем составляет 20 тыс.м3 на 1 км2 территории страны и 6 тыс.
м3 на одного человека в год ,это самый низкий показатель среди стран евразийского континента.
Объемы ежегодного водопотребления в отраслях экономики составляют 35,5 км3- из них 85% - за
счет поверхностных вод. На с/х – приходится 75-78 % от общего водопотребления, на промышленный
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 94 из 48
сектор- 18-22% (5,8-7,8 км3), в сренем-22%, на коммунально-бытовые нужды -4-7% (1,3 км3), в среднем-5
%, прочие потребление -1 %.
Таблица 11 Забор и использование воды в 2002 году, млн.м3
Регион
Республика
Акмолинская
Актюбинская
Алматинская
Атырауская
ВосточноКазахстанская
Жамбылская
Забор воды из Потери
ВодопоВ том числе Из них воды
природных
воды
требление
при
на производственные
питьевого качества
источников -всего
транспортировке
(использование нужды
воды)
- всего
Казахстан
21205
5486
14930
3710
1039
134
223
2997 ,
240
668
33
9
1036
37
59
99
179
1906
193
572
25
19
65
76
197
72
57
67
17
121
Западно-Казахстанская
Карагандинская
Костанайская
Кызылординская
Мангыстауская
Павлодарская
Северо-Казахстанская
Южно-Казахстанская
1974
714
1322
152
5165
670
2282
51
4245
620
233
102
14
1945
2
138
3
1169
1346
352
1369
84
3462
677
2005
48
2468
32
9
1271
21
61
659
1191
17
42
53
133
24
59
40
11
67
33
127
г. Алматы
267
86
170
25
158
На современном этапе среднегодовое водопотребление отраслей экономики Республики Казахстан
снизилось с 35 до 20 км3, что связано с неблагоприятными периодами водности, а также с
происходящими в стране структурными преобразованиями. При этом водообеспечение на 85 %
осуществляется за счет поверхностным водных источников, остальная часть - за счет подземных, морских
и сточных вод. Основной объем используемых водных ресурсов (более 75 %) приходится на
сельскохозяйственный сектор (таблица 12).
Таблица 12 Средние показатели потребления
воды, %
Республика Водопотребление
всего
коммунальнопромышленность сельское хозяйство прочие
Казахстан
100бытовое5,0
18,0
73,0
1,0
2 Биологические ресурсы и продовольственная безопасность
Масса живого вещества составляет лишь 0,01 %от массы всей биосферы, тем не менее живое
вещество биосферы- это главнейший её компонент. По видовому составу на Земле преобладают
животные (более 2,0 млн. видов) над растениями (0,5млн. ) Запасы фитомассы составляют 99% запасов
живой биомассы Земли. Биомасса суши в 1000 раз превышает биомассу океана. Люди используют в пищу
около 7000 видов растений, но 90 % мирового продовольствия создается за счет всего 20, а 3 вида из них
(пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей. Выделяют четыре основные
причины утраты видов:
- утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
- чрезмерная эксплуатация ресурсов;
- загрязнение окружающей среды;
- вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Во всех случаях эти причины антропогенного характера.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 95 из 48
Эксплуатация биоресурсов Земли не ограничивается сельским хозяйством. За его рамками
оказывается масштабное изъятие человеком значительной части ресурсов, контролируемых биосферой:
вырубка лесов, сбор их продукции, промысел рыбы, морепродуктов, зверей и птиц, нарушение и
уничтожение природных биоценозов, уменьшение биологического разнообразия.
На заре земледелия и скотоводства лесами были покрыты не менее 62 млн км2 поверхности суши.
Общая площадь лесов мира составляет 40 млн км2. Следовательно, за время существования человеческой
цивилизации уничтожено 35% площади лесов, причем больше половины этой доли - за последние 150 лет.
Сейчас в основном уменьшается площадь тропических лесов.
Суммарное потребление древесины в мире (по данным вывозки деловой древесины) в настоящее
время составляет около 3 млрд м3 в год. Это соответствует изъятию приблизительно 7% годовой
биопродукции всех лесов. Больше половины этого количества приходится на тропические леса Азии,
Африки и Латинской Америки. По оценке ФАО, глобальное сокращение лесов в 18 раз опережает их
восстановление. Сохранение этой тенденции представляет очень серьезную экологическую угрозу.
Во-первых, сокращается биомасса и продукционный потенциал биосферы, а это ведет к
ослаблению газовой функции биосферы и ее способности строго регулировать ассимиляцию солнечной
энергии и состав атмосферы.
Во-вторых, уменьшается вклад транспирации в круговорот влаги на суше, что ведет к изменению
режима осадков и изменяет климатические условия.
В-третьих, наступают негативные биологические последствия Земли. Вместе с лесом исчезают
биотопы многих видов, уменьшается биологическое разнообразие. Влажные тропические леса покрывают
сейчас всего 7% поверхности суши, но на них приходится более 2/3 всех видов животных и растений,
многие из которых еще не изучены и могут представлять собой чрезвычайно ценный биологический
материал. Если вырубка лесов в Юго-восточной Азии, в бассейнах Амазонки и Конго будет продолжаться
такими темпами, как сейчас, то в ближайшие десятилетия будет утрачена существенная часть генофонда
планеты.
Замена природных фитоценозов агроценозами привела к возникновению искусственных
монокультур, не способных к самоподдержанию экосистем. Агроценозы не только нанесли удар по
биоразнообразию, но и ускорили эволюцию ряда видов, вредящих культурным растениям.
В настоящее время в мире вылавливается ежегодно более 100 млн т рыбы и еще около 10 млн т
других морепродуктов (китов, тюленей, ракообразных, моллюсков, водорослей). По данным ФАО, в
процессе вылова ущерб наносится более чем 70% мировых эксплуатационных запасов промысловых рыб.
Из-за деградации природной среды, загрязнения, разрушения биоценозов биосфера ежегодно теряет 10-15
тысяч биологических видов. Почти полностью истреблены такие виды, как бизон, зубр, американский
бобр, белохвостый гну, олень Давида, кулан, сайгак, выхухоль, котик и др. Только за четыре последних
столетия исчезло 62 вида млекопитающих десяти отрядов. Под угрозой исчезновения сейчас находится
более 10 тыс. видов, в основном высших растений, позвоночных животных и некоторых групп
насекомых.
Разрабатывается четыре вида мер, направленных на сохранение и устойчивое использование
биоразнообразия.
1. Защита особой среды обитания - создание национальных парков, биосферных заповедников и
других охранных зон.
2. Защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации.
3. Сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.
4. Сокращение загрязнения окружающей среды.
Важным средством сохранения биоразнообразия является разработка международных и
национальных программ и конвенций, направленных на осуществление этих мер. Признают, однако, что
все эти меры пока недостаточны и процесс утраты видов продолжается в глобальном масштабе.
Конвенция по биоразнообразию, принятая 153 государствами, отражает остроту ситуации и
представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных
государств.
Международная программа DIVERSITAS, выполняемая в настоящее время, предполагает
проведение инвентаризации и мониторинга биоразнообразия. Ведутся работы по выбору участков с
учетом иерархического уровня репрезентативности экосистем, которые будут представлять различные
биогеографические и экологические регионы Земли. «Пан-европейская стратегия биологического и
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 96 из 48
ландшафтного разнообразия» (1995), рассчитанная на 20 лет, главное внимание уделяет прибрежным и
морским экосистемам.
3 Охрана природы. Рациональное природопользование, малоотходные и безотходные
технологии
Под природопользованием понимают деятельность человеческого общества, направленную на
удовлетворение своих потребностей путем использования природных ресурсов. Выделяют рациональное
и нерациональное природопользование.
Нерациональное природопользование — это система природопользования, при которой в больших
количествах и обычно не полностью используются наиболее легко доступные природные ресурсы, что
приводит к быстрому истощению ресурсов. В этом случае производится большое количество отходов и
сильно загрязняется окружающая среда. Нерациональное природопользование характерно для
экстенсивного хозяйства, то есть для хозяйства, развивающегося путем нового строительства, освоения
новых земель, использования природных ресурсов, увеличения числа работающих.
1. Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все природные ресурсы (и
естественные условия) Земли конечны. Эта конечность возникает либо в силу прямой исчерпаемости,
либо в результате возмущения среды обитания, делающейся непригодной для сложившегося хозяйства и
жизни человека.
Общепринятое деление природных ресурсов на исчерпаемые и неисчерпаемые является в
известном смысле формальным, т.к. основано на сравнении емкости природных ресурсов с потреблением
их человечеством и не учитывает действия правил 1 и 10 процентов, согласно которым порог выхода
большинства экосистем из стационарного состояния не превышает 1 % от потока энергии («нормы»
потребления), а порог саморазрушения составляет около 10% от этой «нормы». Более того, как
показывают наблюдения, для глобальной энергетической системы выход из стационарного состояния
происходит в рамках 0,1 - 0,2% от возмущений общепланетарных процессов, т.е. значительно раньше, чем
наступают момент сбоя в действии принципа Ле Шателье - Брауна и заметные природные аномалии.
Таким образом, при отнесении, например, солнечной энергии к неисчерпаемым ресурсам следует
помнить, что энергетику тропосферы нельзя возмущать более, чем на тысячные доли энергопотока
поглощения атмосферой и земной поверхностью.
2. Ограниченность природных ресурсов, включая в это понятие и естественные условия развития
человечества в историческом процессе, воздействует на производительные силы общества, а через них на социальные отношения. Взаимосвязанность этих процессов отражена в законе соответствия между
развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса.
Производственные отношения производственные силы  природно-ресурсный потенциал
Кризисные ситуации возникают при дисбалансе не только в правой, но и в левой половине этой
динамической системы. В конечном счете эта динамика служит внешней причиной общественного
развития, которое неоднократно подвергалось испытаниям экологическими кризисами.
3. Правило интегрального ресурса, конкурирующие в сфере использования конкретных
природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем
значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в
целом.
4. Закон падения природно-ресурсного потенциала в рамках одной общественно-экономической
формации, способа производства и одного типа технологий природные ресурсы делаются все менее
доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение, транспортировку, а также
воспроизводство.
5. В рамках закона падения природно-ресурсного потенциала действует закон снижения
энергетической эффективности природопользования, с ходом исторического времени при получении
из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается все больше энергии, а
энергетические расходы на жизнь одного человека все время возрастают. Совершенно очевидно, что рост
энергетических затрат не может продолжаться бесконечно, следовательно, можно рассчитать вероятный
момент неизбежного перехода на новые технологии промышленного и сельскохозяйственного
производства, избежав тем самым теплового (термодинамического) кризиса и ослабив ход современного
экологического кризиса.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 97 из 48
6.
Из рассмотренного ранее закона оптимальности, утверждающего, что с наибольшей
эффективностью система функционирует лишь в некоторых характерных для нее пространственновременных пределах, вытекает правило меры преобразования природных систем. Преобразование
природных систем возможно лишь в рамках, ограниченных частными закономерностями и свойствами
природных образований.
7. Закон оптимальности приводит также к правилу (неизбежных) цепных реакций «жесткого»
управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато
цепными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически
неприемлемыми в длительном интервале времени.
Действительно, техногенные изменения вызывают действие закона внутреннего динамического
равновесия и значительное увеличение энергозатрат согласно закону снижения энергетической
эффективности природопользования.
«Жесткое» техногенное управление природой вызывает действие принципа естественности,
или правила старого автомобиля, с течением времени эколого-социально-экономическая
эффективность технического устройства, обеспечивающего «жесткое» управление природными
системами и процессами, снижается, а экономические расходы на его поддержание возрастают.
8. Правило территориального экологического равновесия: максимальный эколого-социальноэкономический эффект может быть получен при оптимальном сочетании площадей, преобразованных
человеком, и естественных экосистем.
По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую
актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий.
Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального
использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.
Рациональное природопользование — это система природопользования, при которой достаточно
полно используются добываемые природные ресурсы (и соответственно, уменьшается количество
потребляемых ресурсов), обеспечивается восстановление возобновимых природных ресурсов, полно и
многократно используются отходы производства (т.е. организовано безотходное производство), что
позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды. Рациональное природопользование
характерно для интенсивного хозяйства, то есть такого хозяйства, которое развивается на основе научнотехнического прогресса и лучшей организации труда при высокой производительности труда. Примером
рационального природопользования может быть безотходное производство или безотходный цикл
производства, в котором полностью используются отходы, в результате чего снижается расход сырья и
сводится к минимуму загрязнение окружающей среды. Производство может использовать отходы как
собственного производственного процесса, так и отходы других производств; таким образом, в
безотходный цикл может быть включено несколько предприятий одной или разных отраслей. Одним из
видов безотходного производства (так называемого оборотного водоснабжения) — является
многократное использование в технологическом процессе воды, взятой из рек, озер, буровых скважин и
т.п.; использованная вода очищается и вновь участвует в производственном процессе.
Основными принципами рационального природопользования являются изучение, охрана, освоение
и преобразование. Охрана ресурсов означает поддержание их качеств, благоприятных для ведения
хозяйства, а преобразование – их улучшение (мелиорация, рекультивация земель). В понятие о
рациональном освоении природных ресурсов и условий входят наиболее полное использование
достоинств среды и экономичное получение энергии и сырья. Общая антропогенная нагрузка на
природные системы стала превышать их потенциал самовосстановления (самоочищения) , что затронуло
природные системы планетарного уровня: Мировой океан, атмосферу, почву, речные системы,
растительный и животный мир. Поэтому необходим переход к экологически сбалансированному
природопользованию, когда общество контролирует все стороны своего развития с тем, чтобы совокупная
антропогенная нагрузка не превышала самовосстановительный потенциал природных систем.
По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую
актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий.
Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального
использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 98 из 48
«Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором
все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы —
производство — потребление — вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не
нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься
абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно
безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны
нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать
критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма
сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное
производство.
Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого
при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарногигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или
другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное
хранение или захоронение.
Вопросы
для
самоконтроля:
1.
Что
собой
представляют
природные
ресурсы
2.
Принципы
классификации
природных
ресурсов
3. Какие природные ресурсы относятся к возобновимым и невозобновимым
4.
Какое
значение
имеют
для
человека
природные
ресурсы
5.
Как
вы
понимаете
рациональное
природопользование,
приведите
примеры
6.
Перечислите
основные
принципы
охраны
окружающей
среды.
7.
Что
собой
представляют
заповедные
территории
8.
Перечислите
заповедники
Казахстана
9.
Почему
необходима
охрана
генетического
разнообразия
10.
В
чем
сущность
рационального
природопользования
11.
Что
такое
экологический
мониторинг,
его
цели
и
задачи
12. Какова роль экологического образования в обеспечении устойчивого развития природы и
общества
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В.. Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007.
2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М., «ФАИР-ПРЕСС»,2003.
3. Никаноров А.М., Хорунжая Т.А.. «Глобальная экология», М., ЗАО, «Книга сервис», 2003.
4. Панин М.С. Экология Казахстана: Учебник для вузов. - Семипалатинск, 2005, С.48-88,372-382; 89190,229-270;
Дополнительная:
1. Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ
университеті», 2007.
2. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006.
Лекция 12
Тема Антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере
Цель лекции – сформировать знания об экологических последствиях хозяйственной
деятельности человека в условиях интенсификации природопользования.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 99 из 48
Ключевые слова – природные ресурсы, устойчивое развитие, общество, природа, охрана
окружающей среды, рациональное природопользование, безотходные технологии, полезные
ископаемые.
Вопросы
1
Роль
природы
в
становлении
и
развитии
человеческого
общества
2 Глобальные экологические проблемы современности, причины их возникновения и последствия.
Экологические проблемы, связанные с интенсификацией сельского хозяйства и промышленности
3 Физическое, химическое и биологическое загрязнение окружающей среды и их эколого-генетические
последствия.
1 Роль природы в становлении и развитии человеческого общества
Человек появился на Земле около 4,6 млн лет назад. Сначала это был человек-собиратель. Около
1,6 млн лет назад человек научился пользоваться огнем. Это позволило ему заселить территории с
умеренным климатом и заняться охотой. Использование огня и изобретение оружия привело к массовому
уничтожению (перепромыслу) крупных млекопитающих средних широт. Это послужило причиной
первого экологического кризиса (кризиса консументов). Этот кризис заставил человека перейти от
присваивающего типа хозяйства (охота и собирательство) к производящему (скотоводство и земледелие).
Анализируя результаты, масштаб и последствия использования природных ресурсов, правомерно
наметить четыре периода взаимодействия человека с природой.
1. охватывает эру примитивной культуры и первобытно-общинного уклада жизни до начала
землепользования;
2. соответствует времени от начала землепользования (примерно VIII-VII вв. до н.э.) до
становления промышленного производства (XIX в.);
3. начинается с изобретения парового двигателя и развития промышленного производства (XIXХХ вв.);
4. только начинается и связан со становлением информационных технологий (конец ХХ века).
Первые земледельческие цивилизации возникли в районах недостаточного увлажнения, что
потребовало создания оросительных систем. В результате эрозии и засоления почв произошли локальные
экологические катастрофы в бассейнах рек Тигр и Евфрат, а сведение лесов привело к появлению
пустыни Сахара на месте плодородных земель. Так проявил себя кризис примитивного земледелия.
Позднее земледелие продвинулось на территории достаточного увлажнения, в районы лесостепи и
леса, в результате чего началась интенсивная вырубка лесов. Развитие земледелия и нужда в древесине
для строительства домов и кораблей привели к катастрофическому уничтожению лесов в Западной
Европе. Сведение лесов в прошлом и настоящем вызывает изменение газового состава атмосферы,
климатических условий, водного режима, состояния почв. Массовое уничтожение растительных ресурсов
Земли характеризуется как кризис продуцентов.
С XVIII в. в результате промышленной, а затем научно-технической волюций на смену
доиндустриальной эпохе приходит индустриальная. За последние 100 лет потребление возросло в 100 раз.
В настоящее время на одного жителя Земли каждый год добывается и выращивается примерно 20 т сырья,
которое перерабатывается в конечные продукты массой 2 т, т.е. 90 % сырья превращается в отходы. Из 2 т
конечного продукта в течение того же года выбрасывается не менее 1 т. Появление огромного количества
отходов, причем часто в виде несвойственных природе веществ, привело к возникновению еще одного
кризиса — кризиса редуцентов. Редуценты не успевают очищать биосферу от загрязнения, часто они на
это просто не способны биологически. Это приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.
Перед человечеством возник целый ряд глобальных экологических проблем: резкие изменения
природной среды, разрушение мест обитания привели к угрозе вымирания 2/3 существующих видов;
стремительно сокращается площадь «легких планеты» - уникальных влажных тропических лесов и
сибирской тайги; из-за засоления и эрозии теряется плодородие почв; в атмосферу и гидросферу
поступает огромное количество отходов производства, накопление которых угрожает жизни большинства
видов, в том числе и человека. Однако в настоящее время наметился переход от индустриального к
информационно-экологическому, или постиндустриальному периоду во взаимодействии общества и
природы, который характеризуется экологическим мышлением, осознанием ограниченности ресурсов и
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 100 из 48
возможностей биосферы в восстановлении экосистем. Стало очевидным, что экологически грамотное и
рациональное природопользование – единственно возможный путь выживания человечества.
Всякое давление на экосистему, вызывающее стрессовое состояние, вызывает появление
компенсаторных процессов. Природная система активно противостоит факторам техногенеза. Например,
сооружение ирригационной сети в долинах пустынных рек Казахстана сопровождается постепенным
заиливанием каналов, что может со временем привести к прекращению функционированию
мелиоративной системы. Однако это противостояние имеет свои пределы.
2 Глобальные экологические проблемы современности, причины их возникновения и
последствия. Экологические проблемы, связанные с интенсификацией сельского хозяйства и
промышленности
Устойчивость экосистем резко нарушается в результате различного рода критических
(кризисных) ситуаций, спровоцированных обычно влиянием внешних антропогенных факторов.
Биосфера в целом является идеально отлаженной системой самоочищения и самовосстановления
природной среды. Для снижения загрязнения окружающей среды отходами производства
необходимо смоделировать и заимствовать у природы эти механизмы. Понятие, близкое по
содержанию и функционированию биосферы и самоочищению среды, дает нам представление о
замкнутом производственном цикле - повторное использование материальных ресурсов в
производстве (например, оборотное водоснабжение). В процессе замкнутого производственного
цикла обеспечивается экологически доброкачественное состояние природной среды.
Экологические проблемы стали возникать с первых дней существования человечества. Но только
в последние два столетия, особенно начиная с 50-х годов 20 столетия, экологические проблемы стали
угрожать существованию биосферы. Экологические проблемы обусловлены, прежде всего, загрязнением
окружающей среды, воздушного бассейна и Мирового океана, истощением природных ресурсов.
Экологическая проблема, включающая вопросы охраны окружающей среды и рационального
природопользования,
является
глобальной
проблемой,
затрагивающей
интересы
всего
шестимиллиардного населения нашей планеты, интересы всех без исключения государств, интересы
каждого человека. Поэтому любые экономические и политические решения, которые нарушают научнообоснованные медицинские, экологические или иные требования к окружающей среде, являются в
принципе неприемлемыми. . В «Концепции экологической безопасности Республики Казахстан»
отмечается, что в стране сложилась неблагоприятная, а в ряде регионов кризисная экологическая
обстановка, требующая введения системы ограничений и норм природопользования, которые служили бы
основой экологической безопасности. Опасным проявлением экологического кризиса является фактор
загрязнения атмосферы.
Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды и
неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных.Проблема загрязнения воздушного
бассейна является одной из самых волнующих проблем современности: открытый характер атмосферы, ее
тесное взаимодействие с литосферой, гидросферой и космосом способствуют распространению
антропогенных загрязнений в глобальном масштабе. Вопросы загрязнения воздушного бассейна
перешагнули границы отдельных государств, став общими практически для всех стран мира.
С присоединением Казахстана к «Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие
расстояния» республика получила возможность участвовать в планировании мероприятий по сокращению
выбросов вредных веществ, решать проблемы охраны воздушного бассейна на международном уровне и
вести обмен текущей информацией по ряду научно-технических вопросов. В рамках протоколов этой
Конвенции чрезвычайно важно иметь представление об оценке уровня загрязнения атмосферного воздуха
в республике оксидами серы, азота, углерода и о мероприятиях способствующих снижению загрязнения.
На территории Республики Казахстан загрязнителями воздуха являются более 3,5 тыс.
промышленных предприятий, расположенных в 80 городах, характеризуемых 1-5 классами санитарной
вредности.
Наблюдения за загрязнением воздушного бассейна населенных пунктов систематически
выполняются в 20-ти наиболее крупных городах и промышленных центрах Республики Казахстан. Анализ
данных подтверждает достаточно высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха в республике.
Основными причинами негативного влияния на экологическое состояние воздуха являются:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 101 из 48
• города и промышленные центры (стационарные источники загрязнения);
• автотранспорт (мобильные источники загрязнения);
• ракетные и испытательные полигоны;
• лесные и степные пожары;
• сжигание газа- и нефтепродуктов в факелах в местах добычи.
К самым крупным загрязнителям атмосферного воздуха в Республике Казахстан относятся
предприятия теплоэнергетики, цветной металлургии, черной металлургии, нефтегазового комплекса.
В среднем по республике в расчете на одного жителя в год в атмосферу промышленными
стационарными источниками выбрасывается 201 кг различных химических соединений (в
Карагандинской области – 1101 кг, в Павлодарской - 747 кг, соответственно).
Промышленные выбросы можно классифицировать:
По организации отвода и контроля.
Организованный (выброс через специально созданные газоходы, воздуховоды и шахты).
Неорганизованный.
По температуре.
Нагретые выбросы (когда температура выбросов больше температуры окружающей среды).
Холодные выбросы (когда температура выбросов равна температуре окружающей среды).
По признаку очистки.
Выбросы без очистки (организованные или неорганизованные).
Выбросы после очистки (организованные).
Выбросы делятся на первичные и вторичные.
Первичные (поступают непосредственно от источника выброса).
Вторичные (продукты преобразования первичных в атмосфере).
Для Республики Казахстан проблемы загрязнения атмосферного воздуха были и остаются
актуальными. Выбросы в атмосферу вредных веществ от стационарных источников составляют порядка
2,5 млн. т/год, транспортные выбросы превышают 1 млн. т/год. Сегодня порядка 5 млн. жителей
Казахстана проживают в условиях загрязненного атмосферного воздуха, при этом не менее 2 млн. - в
условиях крайне высокого уровня загрязнения. Поступление различных поллютантов в атмосферу на
территории Казахстана
от промышленных источников в последние время составляет около 5 млн.тонн в год, а по ВКО 2230 тыс. тонн.
Критерием оценки влияния выбросов предприятий на атмосферный воздух является сравнение
фактических концентраций (примесей в атмосфере), полученных в результате рассеивания выбросов, с
предельно допустимыми. Для атмосферного воздуха установлены следующие значения предельно
допустимых концентраций (ПДК):
максимально разовая ПДКм.р. - такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе
населенных мест, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека (изменений
биоэлектрической активности головного мозга, ощущения запаха, световой чувствительности глаза и др.);
среднесуточная ПДКсс - такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, которая не оказывает прямого или косвенного вредного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания с целью предупреждения резорбционного действия
(общетоксического, канцерогенного, мутагенного и других влияний).
В местах образования вредных веществ (производственные помещения) также установлены
значения предельно допустимых концентраций содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны
ПДК^ Значения предельно допустимых концентраций для различных веществ, содержащихся в выбросах
промышленных предприятий, приведены в таблице 2.
Величина ПДК зависит от влияния вещества на здоровье людей и окружающую природную среду.
Выбрасываемые вещества по степени воздействия на организм человека разделены на следующие классы
опасности (в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76):
• чрезвычайно опасные вещества, у которых значение ПДК в воздухе рабочей зоны не превышает
0,1 мг/м3 (I класс);
• высоко опасные со значением ПДКр.з.. от 0,1 до 1,0 мг/м3 (II класс);
• умеренно опасные при изменении ПДКр.з.. в интервале от 1,0 до 10,0 мг/м3 (III класс);
• малоопасные вещества, для которых ПДКр.з.больше 10,0 мг/м3 (IV класс);
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 102 из 48
Фактическая концентрация вредных веществ Сфакт не должна превышать соответствующих значений
ПДК:
Сфакт ≤ ПДК
Наиболее общим и информативным показателем загрязнения воздуха считается
КИЗА - комплексный индекс среднегодового загрязнения атмосферы
где: Ci –концентрация компонента;
N – число показателей, используемых для расчета индекса;
ПДКi – установленная величина для соответствующего типа ЗВ.
Его количественное ранжирование по классу состояния атмосферы приведено в таблица 13).
Указанное ранжирование по классам состояния атмосферы выполнено в соответствии с классификацией
уровней загрязнения по четырех балльной шкале, где:
— класс «нормы» соответствует уровню загрязнения воздуха ниже среднего по городам страны;
— класс «риска» равен среднему уровню;
— класс «кризиса» — выше среднего уровня;
— класс «бедствия» - значительно выше среднего уровня.
КИЗА обычно применяется для сравнения загрязнения атмосферы различных
участков исследуемой территории (юродов, районов и т.д.) и для оценки временной (многолетнем)
тенденции изменения состояния загрязнения атмосферы.
Таблица 13 Критерии оценки состояния загрязнения атмосферы по комплексному
индексу (КИЗА)
Показатель состояния
Ур
воздуха (Jm)
Классы экологического состояния атмосферы
норма (Н) риск (Р)
кризис (К) бедствие (Б)
Уровень загрязнения менее 5
5-8
8- 15
более 15
Ресурсный потенциал атмосферы территории определяется её способностью к рассеиванию и
выведению примесей, соотношением (фактического уровня загрязнения и величиной ПДК. Оценка
рассеивающей способности атмосферы основана на величине таких комплексных климатических и
метеорологических показателей, как потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и параметр
потребления воздуха (ПВ). Эти характеристики определяют особенности формирования уровней
загрязнения в зависимости от метеоусловий, способствующих накоплению и выведению примси из
атмосферы.
Действующие нормы учитывают возможность воздействия на организм не одного какого-либо
вещества, а нескольких одинаково действующих на живой организм. В этом случае говорят об эффекте
суммации вредного действия.
Если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом суммации, то количество
воздуха будет соответствовать установленным нормативам при условии:
с1/пдк1 + с2/пдк2 +... + сn/пдкn < 1,
где С1 С2, ..., Сп - фактические концентрации веществ, обладающих эффектом суммации, мг/м 3;
ПДК1, ПДК2, .. .,ПДКп - ПДК веществ данной совокупности. Указанное выражение означает, что в
воздухе населенного пункта сумма отношений концентраций к ПДК веществ, обладающих эффектом
суммации, не должна превышать 1.
Возникновение чрезвычайных ситуаций, приводящих к дестабилизации или разрушению
социальной и природной среды приводит к экологическому кризису. Кризисы обусловлены серьезным
загрязнением окружающей среды и подрывом потенциала природных ресурсов.
Несмотря на частое употребление слов «экологический кризис» и «экологическая
катастрофа», мы не задумываемся над их научным содержанием. Наиболее общий признак такой
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 103 из 48
ситуации - это неустойчивое, переходное состояние, которое формируется в результате изменений
лимитирующих экологических факторов. К экологическим кризисам относят сейчас не только
кризисные состояния природных экосистем, но и ухудшение здоровья человека, кризис ресурсов,
энергетический кризис.
Глобальные экологические проблемы
1. Изменение климата Земли в результате естественных геологических процессов, усиленных
тепличным эффектом, вызываемым изменениями оптических свойств атмосферы выбросами в нее
главным образом СО, СО2, других газов;
2. Замусоривание околоземного космического пространства (ОКП), последствия которого до
конца пока не осмыслены, если не считать реальную опасность космическим аппаратам, включая
спутники связи, локации поверхности земли и другие, широко использующиеся в современных системах
взаимодействия между людьми, государствами и правительствами;
3. Сокращение мощности стратосферного озонового экрана с образованием так называемых
“озоновых дыр”, снижающих защитные возможности атмосферы против поступления к поверхности
Земли опасной для живых организмов жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации;
4. Химическое загрязнение атмосферы веществами, способствующими образованию кислотных
осадков, фотохимического смога и других соединений, опасных для биосферных объектов, включая
человека и создаваемых им искусственных объектов;
5. Загрязнение океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, насыщения
их углекислым газом атмосферы, в свою очередь загрязненной автотранспортом и теплоэнергетикой,
захоронения в океанических водах высокотоксичных химических и радиоактивных веществ, поступления
загрязнений с речным стоком, нарушения водного баланса прибрежных территорий в связи с
регулирования рек;
6. Истощение и загрязнение всех видов источников и вод суши;
7. Радиоактивное загрязнение отдельных участков и регионов с тенденцией его расползания по
поверхности Земли;
8. Загрязнение почв вследствие выпадения загрязненных осадков (например - кислотные дожди),
неоптимального использования пестицидов и минеральных удобрений;
9. Изменение геохимии ландшафтов, в связи с теплоэнергетикой, перераспределением элементов
между недрами и поверхностью Земли в результате горнометаллургического передела (например,
концентрация тяжелых металлов) или извлечения на поверхность аномальных по составу,
высокоминерализованных подземных вод и рассолов;
10. Продолжающее накапливание на поверхности Земли бытового мусора и всякого рода твердых
и жидких отходов;
11. Нарушение глобального и регионального экологического равновесия, соотношения
экологических компонентов в прибрежной части суши и моря;
12. Продолжающееся, а местами - усиливающееся опустынивание планеты, углубление процесса
опустынивания;
13. Сокращение площади тропических лесов и северной тайги, этих основных источников
поддержания кислородного баланса планеты;
14. Освобождение в результате всех вышеуказанных процессов экологических ниш и заполнение
ими иными, видами;
15. Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение
отдельных регионов, крайняя дифференциация бедности и богатства;
16. Ухудшение среды жизнеобитания в переуплотненных городах и мегаполисах;
17. Исчерпание многих месторождений минерального сырья и постепенный переход от богатых ко
все более бедным рудам;
18.Усиление социальной нестабильности, как следствия все большей дифференциации богатой и
бедной части населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации,
природных экологических катаклизмов.
19. Снижение иммунного статуса и состояния здоровья населения многих стран мира, включая
Россию, многократное повторение эпидемий, имеющих все более массовый и тяжелый по последствиям
характер.
Это далеко не полный круг проблем, которые необходимо решать.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 104 из 48
Научно-технический прогресс вызвал многие последствия, которые от носят к экологическим.
Сложилось обоснованное мнение о том, что последствием прогресса является деформация окружающей
среды. Прежде всего, это было замечено в отношении увеличения концентраций так называемых малых
газов в атмосфере. Темпы их ежегодного прироста составляют: диоксида углерода - 0,5 %, метана - 0,9,
оксидов азота 0,25, хлорфторуглеводородов - 4%.
Тенденция роста концентрации малых газов особенно резко появилась в середине ХХ века.
Сравнения стали возможны благодаря анализу палеотемператур. Основой для их определения служит
анализ соотношения стабильных изотопов во льду. Анализ ледяных кернов в Антарктиде позволил
установить характерную тенденцию роста. Сейчас их роль в парниковом эффекте не вызывает сомнений.
Парниковый эффект - это удержание значительной части тепловой энергии Солнца у земной
поверхности. Парниковые газы препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности
Земли, и атмосфера, насыщенная ими, действует как крыша теплицы. Она, пропуская внутрь большую
часть солнечного излучения, почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.
Понятие парникового эффекта вначале появилось в физике. Оно было сформулировано Тиндаллом
еще в 1863 г. В 1896 г. Аррениус показал, что диоксид углерода, составляющий ничтожную часть
атмосферы (примерно 0,03 %), поддерживает ее температуру на 5 - 6 оС выше, чем если бы этот газ
отсутствовал. В 1938 Каллендер впервые высказал предположение о возможном влиянии антропогенных
выбросов углекислого газа на климат.
При глобальном потеплении на 1оС количество осадков заметно возрастет на широтах от 10 до 30
о
с.ш. к северу от 50 о с.ш., в то время как между 30 и 50 о с.ш. количество осадков даже уменьшится.
Если прогнозы о предстоящем потеплении на ближайшие 50 лет оправдаются, то оно будет
происходить в результате комбинации естественных температурных трендов и парникового эффекта.
Гипотеза парникового эффекта основана на представлениях о высокой чувствительности
термического режима Земли к изменениям концентрации диоксида углерода в атмосфере с учетом
тенденции роста потребления минерального топлива на ближайшие десятилетия.
Парниковый эффект приводит к таянию «ледовых шапок», к повышению уровня Мирового
океана, к наводнениям, которые мо-гут смести целые острова и государства. Эксперты полагают, что
уровень Мирового океана повыситься к концу столетия почти на один метр. Так обернется потепление
для одних стран. Но для других - это засухи, падение урожаев, эпидемии и массовый голод.
Глобальные потепление может привести к тому, что морские потоки найдут другие пути, что
приведет к изменению климата в Европе, поскольку теплая вода Гольфстрима уже не будет продвигаться
так долеко на север, как сейчас.
Резкое сокрашение популяции белых медведей, пигвинов, затопление обжитой полосы пляжей на
десятках тысяч кило-метров, глобальный дефецит пресной воды - таковы другие воз-можные последатвия
бесконтрольного выброса парниковых газов.
Глобальное потепление нанесет серьезный урон морским экосистемам. Затопление прибрежных
мелководий лишит молодь ры-бы, птицы, креветок, моллюсков и других обитателей морей нагульных
мест. Это приведет к существенному сокращению коли-чества морепродуктов, добываемых для
пропитания человечества. Наибольий урон понесут страны, добывающие большую часть пищевого белка
в морях и океанах.
Климатические изменения могут преподнести неожиданности населению Земли. Продвижение
тропических и субтропических зон от экватора к полюсам будет неизбежно сопровождаться расширением
ареалов обитания болезнетворных насекомых, пара-зитов, микробов и вирусов, которые принесут в
средние широты тяжелые и нередко смертельные заболевания. Ослабление сопро-тивляемости людей
заболеваниям из-за надоедания в сочетании с нашесивием нетрадиционных для средних широт болезней
может привести к крупным эпидемиям.
Ученые давно высказывали опасения, что глобальное потепление может в конце концов привести
к таянию огромного За-падно- Антарктического ледникого щита, что вызовет повышение уровня
Мирового океана на катастрофическую величину - 6 м или около этого.
Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт Смит в книге «воздух и
дождь: начало химической климатологии». Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной
кислот, наносят значительный ущерб природе.
При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего, сланца, мазута) в составе
выделяющихся газов содержатся диоксиды серы и азота. В зависимости от состава топлива их может
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 105 из 48
быть больше или меньше. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли
и мазут. Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди
в слабый раствор кислот.
Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при высоких температурах,
главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Получение энергии
сопровождается закислением окружающей среды.
Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную
реакцию, т.е. рН=7 (рН - показатель, характеризирующий кислотные или щелочные свойства раствора).
Но даже в самом чистом воздухе всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть
подкисляется (рН 5,6-5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится
заметно кислым. Уменьшение рН на одну единицу означает увеличение кислотности в 10 раз, на две - в
100 раз и т.д. Мировой рекорд принадлежит шотландскому городку Питлокри, где 20 апреля 1974 г.
выпал дождь с рН 2,4 - это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.
В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть небольшие
количества фосфатных удобрений; они помогают планктону усваивать нитраты, что ведет к снижению
кислотности воды. Использование фосфата дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает меньшее
воздействие на химию воды.
Озон жизненно необходим для человека и других живых существ, населяющих освещенную
солнцем Землю, поскольку он определяет температурную стратификацию атмосферы и одновременно
защищает от интенсивной ультрафиолетовой радиации.
Большая часть озона находится в стратосфере между 15 и 25 км. Он является радиационноактивной малой газовой составляющей и представляет собой продукт природных и антропогенных
химических и фотохимических реакций в нижней и верхней атмосфере. Толщина озонового слоя -2-3 мм.
Озон является важным парниковым газом.
«Озоновые дыры»- это значительные пространства в озоновом слое атмосферы на высоте 20-25
км с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона.
Истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической
безопасности. Оно ослабляет способность атмосферы защищать все живое от жесткого
ультрафиолетового излучения, энергии одного фотона которого достаточно, чтобы разрушить
большинство органических молекул. Поэтому в районах с пониженным содержанием озона
многочисленны солнечные ожоги, увеличивается количество заболеваний раком кожи и т.д.
Помимо негативного влияния на здоровье, истощение озонового слоя приводит к усилению
парникового эффекта, снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей
среды.
Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр».
Последнее, по мнению большинства ученых, более всего вероятно и связано с повышенным содержанием
хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту. В
атмосфере фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы
озона.
В 1985 г. в Вене была принята конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 г. в Монреале
подписан международный протокол о сокращении выбросов озонразрушающих веществ.
Существенное уменьшение концентрации озона в стратосфере может оказать разрушительное
воздействие на человечество и биосферу в целом.
Опустынивание. Уменьшение или уничтожение биологического потенциала почвы может
привести к возникновению условий, аналогичных условиям пустыни.
Основными причинами опустынивания являются увеличение площади подвижных песков,
снижение продуктивности пастбищ, истощение местных источников водоснабжения.
Образование пустынь связано с вырубкой лесов и неразумным использованием пастбищ.
Учащение засух и, следовательно, недородов, гибель растительности, разрушение почв на значительных
территориях связаны между собой, зависят от общей тенденции аридизации суши и усугубляются
отрицательными последствиями неразумной деятельности человека.
Классификация сточных вод
Сточные воды - требующие отведения пресные воды, изменившие свои физико-химические
свойства в результате использования в бытовой и производственной деятельности
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 106 из 48
По происхождению сточные воды можно классифицировать на следующие виды: атмосферные,
производственные и хозяйственно-бытовые, городские сточные воды (рисунок 23).
Производственные сточные воды образуются в результате производственных процессов. Качество этого
вида сточных вод и их загрязнённость определяются следующими факторами:
- вид промышленного производства,
- свойства исходного сырья,
- режимы технологического производства.
Концентрация загрязнений в производственных сточных водах может сильно колебаться во времени, так
как зависит от хода технологического процесса.
Рисунок 23. Классификация сточных вод по происхождению.
Хозяйственно-бытовые сточные воды поступают от жилых зданий и от бытовых помещений
производственных предприятий. Особенностью этого вида сточных вод является относительное постоянство их
состава.
Они содержат, как правило, взвешенные органические вещества в количестве от 100 до 30 мг/л,
растворённые органические вещества, загрязнения по показателю биохимической потребности в кислороде
(БПК) - в количестве от 100 до 400 мг/л и по показателю химической потребности в кислороде (ХПК) - от 100 до
500мг/л. Из общей массы загрязнений бытовых сточных вод на долю органических веществ приходится 4558% .
По своей природе загрязнения сточных вод подразделяются на органические, минеральные,
биологические.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 107 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
Определение состава сточных вод осуществляют путём санитарно-химического анализа, включающего
стандартные химические тесты, а также физические, физико-химические и санитарно-бактериологические
исследования.
Ввиду сложности состава сточных вод на практике применяют групповые показатели (например,
органолептические, позволяющие относительно просто и быстро определить запах, окраску).
Полный санитарно-химический анализ включает определение следующих свойств: температуру; окраску;
запах; прозрачность; рН; сухой остаток; плотный остаток и потери при прокаливании; взвешенные вещества;
оседающие вещества по объёму и по массе; перманганатная окисляемость; химическая потребность в кислороде
(ХПК); биологическая потребность в кислороде (БПК); азот; фосфаты; хлориды; сульфаты; тяжёлые
металлы и другие токсичные элементы; синтетические ПАВ; нефтепродукты;
растворённый кислород; микробное число; бактерии группы кишечной палочки (БГКП).
Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шестисеми показателям, которые можно
считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный
показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК5) является обязательной.
(1)
где: Ci –концентрация компонента (в ряде случаев – значение параметра);
N – число показателей, используемых для расчета индекса;
ПДКi – установленная величина для соответствующего типа водного объекта.
В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (таблица 14)
Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции и
сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и так далее).
Таблица 14 Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды
Воды
Значения ИЗВ
Классы качества вод
Очень чистые
до 0,2
1
Чистые
0,2–1,0
2
Умеренно загрязненные
1,0–2,0
3
Загрязненные
2,0–4,0
4
Грязные
4,0–6,0
5
Очень грязные
6,0–10,0
6
Чрезвычайно грязные
>10,0
7
Условия спуска сточных вод в водоёмы
Виды водоёмов.
В соответствии с Санитарными правилами и нормами «Охрана поверхностных вод от
загрязнений» (СанПиН 4630-88) установлены две категории водоемов (или их участков):
• хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения;
• рыбохозяйственного назначения.
Для первой категории вода должна соответствовать нормативам на расстоянии не менее 1 км от места
водозабора. Для второй категории вода должна быть нормативной везде, кроме района сброса сточных вод
(но не далее 500 м от него).
Ввиду многообразия вредных и токсичных веществ в водоемах их объединяют в группы и каждую
нормируют по лимитирующему показателю вредности (ЛПВ).
Предельно допустимая концентрация вещества в воде устанавливается:
-для водоемов 1 категории- хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
(ПДКв) с учетом трех лимитирующих показателей вредности (ЛПВ).:
-органолептического;
-общесанитарного;
-санитарно-токсикологического.
Для водоемов 2 категории - рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) с учетом пяти
лимитирующих показателей вредности (ЛПВ).:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 108 из 48
-органолептического;
-санитарного;
-санитарно-токсикологического;
-токсикологического;
-рыбохозяйственного.
Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять
органолептические свойства воды. Общесанитарный – определяет влияние вещества на процессы
естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной
микрофлоры. Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на
организм человека, а токсикологический – показывает токсичность вещества для живых организмов,
населяющих водный объект. Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств
промысловых рыб.
Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) показателям вредности принимается за
ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности.
Рыбохозяйственные ПДК должны удовлетворять ряду условий, при которых не должны
наблюдаться:
-гибель рыб и кормовых организмов для рыб;
-постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;
-ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;
-замена ценных видов рыб на малоценные.
Т а б л и ц а 1 5 Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов
хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Показатели
состава Категории водопользования
исвойств водоема или
для
хозяйственно-питьевого
водо дня купания, спорта и отдых
водотока
снабжения, а также для водоснабжения пищевых
населения, а также для водоемов в черте
предприятий
населенных пунктов
Взвешенные вещества
Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на
0,25 мг/л
0,75 мг/л
Для водоемов, содержащих в межень более 30 мг/л природных
минеральных веществ, допускается увеличение содержания взвешенных веществ
в воде в пределах 5%. Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для
проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ запрещаются
Плавающие
примеси На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки,
(вещества)
пятна минеральных масел и скопление других примесей
Запахи, привкусы
Вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более 2
баллов, обнаруживаемых
непосредственно или при последующем непосредственно
хлорировании
Вода не должна сообщать посторонних запахов и привкусов мясу рыб.
Окраска
Не должна обнаруживаться в столбике
20 см
Температура
Реакция
Минеральный состав
10 см
Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна
повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температурой
воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
Не должна выходить за пределы 6,5—8,5 рН
Не должен превышать сухого
Нормируется по приведенному
остатка 1000 мг/л, в том числе
выше показателю «Привкусы»
хлоридов 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 109 из 48
Растворенный кислород
Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной
до 12 ч дня
Биохимическая
требность в кислороде
по- Полная потребность воды в кислороде при 20° С не должна превышать:
3,0 мг/л
6,0 мг/л
Возбудители заболеваний Вода не должна содержать возбудителей заболеваний. Сточные воды,
содержащие возбудителей заболеваний, должны быть обеззаражены после
соответствующей очистки. Отсутствие в воде возбудителей заболеваний
достигается путем обеззараживания биологически очищенных бытовых сточных
вод до Коли-индекса не более 1000 в 1 л при остаточном хлоре не менее 0,5 мг/л
Не должны содержаться в концентрациях, оказывающих прямо или
Ядовитые вещества косвенно вредное действие на организм и здоровье
3 Физическое, химическое и биологическое загрязнение окружающей среды и их экологогенетические последствия.
Загрязнение среды возникает в тех случаях, когда выделения не уничтожаются с той же
скоростью, с которой они образуются. Загрязнение - это превышение естественного уровня
различных веществ в среде и привнесение в среду новых, не характерных для нее веществ.
Загрязнение — привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не
характерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.
Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение:
пыльные бури, вулканический пепел и др.) или под влиянием деятельности человека (антропогенное
загрязнение).
По видам загрязняющих агентов загрязнение окружающей среды делят на:
физическое (тепловое, радиоактивное, шумовое, электромагнитное, световое и pp.),
химическое (тяжелые металлы, пестициды, синтетические поверхностно активные вещества —
СПАВ, пластмассы, аэрозоли, детергенты и др.);
биологическое (патогенные микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.).
Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические
процессы в биосфере. Наиболее опасным здесь является тепловое загрязнение биосферы, связанное с
использованием ядерной и термоядерной энергии. Кроме вещественного и энергетического загрязнения
начинает подниматься вопрос об информационном загрязнении окружающей человека среды.
По масштабам загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным (местным).
По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение
поверхностных и подземных вод, загрязнение почв и т.д.
Родионовым (1988). Авторы под загрязнением понимают любые нежелательные для экосистем
антропогенные изменения) и делят его на игредиентное, параметрическое, биоценотическое и стациальнодеструкционное.
Игредиентное загрязнение — совокупность веществ, количественно или качественно чуждых
естественным биогеоценозам (бытовые , ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания и т.д.).
Параметрическое загрязнение — изменение качественных параметров окружающей природной
среды (шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное).
Биоценотическое загрязнение — воздействия, вызывающие нарушении в составе и структуре
популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и
т.д.)..
Стациально - деструкционное загрязнение (от слов стация — место обитания популяции,
деструкция — разрушение) — воздействие, приводящее к нарушению и преобразованию ландшафтов и
экосистем в процессе природопользования (вырубка лесов, эрозия почв, зарегулирование водотоков,
урбанизация и пр.). Исследуя загрязнение окружающей среды, необходимо учитывать вид и источник
загрязнения (таблица 15) и экологические последствия, которые они могут вызвать (таблица 16,17).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 110 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
Таблица 16 Экологическая характеристика десяти главных загрязнителей
биосферы (по «Курьеру ЮНЕСКО»
Загрязнитель
Экологическая характеристика
11
22
33
44
Углекислый газ Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в
атмосфере приводит к повышению се температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями
Окись углерода Образуется при неполном сгорании топлива. Может нарушить тепловой
баланс верхней атмосферы.
Сернистый газ Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение
респираторных заболевании, наносит вред растениям. Разъедает известняк и
некоторые ткани
Окислы азота
Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у
новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности
5
Фосфаты
66
Ртуть
Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах
Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского
происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему
Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в
живых клетках
88 Нефть
Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель
планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих
99 ДДТ и другие Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие
пестициды
кормом для рыб. Многие являются канцерогенами
110 Радиация
В превышено допустимых дозах приводят к злокачественным
новообразованиям и генетическим мутациям
77
Свинец
Таблица17 Изменения в атмосфере под воздействием
происхождения (В.А. Вронский, 1996)
Антропогенные
Основные газовые примеси в атмосфере
изменения в атмосфере СО
ОО2
СН4
NO И
NO2
NO2
Парниковый эффект
+
+
+
примесей
антропогенного
SO2
О3
Фрео-ны
-
+
+
Разрушение озонового
+
слоя
Кислотные дожди
+
Фотохимический смог
+
Пониженная видимость
+
Ослабление
+
самоочищающей способности
—
+
+
+
—
Примечание:«+» газ усиливает эффект; «—» газ ослабляет эффект.
Вопросы для самоконтроля
1 Каково значение атмосферного воздуха?
2 Каковы основные источники загрязнения атмосферного воздуха в Казахстане?
3 Укажите «вклад» (долю) отраслей промышленности в валовых выбросах ЗВ в атмосферу.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 111 из 48
4 Какова роль выбросов энергосектора в загрязнение атмосферы (СО2, СН4, SOX, NOX, эмиссии
ПГ)?
5 Каков вклад горно-металлургического комплекса и его крупных предприятий в загрязнение
атмосферы?
6 Какова роль нефтегазового сектора и его крупных предприятий в загрязнении атмосферы?
7 Дайте характеристику загрязнения атмосферы наиболее крупных промышленных городов и зон
(урбанизированных территорий).
8 Каков вклад производств строительных материалов в загрязнение биосферы?
9 От чего зависит компонентный состав атмосферных выбросов в наиболее загрязненных городах
Казахстана
1 Укажите ГОСТ определения качества воды.
2 Назовите виды водопользования и дайте им характеристику.
3 Перечислите факторы определяющие химический состав природных вод.
5 Каковы меры снижения расхода питьевой воды?
6 Расскажите о нормативах качества воды.
7.Классы водоемов и их характеристика.
8 Группы природных вод в зависимости от рН.
9 Окислительно-восстановительный потенциал и его влияние на качество вод.
10 Биохимическая потребность в кислороде (БПК), химическую потребность в кислороде
(ХПК).
11 Каковы величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности?
12 Каковы величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности?
Рекомендуемая литература
Основная
1
Калыгин В.Г. Промышленная экология: учебное пособие для студ. Высш. Учеб.
Заведений.- 2-е изд.- М.: Издательский центр «Академия», 2006, С.171-187, 153-171;
2
Хоружая Т.А.Оценка экологической опасности.- М., Приор, 2002.С.114-131;
3
Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Промышленная экология: Учебник
для вузов. - М. 2005, C.127-142;
4
Панин М.С. Экология Казахстана: Учебник для вузов. - Семипалатинск, 2005,
С.48-88,372-382; 89-190, 229-270;
Дополнительная
1
ГОСТ 17.1.1.01 - 77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод.
Основные термины и определения.
2
. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии. - М, Высшая
школа, 1999, С.132-172, 363-366, 417-429
3
Белов С. В. Охрана окружающей среды. - М, Высшая школа, 1999
4
Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. - М., 1998, С.271-324.
Лекция 13
Тема. Социально-экологические проблемы современности и устойчивое развитие
Вопросы
1 Социально-экологический кризис и устойчивое развитие
2 Рост населения и изменение его качества: (Факторы, влияющие на рождаемость, методы и
способы планирования семьи. Проблемы урбанизации. Бедность и неэквивалентность распределения
доходов).
3 Проблемы энергетического кризиса и пути их решения
4 Мировая продовольственная проблема, пути решения
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 112 из 48
1 Социально-экологический кризис и устойчивое развитие
Человек - высшая ступень развития живых организмов на Земле. Он, по И.Т.Фролову (1985),
«биосоциальное существо», генетически связанное с другими формами жизни.
Он растет и развивается под воздействием двух программ. Биологическая программа определяет
строение и физиологические особенности человеческого организма. Она сформировалась в результате
биологической эволюции, передается по наследству, ее материальным носителем являются хромосомы.
Социальная программа — формирование личности человека под влиянием окружающих его условий.
Она сформировалась в результате развития человеческого общества, не передается по наследству.
Социальную сущность человека составляют культура, образование, мораль, совесть и т. п.
Человек - это составная часть живого, и он не может существовать в естественных условиях вне
биосферы и живого вещества определенного эволюционного типа. Семейство гоминид, к которому
относится человек, возникло в экваториальной части Земли, а род Человек - в восточной части Африки и
в Южной Азии. Сохранился лишь один вид - Homo sapiens (человек разумный). Вид подразделяется на
два подвида - неандертальца и современного человека.
Появление человека (Homo sapiens), произошло совсем недавно - 3,5-5 млн. лет назад. Человек,
как и любой вид, не только зависит от среды, но и воздействует на неё. Природа наделила человека
интеллектом, который и позволил ему найти «противоядие» против одного из важнейших экологических
факторов - нехватки пищевых ресурсов: он создал сельское хозяйство - скотоводство и земледелие примерно 10 тыс.лет назад. Человек стал строить свою собственную экологическую систему.
Отношения человека с окружающей средой определяются его стремлением к удовлетворению
своих потребностей.
Потребность — источник активности, состояние, выражающее зависимость человека от условий
существования.
Различают два уровня потребностей. Первый уровень включает витальные, социальные и
идеальные потребности. Витальные потребности связаны с жизнеобеспечением человека как
биологического существа (потребности в кислороде, воде, пище, тепле, сне, безопасности, продолжении
рода, экономии сил и т.д.). Социальные потребности обусловлены жизнью человека в обществе
(потребности во внимания, любви, заботе, принадлежности к группе, следования нормам и идеологии,
определенного места в группе и обществе, самореализации и др.). Идеальные потребности связаны с
появлением у человека сознания (потребности в истине, вере, познании: себя, окружающего мира, своего
места в мире, смысла жизни, потребности красоты, справедливости и т.д.). Второй уровень представлен
самоценными потребностями. Самоценные потребности— вторичные потребности, без которых
удовлетворение первичных потребностей затруднено или невозможной (потребность в вооруженности —
запасе сил и средств, потребность в преодолении — возникает в процессе формирования воли и самости и
др.).
Необходимость удовлетворять те или иные потребности определяет поведение человека.
Поведение человека — сложный комплекс двигательных актов, направленных на удовлетворение
потребностей организма. Индивидуальное поведение человека, его характер зависят в наибольшей
степени от его социального опыта (опыта общения с людьми и окружающим миром) и в меньшей степени
(для людей без врожденных пороков развития) от наследственности.
Кризис социально-экологический - напряженное состояние социально-экономических,
политических и иных видов общественных отношений, вызванное деформированием и деградацией
природных экологических процессов под воздействием многообразной антропогенной деятельности
(зоны Приаралья, Чернобыля и др.).
Выделяют три основные составляющие экологической проблемы: биологическую,
техническую и социально-экономическую. В основе биологической составляющей разрушение экосистем, вымирание живых организмов, снижение производительности природы,
ухудшение условий жизни людей; технической составляющей - несовершенная технология
современного производства, высокая степень интенсификации хозяйственных комплексов;
социально-экономической - бесконтрольное ведение хозяйства, погоня за сверхприбылью,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 113 из 48
потребительское отношение к природе, наличие волевого, административно-хозяйственного
управления, нарушение научных принципов рационального природопользования.
Уже есть признаки глобального экологического кризиса, о чем свидетельствует крайне
неблагоприятная экологическая ситуация не только в региональном, но и планетарном масштабе.
Решение этих вопросов возможно лишь при участии, объединении усилий всех государств
мирового сообщества.
К глобальным проблемам современности относятся и социально-экологические
проблемы, причина которых заключается в разрыве между техническими возможностями
человека и крайне примитивной стратегией выживания, в которой рост превалирует над
устойчивостью, а количество населения - над его качеством. Социально-экологические проблемы
обусловлены ростом населения, ресурсным кризисом и изменением генофонда.
2 Рост населения и изменение его качества: (Факторы, влияющие на рождаемость, методы и
способы планирования семьи. Проблемы урбанизации. Бедность и неэквивалентность распределения
доходов).
В мире, где каждую секунду рождается 21 и умирает 18 человек, население Земли ежедневно
увеличивается на двести пятьдесят тысяч человек, и этот прирост практически весь приходится на
развивающиеся страны. Темп роста настолько велик - он приближается к девяноста миллионам в год, что его стали рассматривать как демографический взрыв, способный потрясти планету. Именно
непрерывное увеличение населения мира требует все возрастающего производства пищи и энергии,
потребления минеральных ресурсов и приводит ко все увеличивающемуся давлению на биосферу
планеты. Образ безудержного роста населения, если его наивно экстраполировать в будущее, приводит к
тревожным прогнозам и даже апокалиптическим сценариям для глобального будущего человечества.
В течение последних двух десятилетий рост населения в целом составлял около 2,4%. При этом в
большинстве развитых стран он не превышал 0,5-1%, а в развивающихся достигал 4%. Максимальные
цифры приходятся сейчас на Индийский субконтинент, западную Азию и некоторые африканские страны,
где рост населения создает наиболее острые проблемы. Тем не менее, и в более благополучных
индустриально развитых странах угроза избыточного населения становится все более реальной. Так,
США при населении более 250 млн. и росте около 1% в год может выйти на 400 млн. к 2050 г. - цифра,
которая многими рассматривается как катастрофическая.
При сохранении современных темпов роста в ближайшее десятилетие прибавится еще около 1
миллиарда людей. Демографы не ожидают стабилизации численности ранее 30-х годов 21 в., когда она
достигнет 10-12 миллиардов. При этом следует ожидать трехкратного обострения всех негативных
процессов, определившихся уже сегодня. Процессы, практически неизбежно сопровождающие рост
населения, охватывают все сферы жизни. Выделим основные факторы и их следствия:
*
Рост городов. Поскольку увеличение площади сельскохозяйственных угодий уже
практически невозможно, избыток населения устремляется в города, стремительно обрастающие
многомиллионными трущобными зонами, которые не только загрязняют среду, но и постепенно
надвигаются на пахотные земли и национальные паркигрязнение среды. Общее загрязнение среды
возрастает вследствие увеличения объема бытовых отходов, роста городов как наиболее мощных
источников загрязнения, интенсификации сельскохозяйственного производства. Загрязнение вызывает
рост заболеваемости и включает механизм отбора на устойчивость, ведущего к изменению генофонда.
Борьба с загрязнением многократно увеличивает непроизводительные расходы.
*
Изменение образа жизни. Рост численности вызывает коренные изменения образа жизни
народов, традиционный уклад которых исторически формировался в условиях низкой численности,
например, малочисленных народов тропической и умеренной лесных зон или кочевых народов севера.
*
Падение уровня жизни. Основные факторы падения уровня жизни с ростом численности многодетность и связанный с нею дефицит семейного бюджета, рост цен на землю, особенно в городах,
соответствующее удорожание жилищного строительства, ресурсов, всех систем жизнеобеспечения, рост
непроизводительных расходов.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 114 из 48
*
Изменение структуры населения. Наряду со сдвигом в пользу городского населения с
ростом численности происходит:
изменение соотношения возрастных групп: омоложение населения, сопровождаемое
ростом безработицы среди молодежи, ростом преступности и общей социальной нестабильности;
изменение соотношения полов в младших возрастных группах: первично - в силу
статистического превышения рождаемости мальчиков, вторично в порядке позитивной обратной связи
как следствие диспропорции полов;
изменение соотношения полов в старших возрастных группах: снижение
продолжительности жизни мужчин по сравнению с женщинами, которые более устойчивы к
экологическим и социальным стрессам; больше одиноких женщин среднего и пожилого возраста социальный фактор, значение которого не следует недооценивать и ряд других негативных последствий.
*Рост потребления. Поскольку рост населения обычно сопровождается падением уровня жизни,
он не пропорционален росту потребления. Однако потребление возрастает в абсолютных величинах в тех
областях, которые мало связаны с уровнем жизни. Соответственно возрастает нагрузка на природные
ресурсы. А ведь природные ресурсы не вечны, и чем больше население, чем меньше будет оставаться
ресурсов.
*Ресурсный кризис. Как мы уже рассмотрели выше, рост населения непосредственно связан с
проблемой ограниченности ресурсов. Природные ресурсы - объекты, процессы и условия природы,
используемые обществом для удовлетворения материальных и духовных потребностей людей.
Природные ресурсы выступают и как компоненты природы, и как экономическая категория.
Естественные ресурсы, вовлеченные в процесс общественного производства, в конечном итоге входят в
качестве составной части в производительные силы общества. Уровень доходов сотен миллионов людей
остается ниже прожиточного минимума и уже в ближайшем будущем можно ожидать сокращения
прироста валового продукта в связи с возникающими (и тесно взаимосвязанными) экологическими и
экономическими проблемами. Население как объект демографии
Обычно под населением понимают совокупность людей, проживающих на какой-либо
территории. Население является универсальным объектом исследования для многих наук. Однако каждая
из них выделяет в этом объекте специфические стороны и отношения. Так, экономика изучает отношения
людей, возникающие в процессе производства, распределения, обмена и потребления товаров и услуг.
Юриспруденция занимается правовыми отношениями между людьми, которые закреплены в
соответствующих правовых актах или обычаях. Политология изучает политические отношения,
социология исследует поведение людей в разных сферах социальной жизни. Следовательно, возникает
необходимость вычленить тот комплекс явлений, процессов и отношений, который является предметом
собственно демографического интереса. В чем особенность именно демографического взгляда на
население? Что именно интересует демографа, когда он говорит о своей науке, об ее объекте и предмете?
Вот перечень вопросов, с ответов на которые необходимо начинать изучение демографии, если мы хотим
успешно двигаться дальше, если мы стремимся к правильному пониманию тенденций и факторов
демографических изменений.
Во все времена важное значение придавалось проблемам взаимосвязи экономики и населения.
Вначале главной была проблема соотношения численности населения и ресурсов. Древнекитайский
философ Конфуций еще в V веке до нашей эры поставил вопрос об оптимальном соотношении между
количеством земли и численностью населения. Древнегреческие философы Платон и Аристотель считали
перенаселение острейшей социальной проблемой. В средневековье Фома Аквинский, Томас Мор,
Томмазо Кампанелла думали, что увеличение населения полезно для общества. Позднее, в эпоху
первоначального накопления капитала, Т.Мэн, А.Сера, С.Фортрей также разделяли эти взгляды. Они
полагали, что многочисленное население является основой мощи государства. В XVIII-XIX вв.
возобладал политико- экономический подход к анализу соотношения роста населения и общественного
развития. Факторы рождаемости
Впервые исследование влияния различных факторов на рождаемость было начато в конце XIX в.
французским статистиком Ф.Бертильоном. В РК изучение факторов рождаемости началось в середине
1920-х гг. В настоящее время ни одно крупное обследование рождаемости не обходится без анализа
факторов, влияющих на нее. Механизм влияния факторов:
-прямое влияние (примером может служить влияние демографической структуры населения);
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 115 из 48
-косвенное влияние (посредством влияния на репродуктивные установки и репродуктивное
поведение населения).
Факторы и условия, влияющие на рождаемость, можно разбить на следующие группы:
-политические (общественный строй);
-экономические (уровень благосостояния, трудовая активность женщин и т.п.); социальные
(жилищные условия, государственная помощь молодым семьям и т.д.);
-правовые нормы (законодательное регулирование демографических
процессов);
-историко-культурные;
-демографические (состав населения по возрасту, стабильность браков и т.д.); этнический фактор
(традиции, особенности быта населения); -образовательный уровень населения (в процессе получения
образования формируется мировоззрение, частью которого являются репродуктивные установки);
-нравственно-психологические (сложившееся общественное мнение по поводу
репродуктивного поведения);
-религиозные;
-медико-биологические (состояние здоровья супругов).
Многие факторы, влияющие на рождаемость, не имеют численного выражения, поэтому в таком
анализе значительную роль играют непараметрические меры измерения связи. При анализе следует
учитывать временной интервал между влиянием фактора и результатом его влияния: для
демографических процессов характерна большая временная задержка по сравнению с экономическими.
Проблема урбанизации
Одна из острейших глобальных проблем современности в научной литературе идентифицируется
с процессом урбанизации. Для такого подхода есть достаточно веские основания.
Урбанизация (от лат. urbanus — городской) — исторический процесс повышения роли городов в
развитии общества, который охватывает изменения в размещении производительных сил, и прежде всего
в расселении населения, его демографической и социальнопрофессиональной структуре, образе жизни и
культуре.
Города существовали еще в глубокой древности: Фивы на территории современного Египта были
самым большим городом мира еще в 1300 г. до н. э., Вавилон — в 200 г. до н. э.; Рим — в 100 г. до н. э.
Однако процесс урбанизации как общепланетарное явление датируется двадцатью веками позже: он стал
порождением индустриализации и капитализма. Еще в 1800 г. в городах проживало лишь около 3%
населения мира, в то время как сегодня уже около половины.
Урбанизированностъ — производное от урбанизации — доля городского населения в той или
иной стране или регионе. По степени урбанизированности в Европе выделяются Великобритания (более
90%), Швеция, ФРГ и некоторые другие страны (более 80%), в Северной Америке — США и Канада
(около 80%). В России эта доля равна 73%, в Японии — 78% (1993) и т. д.
Города иногда перерастают в городские агломерации (от лат. agglomero — накапливаю,
присоединяю) т.е. скопление городов, поглощая пригороды и образуя зоны сплошной застройки,
функционально тесно связанные с ядром города (ежедневные трудовые поездки, называемые
«маятниковыми миграциями», культурно-бытовые связи, производственные связи предприятий города и
их филиалов и т. д.). Такое срастание стимулируется развитием транспорта, растущей «достижимостью»
любой точки агломерации.
Городские агломерации стали сегодня основной формой расселения в индустриально развитых
странах. Но и агломерации не являются высшей формой концентрации населения. В США, Японии и
Западной Европе сложились скопления агломераций, почти слившиеся пояса крупных городов —
мегалополисы: Босваш (Бостон — Вашингтон) в США, Токайдо на тихоокеанском побережье Японии, в
«единой Европе» такой мегалополис формируется от юго-востока Великобритании до юго-запада
Франции (за изогнутую форму его называют «банан»).
Однако в данном случае главное состоит в том, что урбанизация создает сложнейший узел
противоречий, совокупность которых как раз и служит веским аргументом для рассмотрения ее под углом
зрения глобалистики. Можно выделить экономический, экологический, социальный и территориальный
аспекты (последний выделен достаточно условно, так как он объединяет все предыдущие).
Экономический аспект заключается в том, что если раньше концентрация промышленности давала
дополнительный эффект («эффект агломерации») в силу широких возможностей комбинирования и
кооперирования, использования сверхконцентрации, то позже на передний план выступили негативные
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 116 из 48
моменты: транспортный коллапс городов, трудности водоснабжения, проблемы экологии. В этой связи
промышленность вынуждена «уходить» из крупных городов, ее место занимают другие функции: наука и
научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки (НИОКР), финансово - управленческие
и др.
Экологические проблемы городов (особенно крупных) состоят в том, что они концентрируют все
виды загрязнения окружающей среды, оказывая прямое и косвенное влияние на огромные территории
(например, в США косвенное воздействие сказывается на 35% территории).
Социальный аспект урбанизации очень многопланов. Он проявляется в резких различиях качества
жизни в городах и бедствующих периферийных районах многих развитых стран, в социальных
контрастах внутри крупных городов, особенно в геттоизированных районах.
Под бедностью в широком смысле слова мы понимаем такое состояние, при котором возникает
несоответствие между достигнутым средним уровнем удовлетворения потребностей и возможностями их
удовлетворения у отдельных социальных групп, слоев населения. Она характеризуется неразвитостью
самих потребностей, стремлением удовлетворять материальные потребности и нужды в ущерб духовным
и социальным, нарушением (разрывом) социальных связей. Это приводит к низкой материальной
обеспеченности определенных групп людей, к изменению их системы ценностей, к формированию
особого социального мира и своей культуры (субкультуры бедности), жизненного стиля, диссонирующего
с общепринятым, утверждавшимся в обществе, что вызывает угрозу нормального функционирования
последнего.
Понятия богатства и бедности относительные. Так, например, человек, материально не
обеспеченный, то есть относящийся к бедным, может быть богат духом. В этой связи обращает на себя
внимание то, что в русском православии нищенство (крайняя форма бедности), особенно добровольное,
рассматривалось как состояние, которое несравненно выше состояния богатства - как особый
христианский подвиг, который осуществляется страждущим. Причем последний принимает на себя
заботу о духе тех, кто пребывает в благости, вознося за них молитвы Богу. Об этом писали В.
Ключевский, С. Сперанский.
В бедности, то, по крайней мере, два уровня выделяются довольно отчетливо - просто бедность,
представители которой составили в нашем исследовании 19,0%. и нищета, в которой живут 6,5%
опрошенных. Судя по полученным данным, уровень и образ жизни, соответствующие скорее понятию
"нищета", чем "просто бедности", отличают следующие характеристики: накопившиеся долги, в том
числе по квартплате, отсутствие таких предметов домашнего имущества (пусть даже очень старых), как
пылесос, мебельная стенка или мягкая мебель, ковер, цветной телевизор, а также плохие жилищные
условия. Среди тех, кто попал в категорию "нищих", доля проживавших в общежитиях, коммунальных
квартирах и снимавших жилье (34,7%). оказалась вдвое большей, чем среди просто бедных. Причем
свыше половины в первой группе их имели не более 10 кв. м общей площади на человека, в то время как
во второй группе этот показатель характеризовал 28,7% респондентов. Добавим к этому недоступность
любых платных услуг, плохие взаимоотношения в семье, в среднем более низкие, чем у просто бедных,
доходы.
В целом можно сказать, что на уровне нищеты в настоящее время сконцентрированы в основном
семьи "старых" бедных, которые и в советское время относились к самым неблагополучным слоям
общества, а на уровне собственно бедности - семьи "новых" бедных, которые до начала реформ
относились к вполне обычным семьям.
Существуют также две формы бедности: «устойчивая» и «плавающая». Первая связана с тем,
что низкий уровень социальной обеспеченности, как правило, ведет к ухудшению здоровья,
деквалификации, депрофессионализации, а в конечном счете - к деградации. Бедные родители
воспроизводят потенциально бедных детей, что определяется их здоровьем, образованием, полученной
квалификацией. Социальные исследования стабильности бедности подтвердили эту гипотезу и показали.
Что люди, «рождающиеся как постоянно бедные», остаются таковыми в течении всей своей жизни.
Вторая форма, намного реже встречающаяся, связана с тем, что
бедные подчас предпринимают невероятные усилия и «выскакивают» из своего социального,
фактически замкнутого круга, адаптируясь к новым условиям, отстаивая свое право на лучшую жизнь.
Разумеется, что в таком «прыжке» существенную роль играют не только субъективные, личностные
факторы, но и объективные условия, создаваемые государством и обществом.
Тип бедности, выражающийся в том, что доходы той или иной семьи, группы, слоя не достигают
данной величины, можно рассматривать в качестве бедности абсолютной, Средства к существованию —
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 117 из 48
это минимум, необходимый для поддержания жизни, и, следовательно, быть ниже этого уровня означает
испытывать абсолютную бедность, поскольку индивиду не хватает средств для поддержания жизни. Здесь
совершенно очевидно противоречие: как же Война как социальное явление те, кому не на что жить,
живут? Теоретики абсолютной бедности отвечают, что они не живут долго; если они недостаточно
обеспечены для поддержания существования, они будут голодать или мерзнуть зимой. Определение
абсолютной бедности связано, таким образом, с понятием средств существования.
Показатели, сравнение с которыми позволяет выделить абсолютно бедную часть общества,
связаны с физиологическими, социальными, культурно обусловленными качественными порогами
потребления. В современных обществах практически всегда существуют несколько порогов. Поэтому при
выделении людей и групп, находящихся в ситуации абсолютной бедности, целесообразно одновременно
принимать в расчет ее степень.
В нынешней время отчетливо выделяются три степени абсолютной бедности:
1.
нищета,
наиболее глубокая острая бедность; В положении абсолютной нищеты,
наиболее глубокой бедности находятся люди, не имеющие физиологического минимума средств к жизни.
Это те, кто стоит на грани постоянного недоедания, если не голода, пли за этой гранью. В сегодняшней
российской обстановке условным показателем такой грани можно считать стоимость простейшего набора
продуктов питания, входящих в официальный прожиточный минимум. В 1992-1994 гг. этот па-бор стоил
чуть больше двух третей прожиточного минимума. Поданным государственной статистики, денежные
доходы ниже стоимости продуктового набора в 1993 г. имело 10-15% населения, в первые восемь месяцев
1994 г. — менее 10%.
2.
нужда, средняя бедность; охватывает те группы населения, которым хватает средств на
простейшие физиологические потребности, но кто не может удовлетворить социальные потребности,
даже самые элементарные. В этих группах обычно нет регулярного недоедания, но не обновляется одежда
и обувь, нет средств на лечение, отдых и т. п. В сегодняшней ситуации верхнюю границу нужды образует
официальный прожиточный минимум, рассчитываемый Министерством труда и фактически являющийся
у пас показателем именно социального минимума (в отличие от стоимости одного лишь продуктового
набора, указывающего примерные пределы чисто физиологического минимума). Таким образом, в
состоянии нужды оказываются люди, доходы которых меньше официального прожиточного минимума,
но больше его половины или двух третей. Судя по официальной статистике денежных доходов, к этой
категории относилось 15-20% населения в 1993 году и 10-15% — в январе-августе 1994г.
З.необеспеченность, или недостаточная обеспеченность, умеренная бедность. Конечно,
количественные, выражаемые в деньгах, границы довольно условны. Удовлетворяются элементарные
потребности — как физиологические, так и социальные, но остаются неудовлетворенными потребности
более сложные и высокие. В таких условиях люди более или менее сытно едят (хотя их рацион отнюдь не
сбалансирован и их питание нельзя считать здоровым), как-то обновляют одежду, лечатся, отдыхают.
Однако все это делается на уровне и в формах, не достигающих образцов, считающихся в рамках данной
культуры нормальными и достойными. Иными словами, здесь обеспечен прожиточный минимум, но нет
достатка.
Абсолютная бедность противопоставляется относительной бедности. Это понятие более
субъективно, поскольку оно требует чьей-либо оценки уровня бедности, а кто должен вынести оценку —
вопрос спорный. Относительное определение бедности основано на сравнении жизненного стандарта
бедных и жизненного стандарта слоев населения, бедными не являющимися. Как правило, при этом
используется средний жизненный стандарт.
Если в обществе существуют массовые группы, считающие свой уровень жизни существенно и
неоправданно более низким, чем у иных социальных категорий или в иное время, на иной территории, то
такие группы будут чувствовать и вести себя как находящиеся в ситуации бедности, независимо от
абсолютной величины их доходов и потребления. В этом смысле уместно говорить об относительной
бедности.
При всей важности выделения абсолютных и относительных разновидностей бедности, их
недостаточно, чтобы передать своеобразие ее структуры в современной России. Применительно к
практическим нуждам социальной политики решающее значение имеет еще одно различение: бедности
«слабых» и бедности «сильных».
Бедность «слабых» — это бедность нетрудоспособных и малотрудоспособных людей, инвалидов,
больных, физически и психологически неустойчивых, а также работников, вынужденных нести
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 118 из 48
непомерно большую нагрузку (кормильцы многодетных семей и т. п.). Ее можно назвать социальной
бедностью, непосредственно обусловленной социально-демографическими свойствами определенных
категорий населения. Те или иные проявления бедности «слабых» практически неизбежны в современных
обществах. Социальная бедность, по крайней мере, ее относительная форма есть постоянная черта
общественной жизни.
В отличие от бедности «слабых», бедность «сильных» возникает в чрезвычайных условиях, когда
полноценные работники, обычно способные получать доход, дающий «нормальный» жизненный
стандарт, попадают в ситуацию, в которой не могут своим средненормальным трудом обеспечить
принятый в данное время и в данном обществе уровень благосостояния. С этой точки зрения бедность
«сильных» можно обозначить как производственно- трудовую или экономическую бедность, подчеркивая
тем самым ее непосредственную обусловленность кризисной ситуацией в экономике, когда работник не
получает заработка обычного масштаба.
Таким образом, можно сделать вывод, что бедность не однородна и имеет свою сложную
структуру.
Задача обеспечения населения планеты продуктами питания имеет давние исторические корни.
Дефицит продуктов сопровождал человечество на всём протяжении его истории, которая всегда была
историей борьбы за хлеб насущный. Например, ещё в мифах индейцев Центральной Америки
упоминается божество голода. В легендах и мифах античной Греции Пандора, открыв врученный ей
богами сосуд, выпустила на волю заключенные в нем людские пороки и несчастья, включая голод,
расползшийся по Земле. В средние века голод косил миллионы людей, за ним следовали всякого рода
эпидемии (голодный тиф и другие). Только в Англии в период с 1005 по 1322 год было зафиксировано 36
голодных эпидемий. Позже, в связи с развитием торговли, транспорта и так далее, эта проблема
несколько ослабела, но так и не исчезла.
Современная мировая продовольственная ситуация трагична из-за своей противоречивости. С
одной стороны, голод является причиной смерти миллионов людей: только во второй половине 1970-х
годов от голодной смерти погибло больше народа, чем за последние 150 лет в результате войн и
социальных потрясений. От голода и болезней, с ним связанных, в мире ежегодно погибает в несколько
раз больше людей, чем погибло во время взрывов атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки в 1945 году.
С другой стороны, масштабы мирового производства продуктов питания в целом соответствуют
продовольственным потребностям населения мира. По различным оценкам, в мире голодает и недоедает
от 0,8 до 1,2 миллиарда человек, подавляющее большинство которых проживает в развивающихся
странах.
3 Проблемы энергетического кризиса и пути их решения
И все-таки вновь и вновь мы обращаемся к вопросу, из какого материала и какими методами в
будущем человечество должно получать энергию? На сегодня существует несколько основных концепций
решения проблемы.
1.
Расширение сети станций на урановом топливе.
2.
Переход к использованию в качестве ядерного топлива тория-232, который в природе
более распространен, нежели уран.
3.
Переход к атомным реакторам на быстрых нейтронах, которые могли бы обеспечить
производство ядерного топлива более чем на 3000 лет, в настоящее время является сложной инженерной
проблемой и несет в себе огромную экологическую опасность, в связи, с чем испытывает серьезное
противодействие со стороны мировой экологической общественности и является малоперспективным.
4.
Освоение термоядерных реакций, во время которых происходит выделение энергии в
процессе превращения водорода в гелий [10; стр. 40-67].
В настоящее время наиболее разумным представляется развитие энергетики в расширении сети
урановых и уран-ториевых атомных станций в период решения проблемы управления термоядерной
реакцией.
Однако, главная проблема современной энергетики - не истощение минеральных ресурсов, а
угрожающая экологическая обстановка: еще задолго до того, как будут использованы все мыслимые
ресурсы, разразиться экологическая катастрофа, которая превратит Землю в планету, совершенно не
приспособленную для жизни человека.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 119 из 48
4 Мировая продовольственная проблема, пути решения
Продовольственная проблема имеет глобальный характер и в силу своей гуманистической
значимости, и в силу своей тесной взаимосвязанности со сложной задачей преодоления социальноэкономической отсталости бывших колониальных и зависимых государств. Неудовлетворительное
обеспечение продовольствием значительной части населения развивающихся стран является не только
тормозом прогресса, но и источником социальной и политической нестабильности в этих государствах.
Глобальность проблемы проявляется и с иной стороны. В мире нет государства, в котором производство,
распределение и внешняя торговля продовольствием не были бы заботой правительства. В то время как
одни страны страдают от голода и недоедания, другие стремятся достичь гармоничного рациона питания;
а некоторые вынуждены даже «бороться» либо с излишками пищевых продуктов, либо с избыточным их
потреблением. Ясно одно: подлинного решения мировой продовольственной проблемы невозможно
добиться изолированными усилиями отдельных государств.
Наконец, к ней нельзя подходить в отрыве от анализа других глобальных проблем человечества войны и мира, демографической, энергетической и экологической. Таким образом, продовольственная
проблема является актуальной, многоаспектной проблемой, решение которой выходит за рамки
собственно сельского хозяйства. Она имеет свои особенности в государствах с различным общественным
строем и отличается особой остротой в группе развивающихся стран, где она обусловлена, прежде всего,
наследием колониального прошлого. Всё это усугубляется быстрым ростом населения в освободившихся
странах, ухудшением условий торговли с промышленно развитыми капиталистическими державами и
рядом других причин. В результате аграрные страны Азии, Африки и Латинской Америки, где большая
часть всей рабочей силы сосредоточено именно в сельском хозяйстве, оказались не в состоянии
достигнуть самообеспеченности по продовольствию. Хотя в экономически развитых странах подобная
задача решается при 10% и менее населения, занятого в сельском хозяйстве. Выше сказанное не означает,
что продовольственный вопрос решен в развитых странах. Но там речь идет, прежде всего, о социальной
его стороне, о распределении, о глубоком расслоении общества, где часть населения обречена на
неполноценное питание при общем достатке продовольственных ресурсов.
Решение продовольственной проблемы связано не только с увеличением производства продуктов
питания, но и с разработкой стратегий рационального использования продовольственных ресурсов, в
основе которых должно лежать понимание качественных и количественных аспектов потребности
человека в питании. Пища в организме человека обеспечивает энергетику происходящих там процессов. В
пищевых продуктах выделяют 6 основных групп веществ: вода, белки, жиры, углеводы, витамины и
минеральные вещества. Единицей измерения количества этих элементов в продуктах обычно служит
грамм веса, а для элементов, обеспечивающих энергопотребности, используют единицы теплотворной
способности (калории, килокалории). В странах с недостаточным обеспечением продовольствия
первоочерёдной задачей является удовлетворение энергетических потребностей организма. И только в
долгосрочной перспективе, когда будет решена задача продовольственного минимума в питании,
возникнет вопрос о повышении качества.
Наиболее актуальны в настоящее время вопросы, связанные с белково- калорийной
недостаточностью. В развивающихся странах она является причиной различных болезней,
характеризующихся отставанием физического и умственного развития, снижением сопротивляемости
организма инфекционным заболеваниям и прочих. Недостаточное и несбалансированное питание
является и причиной высокой смертности, особенно детской.
В настоящее время продовольственной проблемой занялись многие межгосударственные
официальные и общественные организации и учреждения ООН, в том числе ФАО (Организация по
продовольствию и сельскому хозяйству), созданная уже в 1945 году в рамках ООН. К этому делу
присоединились и влиятельные банки: Международный банк реконструкции и развития (МБРР),
региональные банки развития, специальный фонд ОПЕК (Организация стран-экспортёров нефти),
которые финансируют многочисленные проекты подъема сельского хозяйства в развивающихся странах.
Определённую роль в смягчении продовольственного кризиса в развивающихся странах играет
продовольственная помощь. В 1987 году страны-доноры предоставили около 12 миллионов тонн
зерновых в качестве продовольственной помощи. На долю США приходится свыше 60% такой помощи,
стран ЕС (Евросоюз) - 20%, Канады - 10%, Австралии - 5%. Продовольственная помощь странам Африки
составляет до 2/5 их общего продовольственного импорта.
Изменение среды обитания, происходящее в результате деятельности человека, оказывает на
человеческие популяции воздействие, которое по большей части вредоносно, приводит к росту
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 120 из 48
заболеваемости и сокращению продолжительности жизни. Однако в развитых странах средняя
продолжительность жизни неуклонно -примерно на 2,5 года за десятилетие - приближается к своему
биологическому пределу (95 лет), в рамках которого конкретная причина смерти не имеет
принципиального значения. Воздействия, казалось бы и не ведущие к преждевременной смерти, тем не
менее нередко снижают качество жизни, но более глубокая проблема заключается в незаметном
постепенном изменении генофонда, которое приобретает глобальные масштабы.
Вопросы для самоконтроля
1.
Человек - как биологический вид.
2.
Что такое адаптация?
3.
Что изучает наука Экология человека?
4.
Какие болезни характерны для современного человеческого общества?
5.
Какими факторами они обусловлены?
6.
Какие вещества называются ксенобиотиками? На какие группы они делятся?
7.
Чем определяется здоровье населения Земли и сохранение генофонда?
8.
Что такое бедность и как с ней бороться?
9.
Какие существуют демографические проблемы?
10. Какие заболевания называются техногенными?
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 263-272, 285-292.
2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с 80-143.
3. Акимова Т.А., Хаскин В.В.. Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007.
4. М.С. Панин . Экология Казахстана. Семипалатинск .2005, с. 368-435.
Дополнительная
1. Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности. Москва. 1998.
2.Фурсов В.И. Экологические проблемы окружающей среды. Алма-Ата, 1991, с. 99-125.
Лекция 14
Тема. Охрана природы и устойчивое развитие
Вопросы:
1 Принципы и методы охраны окружающей среды. Заповедные территории как одна из форм
охраны окружающей среды
2 Охрана генетического разнообразия. Охрана генетического разнообразия. Биосферные
резерваты. Красная книга и ее роль в сохранении биоразнообразия.
3 Разработка основ рационального природопользования и охраны окружающей среды как
необходимого условия перехода к устойчивому развитию
1 Принципы и методы охраны окружающей среды. Заповедные территории как одна из
форм охраны окружающей среды
Проблема защиты ОС встала перед человечеством сравнительно недавно. Но уже в нашем веке,
который ознаменовал себя масштабным истощением природных ресурсов, огромным количеством
вредных выбросов в атмосферу и океан, уничтожением лесов, "Озоновая дыра", радиоактивное
загрязнение, глобальное потепление климата, состояние воздушных бассейнов в крупных городах
наглядно свидетельствуют о том, что наша среда обитания истощена до предела. От нашей активности в
сфере охраны окружающей среды зависит решение вопроса о выживании, сохранение здоровья людей и
создание нормальных условий их жизнедеятельности. Термин "охрана окружающей среды" не совсем
удачен. Под ним понимаются экономические, правовые, социально-политические и организационно-
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 121 из 48
хозяйственные механизмы, которые бы привели нагрузку на окружающую среду в соответствие с ее
"пределом прочности".
Основными принципами рационального природопользования являются изучение, охрана,
освоение и преобразование. Охрана ресурсов означает поддержание их качеств, благоприятных для
ведения хозяйства, а преобразование – их улучшение (мелиорация, рекультивация земель). В понятие о
рациональном освоении природных ресурсов и условий входят наиболее полное использование
достоинств среды и экономичное получение энергии и сырья. Современное человечество в целом пока
опирается на экстенсивный тип природопользования, при котором рост производства рост производства
осуществляется за счет возрастающих нагрузок на природные комплексы.
Перечислим основные эколого-экономические принципы, на которых базируется экологическая
политика в развитых странах. Эти принципы были приняты на конференции в Рио- де- Жанейро в 1992
году.
1 Принцип стоимости упущенных возможностей.
Этот принцип требует, чтобы при использовании ограниченного ресурса учитывалась стоимость и
неиспользованной альтернативы. Стоимость упущенных возможностей, состоит в разнице прибылей,
которые мы получим при использовании окружающей среды как приемника и вместилища отходов и
использования той же местности в качестве сельскохозяйственных угодий . Надо отметить, что принцип
действует и в обратную сторону, то есть охрана окружающей среды имеет свою стоимость с точки зрения
не использования среды в хозяйственных целях.
2 Принцип "загрязнитель платит ".
В соответствии с рекомендацией ОЭСР (организация экономического сотрудничества и развития)
1972 г., принцип "загрязнитель платит" означает, что "загрязнитель должен нести расходы по проведению
мер экологического оздоровления по решению властей".
В "Рекомендации Совета 75/436 Евратом, ЕОУС (Европейское объединение угля и стали), ЕЭС от
3.03.75 о распределении затрат по охране окружающей среды и действиях органов общественной власти в
этой области" дается определение и руководство по применению данного принципа.
Отнесение расходов по борьбе с загрязнениями и другими неблагоприятными воздействиями на
окружающую среду на непосредственных виновников заставляет их в условиях рынка искать пути
снижения загрязнения, использовать более приемлемые с экологической точки зрения технологии,
принимать меры по более рациональному использованию природных ресурсов.
Определение ЕЭС гласит, что "физические и юридические лица, действующие в рамках
публичного частного права, ответственные за загрязнение, должны нести все расходы по мероприятиям,
необходимым для ликвидации этого загрязнения. Должен сокращения его до уровня, который
соответствовал бы стандартам или эквивалентным требованиям, обеспечивающим соблюдение целевых
показателей качества окружающей среды, или, при отсутствии таких показателей, стандартам и
нормативам, установленным общественными властями."
Современную трактовку принципа "загрязнитель платит" можно свести к двум основным
положениям:
загрязнитель должен нести все расходы по средоохранной деятельности;
загрязнитель имеет право, возмещать свои природоохранные издержи через цены на свою
продукцию и услуги.
Следует отметить, однако, что практическое применение принципа "загрязнитель платит"
показывает множество отклонений от теоретических постулатов.
Во-первых, существует проблема идентификации загрязнителя. Юридически ответственным за
загрязнение признается физическое или юридическое лицо, которое прямо или косвенно наносит ущерб
окружающей среде или создает условия, приводящие к возникновению такого ущерба. Однозначное же
определение ответственного за загрязнение может быть затруднено, особенно тогда, когда загрязнение
связано одновременно с несколькими источниками (кумулятивное загрязнение) или с последовательными
причинами (цепное загрязнение): например, в загрязнении воздуха выхлопными газе виновен как
производитель, так и владелец автомобиля. В этих случаях соответствующие расходы должны быть
распределены таким образом, чтобы обеспечивалось оптимальное с административной и экономической
точки зрения решение и достигался бы максимальный эффект улучшения состояния окружающей среды.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 122 из 48
Во-вторых, политические причины (потеря популярности среди избирателей) могут
препятствовать принятию решений о проведении политики в соответствии с принципом "загрязнитель
платит".
В-третьих, экономические причины, особенно на региональном уровне (безработица, закрытие
основных производств) создают внешне убедительный аргумент против применения, данного принципа.
Тем не менее, не существует другого принципа экологической политики, который мог бы
сравниться по эффективности с данным. Различные инструменты экологической политики по-разному
способствуют реализации этого принципа, о чем речь пойдет ниже.
3 Принцип долгосрочной перспективы
Стоимость экологической деградации или охраны окружающей среды не может рассматриваться
статично. Загрязняющие вещества аккумулируются с течением времени, и лишь по прошествии его может
выявиться полный ущерб. Не только ущерб, но и стоимость охраны окружающей среды должна
рассматриваться перспективно. Экологическая деятельность очень капиталоемкая. Требуется несколько
лет для накопления антиполлюционного капитала (например, строительство водоочистных сооружений и
канализации). Адаптация производственных процессов, изменение отраслевой структуры,
переразмещение фирм требуют одного- или двух десятилетий. Поэтому экологическая политика должна
проводиться постоянно.
Сейчас же мы порой наблюдаем обратные явления, старые свалки служат ярчайшим примером
необдуманной экологической политики без предвидения будущего ущерба.
4 Принцип взаимозависимости.
Экологическая политика должна учитывать взаимозависимость между природными средами,
технологиями производства, загрязнения и сокращения загрязнения, между самими загрязняющими
веществами.
В качестве отрицательного примера можно привести экологическую политику в США и
некоторых европейских странах в начале 70-х гг., концентрировавшуюся на управлении качеством
воздуха и вод и пренебрегавшую почвой и свалками твердых отходов, загрязненных опасными
веществами.
5 Принцип "пользователь платит ".
Принцип "пользователь платит" является применением принципа "загрязнитель платит" в
отношении ресурсопользования, хотя и не вполне адекватным. Он требует, чтобы пользователь любого
природного ресурса полностью оплатил его использование и последующее восстановление.
В оценке состояния окружающей среды (ОС) важную роль играет экологический мониторинг.
Понятие мониторинг вошло в научную литературу в начале 70-х годов и обозначает наблюдение и
контроль за изменениями состояния биосферы (фоновый экологический мониторинг) и экосистем,
популяций, организмов (локальный экологический мониторинг) под влиянием человеческой
деятельности, а также атмосферы, воды, почвы и здоровья человека. Система контроля за ОС включает
три основных вида деятельности: 1) слежение и контроль – систематическое наблюдение за состоянием
ОС; 2) прогноз – определение возможных изменений природы под влиянием естественных и
антропогенных факторов; 3) управление – мероприятия по регулированию состояния ОС.
Экологический мониторинг проводится наземными средствами и марщрутными методами. При
проведении биологического экологического мониторинга оценивается состояние видов растений,
животных и целых экосистем и по результатам судят о влиянии деятельности человека на эти объекты. В
последнее время широкое развитие получил аэрокосмический экологический мониторинг.
Пространственные масштабы объектов космического мониторинга: топологический, региональный,
глобальный. Временные масштабы мониторинга: суточный, сезонный, по годам, многолетний. В оценке
состояния окружающей среды наряду с дистанционными методами важную роль играют такие наземные
методы исследования как геофизические, геохимические и индикационные.
2 Охрана генетического разнообразия. Охрана генетического разнообразия. Биосферные
резерваты. Красная книга и ее роль в сохранении биоразнообразия.
Биоразнообразие - означает разнообразие живых организмов во всех его проявлениях: от генов до
биосферы.
Существует три основных типа биоразнообразия:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 123 из 48
генетическое разнообразие, отражающее внутривидовое разнообразие и обусловленное
изменчивостью особей;
видовое разнообразие, отражающее разнообразие живых организмов (растений, животных,
грибов и микроорганизмов). В настоящее время описано около 1,7 млн. видов, хотя их общее число, по
некоторым оценкам, составляет до 50 млн.;
разнообразие экосистем охватывает различия между типами экосистем, разнообразием
сред обитания и экологических процессов. Отмечают разнообразие экосистем не только по структурным
и функциональным составляющим, но и по масштабу - от микробиогеоценоза до биосферы;
Иногда в отдельную категорию выделяют разнообразие ландшафтов, отражающее особенности
территориального устройства и влияние местных, региональных и национальных культур общества.
Все типы биологического разнообразия взаимосвязаны между собой: генетическое разнообразие
обеспечивает разнообразие видов. Разнообразие экосистем и ландшафтов создает условия для
образования новых видов. Повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический
потенциал живых организмов Биосферы. Каждый вид вносит свой вклад в разнообразие - с этой точки
зрения не существует бесполезных и вредных видов.
Распределение видов по поверхности планеты неравномерно. Разнообразие видов в естественных
средах обитания максимально в тропической зоне и уменьшается с увеличением широты. Самые богатые
видовым разнообразием экосистемы - дождевые тропические леса, которые занимают около 7 %
поверхности планеты и содержат более чем 90 % всех видов.
В геологической истории Земли в биосфере постоянно происходило возникновение и исчезновение
видов - все виды имеют конечное время существования. Вымирание компенсировалось появлением новых
видов, и в результате, общее число видов в биосфере возрастало. Вымирание видов - естественный
процесс эволюции, который происходит без вмешательства человека.
В настоящее время под воздействием антропогенных факторов происходит сокращение
биологического разнообразия за счет элиминации (вымирания, уничтожения) видов. В последнее
столетие под влиянием человеческой деятельности скорость вымирания видов во много раз превысила
естественную (по некоторым оценкам в 40000 раз). Происходит необратимое и некомпенсированное
разрушение уникального генофонда планеты.
Элиминация видов в результате деятельности человека может происходить по двум направлениям прямое истребление (охота, промысел) и косвенное (разрушение среды обитания, нарушение трофических
взаимодействий). Чрезмерный промысел - наиболее очевидная прямая причина прямого сокращения
численности видов, однако он гораздо менее влияет на вымирание, чем косвенные причины изменения
среды обитания (например, вследствие химического загрязнения реки или вырубки леса).
Поддержание биоразнообразия необходимо по многим причинам, не говоря уже о том, что
каждый вид и каждая экосистема имеют право на существование. Жизнедеятельность многих видов
зависит от других; уничтожение одного вида может привести к исчезновению других.
Человек как биологический вид, зависит от других видов из-за потребности в еде, лекарствах,
промышленных продуктах, а также в таких «экологических услугах», как, например, самоочищение
водоемов. И, наконец, каждый вид и каждая экосистема вносят определенный вклад в красоту и богатство
окружающего нас мира.
По наиболее взвешенным оценкам биологов, на Земле имеется около 10 млн. видов живых
организмов. Систематики дали название только 1,4 млн. видов. Существует невообразимое множество
пока еще «неопознанных» микроорганизмов, насекомых и малых обитателей океана.
Под снижением биоразнообразия понимается не только уменьшение числа видов, живущих на
данной территории, но и качественные изменения экосистем, когда взамен одних видов появляются
другие, не характерные для местных природных сообществ. Важную роль в этом процессе может играть
интродукция - перенос видов организмов за пределы их естественных ареалов и внедрение в местные
природные комплексы. При отсутствии на новом месте жительства естественных врагов вид начинает
бурно размножаться, вытесняя другие виды. В таких случаях интродукция может провести к снижению
биоразнообразия. Наиболее известные примеры печальных последствий интродукции - появление
колорадского жука в Европе и кролика в Австралии.
Вопросам изучения, использования и сохранения биоразнообразия стало уделяться большое
внимание после подписания многими государствами Конвенции о биологическом разнообразии
(Конференция ООН по окружающей среде и развитию, Рио де Жанейро, 1992).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 124 из 48
В данной Конвенции отмечается, что «утрата биологического разнообразия на планете
продолжается главным образом из-за разрушения среды обитания, чрезмерной эксплуатации
сельскохозяйственных ресурсов, загрязнения окружающей среды и привнесения инородных растений и
животных. Уменьшение биологического разнообразия происходит в первую очередь из-за деятельности
человека и представляет собой серьезную угрозу нашему развитию».
Основные причины утраты биологического разнообразия, отмеченные в Конвенции, включают:
•
возрастающую численность населения;
•
возрастающее потребление ресурсов;
•
пренебрежительное отношение к биологическим видам и экосистемам;
•
плохо продуманную государственную политику в области использования природных
ресурсов;
•
негативное влияние международной торговли;
•
несправедливое распределение ресурсов;
•
непонимание или игнорирование значения биологического разнообразия.
Для учета видов, находящихся на грани вымирания, во многих странах создаются Красные Книги
- списки редких и исчезающих видов живых организмов. Для сохранения и поддержания биологического
разнообразия создаются особо охраняемые природные территории - ООПТ (заповедники, национальные
парки и др.), генетические банки данных. Сохранение отдельного вида возможно лишь при условии
охраны его среды обитания со всем комплексом входящих в нее видов, климатических, геофизических и
других условий. Особую роль играет при этом сохранение средообразующих видов (видовэдификаторов), которые формируют внутреннюю среду экосистемы. Создание ООПТ направлено на
охрану не только отдельных видов, но и целых комплексов и ландшафтов.
В 1945 году возникла Организация Объединенных Нации (ООН), главной задачей которой была
консолидация мирового сообщества - стран, входящих в состав ООН. В 1946 году была создана ЮНЕСКО
- Организация ООН по вопросам образования, науки и культуры со штаб - квартирой в Париже. Одним из
главных направлений деятельности ЮНЕСКО стала охрана окружающей среды.
В 1948 году по инициативе ЮНЕСКО возник Международный союз охраны природы и
природных ресурсов МСОП - межправительственная научно-консультативная организация, имеющая
цель - сохранение природных богатств земли.
В 1961 году возник WWF - Всемирный фонд дикой природы, деятельность которого помогла
сохранить множество видов, находящихся на грани полного исчезновения.
Международный союз охраны природы (МСОП) объединил и возглавил в 1948 году работу по
охране живой природы государственных, научных и общественных организаций большинства стран мира.
В числе первых его решений в 1949 году было создание постоянной Комиссии по выживанию видов
(англ. Species Survival Commission), или, как принято называть в русскоязычной литературе, — Комиссию
по редким видам. В задачи Комиссии входило изучение состояния редких видов животных и растений,
находящихся под угрозой исчезновения, разработка и подготовка проектов международных и
межнациональных конвенций и договоров, составление кадастра таких видов и выработка
соответствующих рекомендаций по их охране.
Комиссия начала свою работу с нуля. Нужно было выработать общие принципы подхода к охране
редких видов, определить те виды, которым угрожала реальная опасность исчезновения или истребления,
разработать систему их классификации, собрать информацию по биологии таких видов, чтобы выявить
основные лимитирующие факторы. В начале работы не существовало даже понятия «редкого вида».
Основной своей целью Комиссия поставила создание мирового аннотированного списка (кадастра)
животных, которым по тем или иным причинам грозит исчезновение. Сэр Питер Скотт (Piter Scott),
председатель Комиссии, предложил назвать список Красной книгой (англ. Red Data Book), чтобы придать
ему вызывающее и ёмкое значение, так как красный цвет символизирует сигнал опасности. Казахстан,
еще тогда, в составе СССР, стал членом МСОП в 1956 году, когда СССР вошла в МСОП.
Первое издание Международной Красной книги вышло в 1963 году, а второе издание в 1966 году.
Красная книга состояла из трех томов:
I
том посвящен млекопитающим
II
том посвящен птицам
III
том посвящен земноводным и пресмыкающимся
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 125 из 48
Сейчас дополнены еще два тома:
IV
том посвящен рыбам
V
том посвящен растениям.
В 1975 году была учреждена Красная книга СССР, а издана она была в 1978 году. В том же году
была издана Красная книга Казахстана, посвященная редким и исчезающим животным, а 1981 году
вышел второй том, посвященный растениям.
Красная книга - это своеобразный документ. Красный цвет ее обложки как бы предупреждает об
опасности, надвигающей на животных и растения.
Красная книга Казахстана — аннотированный список редких и находящихся под угрозой
исчезновения в Казахстане животных, растений и грибов. Насчитывает 3 издания, последнее из которых
вышло в 1996 году.овременное издание включает: 128 видов и подвидов позвоночных 18 рыб и
круглоротых 3 земноводных 10 пресмыкающихся 57 птиц,
40 млекопитающих
Определены категории Красной книги:
1ая
категория - исчезающие виды,
2ая
категория - сокращающиеся виды,
3ая
категория редкие виды,
4ая
категория неопределенные виды,
5ая
категория восстановленные виды.
Охрана животных - это, прежде всего охрана их мест обитания. Исключительно большое значение
охраняемых территорий для сохранения генофонда нашей планеты в качестве природных «полигонов»
для экологических исследований и наиболее привлекательных объектов бурно развивающегося туризма
определило быстрый рост этой формы охраны природы во всем мире.
В 124 странах мира насчитывается более 2600 крупных охраняемых территорий общей площадью
свыше 4 млн км , что составляет около 3 % суши. Кроме того, в ряде стран не были учтены охраняемые
участки площадью меньше 1000 га, которых, по неполным данным, более 13 тыс.
Формы охраняемых территорий в мире разнообразны: национальные и природные парки,
резерваты различных назначений и режима, заказники, охраняемые ландшафты, уникальные участки
дикой природы, заповедники и т.д. Основные формы охраны природных участков за рубежом —
национальные парки и резерваты, в СНГ — заповедники и заказники.
Для сохранения биоразнообразия применяются различные меры на уровне государства. На
территории Республики Казахстан находятся под охраной различные природные ландшафтные зоны;
1)
государственные природные заповедники:
биосферные заповедники
резерваты
2)
научные природные парки
3)
государственные природные заказники:
геологические
ботанические
зоологические
4)
государственные природные памятники
5)
государственный дендрологический парк.
6)
памятники природы. Заповедники.
Заповедники - это первозданные уголки природы, нетронутые деятельностью человека.
Природный комплекс заповедных мест полностью и навечно изымается из хозяйственного пользования и
находится под охраной государства. На территории Казахстана существует 10 заповедников. Они были
созданы с целью сохранения редких животных, птиц и растений.
1.
Заповедник «Аксу-Джабаглы» был создан в 1926году, занимает площадь 128118 га в
пределах Южно-Казахстанской и Жамбылской областей на стыке границ Казахстана с Узбекистаном и
Кыргызстаном. Основная территория Аксу-Джабаглы занимает западную часть хребта Таласский Алатау
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 126 из 48
и крайнюю северо-восточную ветвь Угамского хребта в интервале высот 1100-4200 м над уровнем моря.
Включен в список ЮНЕСКО как биосферный заповедник.
2.
Заповедник «Наурзумский» был создан в 1934 году, площадью 191381 га и включает три
крупных участка - Наурзум (139714 га), Терсек (12947 га) и Сыпсын (38720 га), объединенных и
окруженных охранной зоной общей площадью 116726,5 га. В административном отношении заповедник
входит в состав Наурзумского и Аулиекольского районов Костанайской области.
3.
Заповедник «Барсакельмес» был создан в 1939 году на одноименном острове, общая
площадь заповедной территории составляет 105879 га, а буферной зоны - 54947 га. В административном
отношении заповедник расположен в Аральском районе Кызылординской области в 300 км на юго-запад
от г. Аральск и в 210 км на запад от г. Казалинск. Здесь охранялись куланы. Вследствие высыхания
Аральского моря заповедник временно не функционирует, с 1992 года животные перевезены в другие
заповедники.
4.
Заповедник «Кургальджинский» был создан в 1958 году, Кургальджинский заповедник в
современных границах занимает около 2600 кв. км самой низкой части Тенгиз-Кургальджинской
впадины, куда стекают основные реки между Казахским мелкосопочником и Кокчетавской
возвышенностью. Рельеф здесь выровненный, к западу и югу от Тенгиза слегка всхолмленный.
Абсолютные высоты впадины 304-420 м над уровнем моря. В заповедник включены два огромных озера,
являющиеся конечным пунктом медленно несущей свои воды реки Нура. Как и другие озера
Центрального и Северного Казахстана, они имеют циклическое наполнение (уровень воды в них
значительно колеблется в зависимости от сезона) и многолетние колебания. Из-за этого мелководные
озера год от года чрезвычайно различаются по размерам, форме и рисунку береговой линии.
Кургальджинский заповедник внесен в список ЮНЕСКО как болотно-пустынный ландшафт.
5.
Заповедник «Алма-атинский» - создан 15 мая 1961 г. как Мало-алма- атинский с площадью
в 15000 га. В 1935 г. после увеличения его площади до 40000 га, а затем до 856680 га, он стал именоваться
Алма-атинским и, кроме бассейна Малой Алмаатинки, включал уже Жаланашскую и Согетинскую
долины с прилегающими горами. Однако в 1939 г. началась передача отдельных участков его территории
различным организациям, а в 1951 г. заповедник был ликвидирован. Только 31 июля 1961 г.
постановлением Совета Министров Казахской ССР № 524 заповедник восстановили, но уже на
территории Чиликской, Табанкарагайской и Таучиликской лесных дач. Через три года, в 1964 г., его
перенесли на современную территорию - в бассейн рек Иссык и Талгар. В настоящее время заповедник
занимает площадь 71 700 га. Центральная усадьба находится в г. Талгар в 25 км от г. Алматы.
6.
Заповедник «Маркакольский» был создан в 1976 году, расположен на территории
Курчумского района Восточно-Казахстанской области с целью сохранения уникального озера Маркаколь
и окружающих его ландшафтов. Современная площадь заповедника составляет 75048 га, значительная ее
часть (46045 га) приходится на акваторию озера Маркаколь. Сухопутная территория разделена на два
участка, занимающих юго-восточное побережье и северные склоны хребта Азутау, а также долину реки
Тополевки и часть водораздела Курчумского хребта. Заповедник окружен охранной (буферной) зоной
площадью 2221 га. Для осуществления рекреационной деятельности в восточной части акватории озера
выделена зона спортивного и любительского рыболовства площадью 1500 га. Географические
координаты центральной части заповедника - 49°16' северной широты и 86°37" восточной долготы.
Центральная усадьба расположена в поселке Урунхайка. Территориально заповедник находится в горах
Южного Алтая, являющихся юго-западной периферией горно-таежных ландшафтов Южной Сибири, и в
соответствии с физико-географическим районированием относится к Южно-Алтайской провинции
Алтайской горной области.
7.
Заповедник «Устюртский» был создан в 1984 году, своеобразен и неповторим природным
облик Арало-Каспийского водораздела, в пределах которого расположено обширное щебнистокаменистое плато Устюрт. На заповедной территории плато представлено лишь узкой полосой в 1-3 км и
только на севере полосой в 5—10 км. Площадь заповедника 223342 га. Заповедники служат также для
оценки и мониторинга состояния биоразнообразия. Единой системы мониторинга состояния
биоразнообразия на сегодняшний день в России не существует. Наиболее полный и постоянный контроль
за изменением компонентов биоразнообразия осуществляется в заповедниках. Ежегодно заповедники
готовят отчеты о состоянии экосистем ("Летописи природы") - сводки данных о состоянии заповедных
территорий, охраняемых популяций растений и животных. Некоторые заповедники ведут "Летописи
природы" более 50 лет, которые включают в себя непрерывные ряды данных по численности животных,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 127 из 48
биологическому разнообразию, динамике экосистем, а также приводятся данные по климатическим
наблюдениям.
8.
Заповедник «Западно-Алтайский» был создан в 1992 году, занимает площадь 56078 га у
северо-восточной границы Восточно-Казахстанской области на территории двух административных
районов: Риддерского (ранее Лениногорского) и Зыряновского. Основные горные хребты: Линейский,
Коксинский, Ивановский и Ульбинский, не достигают больших высот и имеют рельеф эрозионного
характера. Тектонические формы определяют наиболее крупные черты современной орографии. Сложная
геологическая история своими истоками уходит в далекое прошлое. Еще в докембрии и нижнем палеозое
в результате тектонических движений был заложен фундамент складчатой горной страны, окончательно
оформившейся во время герцинской складчатости. Ледниковые формы рельефа не имеют универсального
значения для всей территории Алтая, но в ряде районов определяют специфику строения поверхности.
Водно-эрозионные формы рельефа распространены повсеместно, и наиболее развиты в области
среднегорий. Уникальные образования - гранитные останцы Линейского белка - один из оригинальных
геологических памятников минувших эпох. В строении территории заповедника принимают участие
изверженные породы пермского и девонского периодов, а также самые молодые четвертичные
образования.
9.
Заповедник «Алакольский» был создан в 1998 году. Первоначально площадь заповедника
составляла 12520 гектаров, затем она была увеличена до 20743 гектаров. В настоящее время в него входят
два участка: дельта р. Тентек (17423 га) и острова оз. Алаколь (3320 га). Вокруг первого участка создана
двухкилометровая охранная зона площадью 21547 га. Вокруг заповедных островов — Улькен Аралтобе,
Средний и Кишкине Аралтобе, также установлена двухкилометровая буферная зона площадью 5130 га, в
пределах которой запрещены охота, рыболовство, стоянка катеров, лодок и других плавательных средств.
Алаколь-Сасыккольская система озер занимает пустынную впадину между горными системами
Джунгарского Алатау и Тарбагатая в юго-восточной части Казахстана. В центре впадины находится
система крупных озер: Сасыкколь, Кошкарколь, Уялы, Алаколь, Жаланашколь. Здесь охраняется водноболотный ландшафт.
10. Заповедник «Каратауский» расположен Туркестанском районе ЮжноКазахстанской
области. Создан в 2002 году. Центральная усадьба заповедника находится в г. Кентау. Общая площадь
34,3 га, территория резервата занимает южный склон центральной наиболее высокой части хребта
Каратау (г. Бессаз - 2167 м над уровнем моря). Рельеф местности среднегорный, четко отграниченные
узкие гребни отрогов несут слабо развитые поверхности выравнивания. Только у северной границы
заповедника расположено обширное нагорное плато Бессаз.
Часть заповедников входит в состав международной сети биосферных заповедников, специально
созданных для мониторинга состояния биоразнообразия, климатических, биогеохимических и других
процессов в масштабах биосферы.
Национальные природные парки - новый вид охраны ландшафтов в стране. Их отличие от
заповедников в том что здесь разрешен осмотр территторий туристам и отдыхающим, но при условии
строгого выполнения правил поведения и бережного отношения к природе. Национальные парки,
созданные для охраны уникальных в природоохранном и эстетическом отношении ландшафтов
Казахстана выполняют важнейшие культурно- просветительские функции для широких масс населения.
На территории Казахстана имеется 8 национальных парков. Два из них, «Баянаул» и «Кокшетау»,
образованы на территории островных горно-лесных оазисов Казахстанского мелкосопочника и включают
в себя акватории пресных озер.
1. Парк «Алтын-Эмель» расположен на территории Кербулакского и Панфиловского районов
Алматинской области. Центральная усадьба находится в поселке Басши, в 250 км г. Алматы. Общая
площадь парка 459620 га. Создан в 1996 году.
2.
Парк «Баянаульский» расположен на территории Баянаульского района в Павлодарской
области. Его площадь составила 50688 га. По физико- географическому районированию территория парка
входит в Ерементау- Каркаралинскую область Центрально-Казахстанского мелкосопочника. Это регион
умеренно-сухих и сухих степей с выраженным высотным поясом. Создан в 1996 году.
3.
Парк «Боровое» расположен парк на территории Щучинского района Акмолинской
области. Его площадь 83511 га. Национальный парк занимает Боровской горно-лесной массив,
расположенный в восточной части Кокшетауской возвышенности.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 128 из 48
4.
Парк «Иле-Алатауский» расположен к югу от г. Алматы на северном макросклоне
Заилийского Алатау (Тянь-Шань). Длина его территории от реки Чемолган на западе до реки Тургень на
востоке составляет 120 км, а ширина - 30-35 км. Площадь национального парка 202292 га. Создан в 1996
году.
5.
Парк «Каркаралинский» расположен в невысоких горах Каркаралы и Кент, расположенные
в восточной части Казахского мелкосопочника. Наибольшая высота Каркаралинских гор 1403 м, горного
массива Кент - 1469 м. восточной части Казахского мелкосопочника. Наибольшая высота Каркаралинских
гор 1403 м, горного массива Кент - 1469 м. Создан в 1998 году.
6.
Парк «Катон-Карагайский» расположен на склоне высочайшей вершины Алтая - горы
Белуха, отходящий от нее хребет Листвяга и высокие нагорья медуречья Бухтармы и Берели. Южнее, за
долиной Бухтармы, возвышаются горные цепи южно-алтайских хребтов: Южный Алтай (высшая точка г.
Джагыртау - 3871 м), Тарбагатай (г. Хрустальная - 3094 м) и Сарымсакты (г. Беркутаул - 3373 м).
7.
Парк «Кокшетау» расположен на территории Зерендинского района Акмолинской области
и Айыртауского района Северо-Казахстанской области. Его площадь 134511 га. Территория
национального парка занимает ряд невысоких горных массивов Кокшетаускои возвышенности в северозападной части Казахского мелкосопочника. Создан в 1996 году.
8.
Парк «Чарын» расположена в центре Илийской межгорной котловины, в 193 км от г.
Алматы. Она включает каньонообразную долину и веерообразную дельту реки, прилегающие участки
пустынь Сюгатинской долины и низкогорного хребта Улькен-Богуты, а также фрагменты степей в
верхней части долины и на склонах хребта Торайгыр. Общая площадь парка 93150 га.
Заказники. Отличительной особенностью заказников является то, что на их территории
допускается ограниченное хозяйственное использование части природных объектов, но в определенные
сроки и в той мере, в какой это не неносит вреда охраняемым природным объектам.
В настоящее время в Казахстане имеется около 80 заказников. Их общая площадь - 4600 тыс.га.
Наиболее известные государственные заказники Казахстана:
Алматинский государственный заказник расположен в Алматинской области на площади 724
тыс.га. Он охватывает восточную чась Заилийского Алатау на высоте 2000-4000 м.
Зерендинский государственный заказник расположен в Акмолинской области на площади 39,5
тыс.га.
Заказник Рахмановские ключи находится в Катон-Карагайском районе Восточно-Казахстанской
области. Живописное Рахмановское озеро лежит среди гор на высоте 1738 м. Из озера вытекает река
Арасан. В горах берут начало многочисленные ручьи, падающие вниз долин находится Рахмановские
кремнистые источники. Термальные воды имеют температуру до 40°С это кремневый источник и
вытекают из гранитно-сланцевых пород.
Прибалхашский заказник расположен в Алматинской области на площади 200 тыс.га. здесь
преобладают мелкосопочные песчаные ландшафты. Особое место занимают кабан, джейран, ондатра и
жетысуйский фазан.
Тургайский заказник был образован в 1968 году в Иргизком районе. Плошадь 348 тыс.га. Включен
по Международной конвенции водно - болотных угодиях в список «А» особоохраняемых угодий в
качестве место обитания водоплаваюших птиц.
Весной и осенью здесь бывают до 16 млн. пернатых. По территории заказника проходит самый
крупный материковый маршрут перелета птиц.
На территории РК находится 25 памятников природы, охраняемых государством.
На территории республики имеются 24 памятников природы.
Понятие «памятники природы» ввел в науку известный немецкий естествоиспытатель А.
Гумбольдт в начале прошлого века. Это понятие он относил к особо интересным природным
образованиям, которые необходимо было сохранить в первозданном виде. Позднее понятие «памятник
природы» перенесли на целые местности, а также на отдельные виды растений и животных. Термин
приобрел очень широкое и потому неопределенное содержание.
Памятники природы — редкие или достопримечательные объекты природы, ценные в научном,
культурном или оздоровительном отношении. К ним могут относиться как отдельные, «точечные»
«произведения природы», например скалы, пещеры, водопады, источники, многовековые и оригинальные
деревья, так и целые урочища.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 129 из 48
Урочища — это небольшие участки территории, например горные массивы, ущелья, рощи,
лиманы и др. Все памятники природы, с точки зрения их значения для различных областей науки,
можно разделить на геоморфологические, гидрологические, ботанические, зоологические, а также
комплексные памятники, когда в одном и том же объекте совмещаются несколько существенных
признаков.
Памятниками природы объявляются отдельные уникальные природные объекты и природные
комплексы, имеющие реликтовое, научное, историческое, эколого-просветительское значение и
нуждающиеся в особой охране. Памятники природы могут быть областного и государственного
значения. Природные объекты и комплексы объявляются памятниками природы государственного
значения Правительством РК, а областного значения - органами областной власти РК. Эти же органы
утверждают границы и определяют режим охраны территории, находящихся в их ведении. Памятники
природы на территории Казахстана:
1.
«Гусиный перелет» расположен в Павлодарской области.
2.
Чинтургенские ельники расположен в Алматинской области.
На территории Казахстана в ближайшее время планируется организация около 18 новых
заповедников, 12 природных парков, природных заказников и памятников природы.
Биосферные резерваты. Концепция биосферного резервата была
разработана в 1974 г. рабочей группой программы "Человек и биосфера" (МАБ) ЮНЕСКО. Через
два года началось формирование их Всемирной Сети, поддерживающей сегодня обмен информацией,
опытом и специалистами между 440 резерватами планеты. Они созданы в 97 странах и сохраняют участки
малонарушенных экосистем большинства биогеографических провинций Земли на площади не менее 300
млн. га. Эта Сеть имеет ключевое значение для достижения следующих задач программы МАБ:
обеспечение устойчивого равновесия между порой конфликтующими целями сохранения биологического
разнообразия, содействия экономическому развитию и сбережения соответствующих культурных
ценностей. «Сеть является инструментом сохранения биологического разнообразия и устойчивого
использования его компонентов, внося таким образом вклад в достижение целей Конвенции о
биологическом разнообразии и других соответствующих конвенций и актов».
В июне 1992 г. на Высшем форуме Земли в Рио-де-Жанейро была подписана Конвенция о
биологическом разнообразии, ратифицированная более 100 странами мира. Основной целью Конвенции
является сохранение биологического разнообразия и устойчивое использование его элементов.
Международная конференция по биосферным заповедникам (Севилья, 1995 г.) разработала Севильскую
стратегию развития и роли биосферных заповедников в ХХI веке.
Согласно Севильской стратегии (1995), концептуального международного документа по
биосферным резерватам, их принципиальная особенность - ориентация на всемерное содействие
региональному устойчивому развитию на основе сохранения естественных экосистем, изучения их
свойств и динамики, разработки методов природользования, адекватных местным природным условиям и
культурным традициям.
Задача стратегии заключается в определении роли биосферных резерватов в развитии некой новой
концепции взаимосвязи между сохранением окружающей среды и развитием.
Определены десять ключевых направлений, составляющих основу Севильской Стратегии.
Цели Севильской стратегии:
1.
Использование биосферных резерватов для сохранения природного и культурного
разнообразия.
2.
Использование биосферных резерватов в качестве моделей управления территориями и
экспериментальной базы устойчивого развития.
3.
Использование биосферных резерватов для проведения научных исследований,
мониторинга, образования и профессиональной подготовки.
4.
Претворение в жизнь концепции биосферных резерватов.
Таким образом, биосферными резерватами являются зоны наземных и прибрежных морских
экосистем или сочетание таких экосистем, международно-признанные в рамках программы ЮНЕСКО
"Человек и биосфера" (МАБ) в соответствии с Положением Севильской стратегии.
Для включения во Всемирную сеть каждый биосферный резерват должен отвечать минимуму
критериев и условий. Биосферные резерваты должны выполнять три взаимодополняющие функции
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 130 из 48
(Статья 3 Севильской стратегии): сохранение - вклад в сохранение ландшафтов, экосистем, видов и
генетических разновидностей;
развитие - содействие экономическому и социальному развитию, устойчивому в социальнокультурном и экологическом отношении;
научно-техническая - поддержка демонстрационных проектов, экологического образования и
подготовки кадров в области окружающей среды, научных исследований и мониторинга, которые связаны
с местными региональными, национальными и глобальными вопросами сохранения среды и устойчивого
развития.
Каждый биосферный резерват должен включать три элемента.
1.
Одну или несколько основных территорий (или ядер), пользующихся долгосрочной
защитой и позволяющих сохранять биологическое разнообразие, вести наблюдение за наименее
нарушенными экосистемами, проводить исследования и другую не вносящую больших нарушений
деятельность (например, в области образования);
2.
Четко определенную буферную зону, которая обычно располагается вокруг ядер или
примыкает к ним и которая используется для осуществления на основе сотрудничества экологически
безопасной деятельности, в том числе в области экологического образования, досуга. экотуризма, а также
прикладных и фундаментальных исследований;
3.
Гибкую переходную зону (или зону сотрудничества), где могут проводиться некоторые
виды сельскохозяйственной деятельности, размещаться населенные пункты, или которая может
использоваться в других целях и в пределах которой местные общины, административные и научные
учреждения неправительственные организации, культурные общества, деловые круги и другие партнеры
работают совместно в целях рационального управления и устойчивого воспроизводства ресурсов этой
территории.
По сути, одним из наиболее важных достоинств концепции биосферного резервата является
гибкость и творческий подход к ее реализации в весьма разнообразных ситуациях.
Итак, биосферный резерват - это многофункциональная охраняемая природная территория,
участвующая в решении широкого спектра взаимодополняющих экологических и социальных задач:
сохранение эталонных природных сообществ; сохранение систем жизнеобеспечения населения региона;
развития традиционной экологически приемлемой практики землепользования и сохранение связанных с
ней культурных ценностей; долгосрочных экологических исследований и мониторинга; содействия
развитию местного и регионального рационального природопользования;
обмена знаниями и опытом на локальном, национальном и международном уровнях;
сотрудничества в решении проблемы охраны и использования природных ресурсов и помощи в
разрешении конфликтов.
Биосферные резерваты
утверждаются Международным
координационным
советом
Программы МАБ по заявке соответствующего государства. И остаются под исключительным
суверенитетом того государства, в котором они расположены. Первые биосферные резерваты в СССР
появились в 1977 г. Их создавали на базе существующих заповедников - Приокско- Террасного,
Кавказского, Аскания-Нова (Украина), Репетекского (Туркменистан) и ряда других.
Государствам «рекомендуется анализировать и повышать адекватность любого существующего
биосферного резервата и представлять в случае необходимости предложения о его расширении, с тем,
чтобы обеспечить его полное функционирование в рамках Сети».
Причин необходимости сохранения биоразнообразия много: потребность в биологических
ресурсах для удовлетворения нужд человечества (пища, материалы, лекарства и др.), этический и
эстетический аспекты (жизнь самоценна) и т.д. Однако главная причина сохранения биоразнообразия
состоит в том, что оно выполняет ведущую роль в обеспечении устойчивости экосистем и Биосферы в
целом (поглощение загрязнений, стабилизация климата, обеспечение пригодных для жизни условий).
Биоразнообразие выполняет регулирующую функцию в осуществлении всех биогеохимических,
климатических и других процессов на Земле. Каждый вид, каким бы незначительным он не казался,
вносит свой вклад в обеспечение устойчивости не только "родной" локальной экосистемы, но и Биосферы
в целом.
Решение экологических проблем невозможно обеспечить усилиями только специалистов экологов, управленцев, юристов, инженеров, законодателей - или же властными институтами общества.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 131 из 48
Для эффективного достижения цели - повышения экологической безопасности - необходимо активное
участие всех людей вне зависимости от их социального или культурного статуса.
3 Разработка основ рационального природопользования и охраны окружающей среды как
необходимого условия перехода к устойчивому развитию
Для построения гармоничных отношений природы и общества необходимо решение трех
важнейших задач:
1) формирование нового типа социального и экологического мышления, исключающих
исключительно потребительский подход к природе;
2) широкая гласность и освещение социально-экологических проблем, сопровождающих
развитие человеческой цивилизации;
3) построение хозяйственного механизма природопользования, обеспечивающего
наиболее полное согласование индивидуальных, коллективных и государственных интересов в
деле охраны ОС и рационального использования природных ресурсов.
Превостепенную роль в обеспечении устойчивого развития человечества играет
экологическое образование и просвещение. Одной из важнейших задач является воспитание у
всех слоев общества активной гражданской позиции в вопросе сохранения природы, ее богатств,
в частности, биологического разнообразия, как гаранта целостности и устойчивости биосферы.
Бережное отношение к природе необходимо прививать с момента становления будущего
полноправного гражданина общества как личности.
Таким образом, актуальность проблем экологического образования и воспитания
возрастает. Это вызвано:
-
необходимостью повышения экологической культуры человека;
необходимостью постоянного сохранения и улучшения условий жизни человека на
Земле;
необходимостью решения актуальных проблем, связанных с уменьшением
жизненного пространства, приходящегося на одного человека;
необходимостью сохранения и восстановления, рационального использования и
приумножения природных богатств;
низким уровнем восприятия человеком экологических проблем как лично
значимых;
недостаточно развитой у человека потребностью практического участия в
природоохранной деятельности.
-
Довольно долго экологическому воспитанию не уделялось должного внимания. В
последние годы школа сделала решительный поворот к измененною сложившегося положения.
Сегодня созданы предпосылки для развития системы непрерывного экологического
образования и воспитания. Многие образовательные учреждения разных видов (школы,
гимназии, лицеи и др. ) уже включили в свои учебные планы учебные предметы экологического
направления. Однако статус образовательной области "экология" еще не утвердился, в
большинстве школ занятия по экологии проводятся в форме факультатива или предмета по
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 132 из 48
выбору. Невелик также престиж школьного экологического образования. Термин "экологическое
образование и воспитание" был принят в нашей стране в результате расширения целей и задач
педагогической деятельности.
Мониторингом окружающей среды называется регулярные, выполняемые по заданной
программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира,
позволяющие выделить их состояние и происходящие в них процессы под влиянием
антропогенной деятельности.
Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг
окружающей среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических
условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных,
микроорганизмов и т.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистемы, вовторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда
целевые показатели экологических условий не достигаются.
В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:
-
выделение (определение) объекта наблюдения;
составление информационной модели для объекта наблюдения;
планирование наблюдений;
оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной
модели;
-
прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;
представление информации в удобной для использования форме и доведение ее до
потребителя.
Основные задачи экологического мониторинга:
наблюдение за источником антропогенного воздействия;
наблюдение за фактором антропогенного воздействия;
наблюдение за состоянием природной среды под влиянием
антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.
-
факторов
При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая
информация: источник поступления загрязняющих веществ в окружающую среду - выбросы
загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и
другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты;
поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и
моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных
веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места
захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии,
приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и
опасных веществ, и т.д.;
переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса; процессы переноса и
миграции в водной среде;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 133 из 48
процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция
загрязняющих веществ по ландшафтно- геохимическому сопряжению с учетом геохимических
барьеров и биохимических круговоротов.
Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида
углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферноэлектрических характеристик.
Государственный экологический мониторинг.Основной задачей в областях
экологического мониторинга и информационного обеспечения является обеспечение
государственных и муниципальных органов, юридических лиц и граждан достоверной
информацией о состоянии окружающей среды и ее возможных неблагоприятных изменениях.
Для этого необходимы:
•
развитие единой государственной системы экологического мониторинга на всей
территории страны, включая мониторинг биотических и абиотических компонентов природной
среды;
•
совершенствование нормативной базы, регламентирующей взаимодействие
органов исполнительной власти, осуществляющий государственный экологический мониторинг,
включая формирование фонда информационных ресурсов;
•
совершенствование системы показателей, создание методологии экологического
мониторинга Республики Казахстан, а также техническое и материальное обеспечение
деятельности системы экологического мониторинга;
•
обеспечение достоверности и сопоставимости, данных экологического
мониторинга по отдельным отраслям экономики и регионам страны;
•
совершенствование системы учета и контроля ядерных материалов, радиоактивных
веществ и отходов;
•
проведение работ по выявлению зон экологического бедствия;
•
выявление и обозначение на местности всех территорий, подвергшихся
радиоактивному и химическому загрязнению в масштабах, представляющих опасность для
окружающей среды и населения;
•
инвентаризация экологически опасных производств, сооружений и захоронений
отходов; оценка риска возникновения чрезвычайных экологических ситуаций и путей их
предотвращения;
•
формирование и ведение кадастров экологически опасных объектов на
государственном и региональном уровнях;
•
инвентаризация территорий для выявления и специальной охраны земель,
пригодных для производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции, водных
объектов со стратегическими запасами питьевой воды, природных комплексов, выполняющих
особо важные средообразующие функции и обладающих особым рекреационнооздоровительным значением;
•
формирование системы государственных кадастров природных ресурсов, особо
охраняемых природных территорий и территорий традиционного природопользования;
•
обеспечение открытости информации о состоянии окружающей среды и
возможных экологических угрозах; бесплатный доступ граждан к информации в сфере экологии,
жизненно важной для их безопасности;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 134 из 48
•
информационное обеспечение учета результатов государственной экологической
экспертизы всех проектов, программ и объектов, подлежащих обязательной экологической
экспертизе.
Распределение функций мониторинга по различным ведомствам, не связанным между
собой, приводит к дублированию усилий, снижает эффективность всей системы мониторинга и
затрудняет доступ к необходимой информации, как для граждан, так и для государственных
организаций.
Вопросы для самоконтроля:
1.
Что такое биосферный резерват?
2.
Какие существуют виды биоразнообразия?
3.
Причины создания Красной книги.
4.
Различия между заповедниками и заказниками.
5.
Памятники природы.
6.
Севильская концепция биосферного резервата.
7.
Экологическое образование и воспитание.
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 263-272, 285-292.
2. Рыбальский Н.Г., Малярова М.А., Горбатовский В.В., Савицкий А.И. Экология и безопасность.
Справочник в 3-х томах: Безопасность человека-1 том. Экологическая безопасность-2 том.
Технологическая безопасность-3 том.-М.: ЭКИП. АУТО, 1994.
3. Акимова Т.А., Хаскин В.В.. Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007.
Дополнительная
1.М.С. Панин . Экология Казахстана. Семипалатинск .2005, с. .
2 Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии Санкт-Петербург
« Специальная литература» 1997.
3 Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ
университеті»,
2007.
4 Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006.
Лекция 15
Тема. Актуальные экологические проблемы устойчивого развития Республики
Казахстан.
Цель лекции – сформировать у студентов широкий комплексный, объективный и творческий
подход к обсуждению наиболее острых и сложных проблем охраны окружающей среды и устойчивого
развития.
Ключевые слова – экологический мониторинг, окружающая среда, методы и критерии оценки
качества, охрана окружающей среды, заповедные территории, биологическое и генетическое
разнообразие, устойчивое развитие, международное сотрудничество.
Вопросы:
1 Процессы дестабилизации природной среды в РК, причины и следствия
2 Экологические проблемы Казахстана. (Социально-экологические проблемы Приаралья.
Последствия ядерных испытаний для человечества. Семипалатинский ядерный и другие полигоны на
территории РК. Антиядерное движение Невада-Семей).
3 Законодательство Республики Казахстан в области охраны окружающей среды.
4 Обеспечение устойчивого развития Республики Казахстан. Стратегия устойчивого развития и
механизмы обеспечения устойчивого развития Казахстана.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 135 из 48
1 Процессы дестабилизации природной среды в РК, причины и следствия
Природная среда Казахстана, включающая, в основном, степи, полупустыни и пустыни, а также,
уникальные внутриконтинентальные моря и озера, такие, как Каспий, Арал, Балхаш, Зайсан, Алаколь,
весьма уязвима от воздействий человека. В результате человеческой деятельности практически на всей
территории Казахстана нарушается естественная способность природной среды обеспечивать будущее
экономическое и социальное развитие страны.
Экстенсивное развитие сельскохозяйственного производства оставило след в виде деградации
земель и оскудения ландшафтов, более 60% территории страны подвержено жесточайшему
опустыниванию, что приводит к уменьшению плодородия почв и, как следствие, к сокращению
продуктивности животноводства и растениеводства. Интенсивное и нерациональное развитие орошаемого
земледелия, а также зарегулирование стока в условиях аридного климата привело к дефициту воды в
бассейнах малых и крупных рек южного региона, таких, как Или, Сырдарья и др. На глазах одного
поколения почти в два раза сократилась площадь Аральского моря. Аналогичная судьба ожидает озеро
Балхаш. При потребности республики в воде в 100 км3 в год существующая обеспеченность составляет
34,6 км3. По водообеспеченности на душу населения Казахстан занимает последнее место среди стран
СНГ.
Ежегодно в поверхностные водоемы республики сбрасывается более 200 млн. м3 загрязненных
сточных вод. Выявлено более 3 тыс. очагов загрязнения подземных вод, площади которых составляют от
нескольких до сотен квадратных километров. Большинство предприятий перерабатывающего и
энергетического комплексов имеет несовершенную технологию, морально и физически изношенные
основные производственные фонды, что способствует увеличению количества вредных выбросов.
Огромные территории Казахстана пострадали от деятельности военных полигонов и запусков
космической техники. За период между 1949 и 1991 годами на Семипалатинском испытательном ядерном
полигоне было проведено 470 ядерных взрывов. Невозможно точно подсчитать число погибших;
количество облученных достигло полумиллиона человек. На территории бывшего Семипалатинского
ядерного полигона около 2 млн. га сельскохозяйственных угодий подвержено радиоактивному
заражению. Особую тревогу вызывает состояние лесных угодий, которые, занимая всего около 4% от
территории страны, являются местом обитания наиболее ценных и редких видов животных, 90% видов
высших растений, известных в республике. Огромный ущерб лесным ресурсам наносят пожары - только в
1997 году сгорел лес на площади более 200 тыс. га. Интенсивное загрязнение воздуха, воды и почв,
деградация животного и растительного мира, истощение природных ресурсов привели к разрушению
экосистем, опустыниванию и значительным потерям биологического и ландшафтного разнообразия,
росту заболеваемости и смертности населения.
Экологические проблемы и дестабилизация природной среды Казахстана носят глобальный
характер и затрагивают все человечество. В 1980-1990 г.г. экологическая ситуация в Центральной Азии и
в Казахстане чрезвычайно осложнилась. Стало ясно, что процесс усыхания Аральского моря не удается
приостановить. К тому же загрязнение воды, воздуха, и продуктов питания с каждым годом усиливалось.
Необходимо было предпринять чрезвычайные меры по оздоровлению экологической обстановки. Для
этого 29 мая 1993 года Совет Министров Казахстана принял постановление № 548 - «О неотложных
мерах по упорядочению экологического районирования республики Казахстан». В постановлении было
отмечено, что целью экологического районирования является определение границ регионов республики с
неблагоприятной для жизнедеятельности окружающей средой, выработка государственных мероприятий
по восстановлению природных ресурсов в районах с напряженной экологической ситуацией и
осуществление защитно- реабилитационных мер для проживающего в них населения. Ученые, которым
было поручено проведение экологического районирования Казахстана: И.О.Байтулин, С.В.Чекалин,
И.В.Северский, Д.Я.Курочкина, М.К.Кукенов, З.Л.Позняк и другие - провели огромную предварительную
работу, результаты которой были опубликованы в 1995 году в работе «Методическое руководство по
проведению экологического районирования территории Республики Казахстан».
2 Экологические проблемы Казахстана. (Социально-экологические проблемы Приаралья.
Последствия ядерных испытаний для человечества. Семипалатинский ядерный и другие полигоны на
территории РК. Антиядерное движение Невада-Семей).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 136 из 48
Новизна и сложность проблемы делали решение этой задачи очень трудным. К тому же авторы
методического руководства ставили перед собой задачу не только охватить все стороны этого процесса,
но и сформировать «банк данных о факториальных составляющих окружающей среды (почва, вода,
атмосфера, растительность, животный мир, здоровье человека и др.)» В указанной работе имеется ценная
методологическая информация, касающаяся оценки природной среды по индикационным и
факториальным критериям, а также Закона об окружающей среде Казахской ССР (1986г.) В Законе об
охране окружающей среды Казахской ССР предусматривались следующие категории кризисности
эколологического состояния территории: 1. Зоной чрезвычайной экологической ситуации (статья 48)
объявляются территории, где в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые
отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию
естественных экосистем, генетических фондов растений и животных.
2.
Зоной экологического бедствия (статья 49) объявляются участки территории, где в
результате хозяйственной или иной деятельности произошли необратимые изменения окружающей
природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение
равновесия, разрушение естественных природных экологических систем, деградацию фауны и флоры.
3.
Всякие другие состояния территории и характеристика природной среды и здоровья людей
имеют юридический статус относительно удовлетворительных.
Такое разделение территории Казахстана по экологическому состоянию на три категории районов
приемлемо для принятия правительством решения об объявлении того или иного района "районом
экологического бедствия" или же "районом чрезвычайной экологической ситуации". Подобное решение
принимается в том случае, если какое-либо экологическое явление - наводнение, ураган, землетрясение
наносит району экономический ущерб и государство вынуждено принимать меры по возмещению этого
ущерба. Объявление того или иного района зоной экологического бедствия общепринятая мировая
практика. Например, США ежегодно 5-6 раз объявляет о зонах экологического бедствия из-за
наступления разрушительных наводнений, торнадо или лесных пожаров. В 1992 году было опубликован
труд А. Н. Чигаркина "Геоэкология Казахстана", в котором в основу районирования были приняты
физико-географические зоны - лесная, степная, полупустынная и пустынная. В зависимости от степени
экологической напряженности геоэкологические регионы на территории Казахстана условно разделены
на пять классов геоэкологической напряженности.
1.
Регионы с почти необратимыми изменениями в структуре геосистем:
современная и бывшая акватории Аральского моря;
промышленные ареалы Рудного Алтая - города Усть-Каменогорск, Лениногорск,
Зыряновск;
территория Семипалатинского испытательного, ядерного полигона;
северо-восточное побережье Каспийского моря.
2.
Регионы с резкими, но обратимыми изменениями в структуре геосистем:
промышленные ареалы городов Балхаш, Тараз, Жезказган, Кызылорда, Темиртау,
Шымкент, Алматы, Караганда;
Жетыбай-Узенский и Тенгизский нефтеперерабатывающие и нефтехимические комплексы;
Территории космических и военно-испытательных полигонов - Байконур, о-в Возрождения
на Аральском море;
Реки Иртыш, Сырдарья, Нура, Арысь и др.
3.
Регионы со значительными, но обратимыми изменениями в структуре геосистем:
газокондетсатного месторождений;
территории эмбинских, актюбинских нефтяных, Карачаганакского Акчатауского, АтасуКаражальского, Жанатас-Каратауского, Качарского,
Саякского, Текелийского, Джетыгаринского территориально-промышленных комплексов;
урбапромышленные города Актау, Актобе, Атырау;
Капчагайское , Шардарьинское водохранилаща, озера Балхаш, реки Или, Шу и др.
4.
Регионы с заметными обратимыми изменениями в структуре геосистем:
промышленные города Астана, Кокшетау, Талдыкорган, Петропавловск, Уральск и др.;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 137 из 48
реки Ишим, Талас, Тобол, Сарысу, Урал.
Регионы с обратимыми изменениями в структуре геосистем.
Охватывают значительную, малонаселенную часть территории Казахстана: полупустыни,
пустыни, горные области и др.
Приведенный перечень экологически дестабилизированных регионов Казахстана далеко не
полный. Он охватывает лишь наиболее значительные по площади территории с экологическим
дисбалансом окружающей среды.
Восстановление нарушенного экологического равновесия окружающей среды перечисленных
геосистем предполагает осуществление сложного комплекса геоэкологических мероприятий по охране и
рациональному использованию природных ресурсов. Конечной целью этих мероприятий является
создание культурных ландшафтов, отличающихся оптимальным соотношением биологической
продуктивности геосистем и высоком экологическом качестве среды жизнедеятельности людей.
Мероприятия, направленные на экологическую стабилизацию окружающей человека среды, чаще всего
имеют комплексный, долговременный характер. Осуществление их обычно связано с реализацией
дорогостоящих проектов, направленных на восстановление или коренное изменение структуры
обширных геосистем. Осуществление мероприятий, рекомендуемых для экологической стабилизации
геоэкологических районов.
Экологическое равновесие геосистем Казахстана может быть восстановлено и сохранено на
основе планомерного и целенаправленного осуществления комплекса профилактических и экологовосстановительных мероприятий. К ним относятся:
•
Предотвращение загрязнений атмосферного воздуха.
•
Недопущение загрязнения поверхностных и подземных вод
•
Предотвращение водной и ветровой эрозии почв.
•
Рекультивация почвенно-земельных угодий, нарушенных в процессе механической
обработки почв с применением техники.
•
Восстановление лугово-пастбищных угодий, нарушенных в результате уничтожения
растительного покрова и перевыпаса скота.
•
Восстановление горных лесов, тугаев, островных степных боров, саксаульников.
•
Восстановление радикальной безопасности и рекультивации земель испытательных
полигонов.
•
Обеспечение экологической безопасности городов, сельских населенных пунктов и т.д.
На основе схемы геоэкологического районирования Казахстана в настоящее время
разрабатывается региональная система мероприятий по экологической стабилизации окружающей среды
нарушенных геосистем. Варварское, хищническое отношение центральных ведомств к природным
ресурсам Казахстана привело в 70-х-90-х гг. к экологическому кризису в республике, принявшему в
некоторых регионах катастрофический характер.
Радиационное загрязнение. Одной из сложнейших экологических проблем является радиационное
загрязнение территории Казахстана. Ядерные испытания, проводившиеся с 1949 г. на Семипалатинском
полигоне, привели к заражению огромной территории в Центральном и Восточном Казахстане. В
республике имелось еще пять полигонов, где проводились ядерные испытания, в непосредственной
близости от ее границ находится китайский полигон Лоб- Нор. Радиационный фон в Казахстане
повышается также в результате образования озоновых дыр при запуске космических кораблей с
космодрома Байконур. Огромную проблему для Казахстана представляют радиоактивные отходы. Так,
Ульбинский комбинат накопил около 100 тыс. тонн отходов, загрязненных ураном и торием, причем
хранилище отходов находится в городской черте Усть-Каменогорска. В республике имеются всего три
могильника для ядерных отходов, и все они располагаются в водоносном слое. Добыча урановой руды
проводилась без рекультивации земли, только в 19901991 гг. в Мойынкумский район Жамбылской
области было вывезено 97 тыс. тонн радиоактивных пород, всего же здесь накопилось до 3 млн. тонн
загрязненных отходов.
Именно серьезность проблемы радиационного загрязнения привела к тому, что одним из первых
законов суверенного Казахстана стал Указ от 30 августа 1991г. о запрещении испытаний на
Семипалатинском полигоне.
5.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 138 из 48
Кризис природных ресурсов. Одной из наиболее серьезных экологических проблем Казахстана
стало истощение водных ресурсов. Расширение масштабов потребления пресной воды, в первую очередь
для поливного земледелия, привело к засорению и истощению естественных водных источников.
Особенно катастрофическим стало обмеление Аральского моря вследствие нерационального
использования вод Амударьи и Сырдарьи. Если в 60-х годах море содержало 1066 км3 воды, то в конце
80-х его объем составил всего 450 км3, соленость воды увеличилась с 11-12 г/л до 26-27 г/л, что привело к
гибели многих видов морских животных и рыб. Уровень моря упал на 13 метров, обнажившееся морское
дно превратилось в соляную пустыню. Ежегодные пыльные бури разносят соль на огромные территории
Евразии. На прилегающих землях уровень соленых грунтовых вод поднялся до 1,5-2 метров, что привело
к падению плодородия поливных земель в Приаралье. Уменьшение зеркала моря повлекло за собой
изменение направления ветров и климатических характеристик региона.
Подобная же ситуация сложилась на озере Балхаш, уровень которого за 1015 лет снизился на 2,8-3
метра. В то же время продолжается подъем уровня Каспийского моря, вызванный непродуманным
решением об осушении залива
Кара-Богаз-Гол. Уже затоплены огромные участки прибрежных районов, пастбищные угодья и
перспективные нефтеносные участки.
Зыряновский свинцовый и Лениногорский полиметаллический комбинаты стали причиной
загрязнения Иртыша, в который только в 1989 г. было сброшено 895 тонн взвешенных, 2 139 тонн
органических веществ, 263 тонны нефтепродуктов. Тревожная экологическая обстановка сложилась в
долине рек Или и Урала.
В критическом состоянии находятся земельные ресурсы республики, истощаются плодородные
пахотные земли, опустыниваются пастбища. Более 69,7 млн. га земель подвержено эрозии, ежегодно
тысячи гектар изымаются из сельскохозяйственного оборота. Серьезной остается проблема загрязнения
воздуха, особенно в крупных промышленных центрах. Каспийский регион.
Каспий - крупный, замкнутый водоем в мире с V=400 тыс. кв. км. Он подразделяется на 3 части:
северный, южный, средний. Каспий отделился от Мирового океана около 1,5 лет назад и с тех пор его
очертания и размеры значительно изменились. В настоящее время Каспий протянулся с севера на юг
на1030 км, а с запада на восток-435м. Меридиональная направленность моря определяется разнообразием
климатического условия и видовым разнообразием.
Северный Каспий мелководен. У Волги и Урала имеет обширную систему дельт, поэтому
северный шельф Каспия является обширным местообитанием для огромного количества видов флоры,
фауны, отличается высоким уровнем эндемизма.
Каспий отнесен к водно-болотным угодьям имеющее мировое значение. За всю историю
существования Каспийского моря его уровень значительно менялся. В настоящее время он на 27 м ниже
Мирового океана. В настоящее время уровень воды в море претерпевает значительное изменение ,
которое как предполагалось связано с изменением климата и объема воды поступающее в Каспий.
Обычно в течении года уровень Северного Каспия может изменяться на 0,5 м в зависимости от сезона.
Воздействие ветра может вызвать краткосрочные подъемы (нагоны) или падения (сгоны) уровня моря. У
восточного побережья Северного Каспия наблюдается сгон-нагон до 1,5 м, при этом заливается водой
полоса берега шириной до 30 км или оголяется дно на расстоянии до 10км. Воды Северного Каспия
прогреваются в среднем до 25 градусов. Северный Каспий принимает 87% от суммарного речного стока.
Соленость воды в нем изменяется в зависимости от времени года и притока воды. Фитопланктон до 1994
г. преобладали морские виды, однако в результате опреснения воды произошло замещение морских видов
пресными.
В настоящее время в связи с повышением уровня моря течение и циркуляция водных масс
произошло обогащение водоема большим количеством поллютантов.
Нефтехимическое загрязнение является одним из доминирующих антропогенных факторов,
отрицательно влияющее на флору и фауну водоема. Усугубило это отрицательное явление совпадение
очередного снижения уровня моря и регулирующих стоков основных впадающих рек. Море оказалось под
сильным влиянием антропогенных действий:
1.
сельское
хозяйство вносит в море удобрение, пестициды
2.
промышленность-тяжелые металлы, нефтепродукты
3.
населенные пункты - неочищенные стоки, патогенные микроорганизмы.
4.
судоходство-нефтепродукты и шумовое загрязнение
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
5.
6.
7.
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 139 из 48
порты-нефтянное
загрязнение акваторий
рыбный
промысел - перелов биологических ресурсов
туризм-микробное
загрязнение моря и засорение прибрежной зоны долгоживущими
отходами
В 1994 г. на территории Атырауской области было зарегистрировано 1,9 тысяч стационарных
источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Из поверхности водоемов Атырауской области
Каспий достигает лишь р.Урал. Урал ежегодно сбрасывает в море до 200 тысяч тонн СПАВ, 1500тысяч
тонн фтора и 2000 тонн бора, а также хлорорганические пестициды. Основными источниками загрязнения
воды является стоки населенных пунктов, ферм и водный транспорт. Воды рек области непригодны в
качестве питьевой. Существенную роль на загрязнение ОС оказывает распределение на территории
отходов производства и потребления. Эти накопители могут оказывать воздействие на водную среду
Каспия. В последние годы выявили еще один аспект не благоприятного воздействия нефтяной операции
на состояние среды - появление радиационного загрязнения, связанного с выводом на поверхность
пластовых вод содержащие аномальные количества естественных радионуклидов.
Северная часть Каспия является биологически продуктивной, что объясняется впадающими
реками, несущими большое количество растворимого питательного вещества, вместе с тем они приносят
в Каспий большое количество загрязняющих веществ. Для экосистем Северного Каспия характерна
загрязненность тяжелыми металлами и нефтью, которые влияют на условия обитания гидробионтов.
Или-Балхашский регион
Озеро Балхаш - бессточный водоем, на половину соленый, на половину пресный. Он является
национальным достоянием Казахстана. В Балхаш впадают реки Или, Каратал, Аксу, Аягуз, Баканас,
Мойынты. Изучение Балхаша началось с 1929 г., в связи с заинтересованности СССР в освоении рыбных
запасов. В 70-е годы принято решение о строительстве Капчагайской ГЭС. Уровень Балхаша подвержен
многолетним колебаниям. С 1910-1947 г.г. наблюдается его спад, до 1967 года был подъем уровня озера.
Благодаря этому процессу, а также многоводным годам сохранение дельты озера, а все реки впадающие в
Балхаш успешно пробивались через пустыни и поддерживали влагой тугайную растительность
пойменных рек. Но с67 года процесс подъема уровня воды был прерван из-за плотины ГЭС. Сразу же
началось интенсивное снижение уровня озера и дельты озера в устье реки высохли. Промышленный бунт
и интенсивное развитие с/х в Китае создало угрозу дальнейшему сокращению стоков реки Балхаш, т.к.
около 70% стоков Или формируется на его территории. При стройке ГЭС главными аргументами были:
водохранилище даст электрический ток, обеспечивающий работу мощной электростанции, послужит
регулятором уровня Балхаша, позволит ввести в севооборот 40 тысяч пахотных земель. Было
запланировано создание водохранилища в 2 годовых стока р. Или и стало понятно, что Балхаш не
выдержит такой потери и заполнение водохранилища приостановили. Сейчас из 4 турбин работают 2.
Происходит регулярное загрязнение со стороны Китая, со сбросами Сарыбулака и с дренажными
водами с/х полей. Озеро также загрязнено промышленными х/бытовыми стоками г.г. Балхаш, Приозерск
Полигоны Казахстана по суммарной мощности ядерных взрывов занимают первое место в мире.
Суммарная радиационная доза будет служить еще около 6000 лет дополнительным источником
облучения многих поколений людей.
Осложнение радиационной обстановки на территории Казахстана обусловлено деятельностью
бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона, ядерными взрывами на Азгирском, в
Капустином яру и на ряде других объектов.
На территории Семипалатинского испытательного ядерного полигона (СИЯП) в результате
проведенных ядерных взрывов сформировались экстремальные экологические условия и образовались
техногенные эдафотопы, не имеющие природных аналогов с хроническим ионизирующим излучением от
60 до 21000 мкР/ч. Отличительной особенностью последствий испытаний ядерного оружия является
формирование высоких дозовых нагрузок на биому до уровней, приводящих к гибели не только
отдельных видов и популяций, но и к полному разрушению наиболее радиочувствительных экосистем.
В настоящее время большое внимание уделяется оценке последствий проведения ядерных
испытаний на Семипалатинском полигоне. На нем были осуществлены почти все наземные ядерные
взрывы в СССР, в результате которых сформировались локальные радиоактивные следы с высокой
степенью загрязнения местности продуктами взрывов, что явилось причиной радиационного воздействия
на население.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 140 из 48
За 40 лет с 1949 по 1989 годы на полигоне произведено 470 ядерных взрывов: в том числе 90
воздушных, 26 наземных, 354 подземных. Наземные и воздушные взрывы производились до 1963 года.
По данным организации, выполняющей взрывы, за пределы полигона вышли радиоактивные облака 55
воздушных и наземных взрывов и газовая формация 69 подземных взрывов. Именно эти 124 взрыва
обусловили радиационное загрязнение части территории Казахстана в процессе испытания ядерного
оружия.
На территории СИЯП ядерные взрывы проводились в два этапа. За период с 1949 по 1963 годы
было проведено 118 ядерных взрывов, что составляет 53,4%, а с 1964 по 1990-е годы - 338 ядерных
испытаний, что составляет 68,4% от полного числа ядерных испытаний за этот период .
По данным материалов исследования территории СИЯП, проведенных НЯЦ РК совместно с
учеными и экспертами МАГАТЭ, установлено, что в составе почвы встречаются стронций-90, цезий-137,
плутоний-238, плутоний-234 и другие радиоизотопы. На территории СИП в течение 40 лет проводились
ядерные испытания, в результате которых все живые организмы подверглись длительному
хроническому воздействию радионуклидов.
История антиядерного движения началась 25 февраля 1989 года. В этот день было намечено
предвыборное выступление Олжаса Сулейменова, который баллотировался кандидатом в депутаты
Верховного Совета СССР. Но поэт заговорил не о предвыборной программе, а о том, что случилось
несколько дней назад на Семипалатинском ядерном полигоне, об утечке радиоактивных газов, о том,
какую опасность для казахстанцев, для всей страны представляют взрывы в Семипалатинске, о том, что
ядерные полигоны должны быть закрыты, и призвал алмаатинцев выйти на митинг протеста.
И 28 февраля к зданию Союза писателей Казахстана пришли тысячи людей. Так на
многострадальной земле Казахстана родилось поистине всенародное антиядерное движение "НевадаСемипалатинск".
Движение "Невада-Семипалатинск" выразило массовый протест против ядерных испытаний на
Семипалатинском полигоне. Движение - это два миллиона казахстанцев, поставивших подписи под
антиядерным воззванием в первые же дни после того митинга, принявших участие в демонстрациях,
маршах протеста, маршах мира в Казахстане, России, Америке, Японии.
Усилиями движения "Невада-Семипалатинск" было проведено три международных Конгресса
Глобального Антиядерного Альянса. I Конгресс - в мае 1990 года и II Конгресс - в августе 1993 года в
Алматы. III Конгресс Глобального Антиядерного Альянса, который прошел с 17 по 20 мая 2000 года в
столице Республики Казахстан г. Астане, принял свое обращение к Генеральному секретарю ООН, как бы
подводя определенные итоги деятельности мирового антиядерного движения. В Конгрессе кроме
активистов движения "Невада-Семипалатинск" приняли участие представители родственных организаций
из России, США, Италии, Японии, Израиля и др. Конгресс выразил озабоченность тем, что ядерная угроза
несмотря на остановку на всех пяти полигонах Земли, несмотря на принятие Договора о
нераспространении ядерного оружия и Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, попрежнему, как дамоклов меч, нависает над человечеством. Конгресс призвал ООН не мириться и дальше с
бессилием этих Договоров.
III Конгресс Глобального Антиядерного Альянса предложил ООН схему возможного проекта
Всеобщего ядерного разоружения.
Если же теперь вернуться к сегодняшним проблемам Семипалатинского региона и его жителей,
пострадавших от ядерных испытаний, то на повестке дня - проблема финансирования постконверсионных
процессов, рекультивации территорий, зараженных в результате размещения и испытаний ядерного
оружия, реабилитации здоровья населения, пострадавшего от испытания оружия массового уничтожения.
Можно сказать кратко: нуждаются в реабилитационной помощи население и земля Казахстана. Откуда
взять на это средства?
В Казахстане в 1992 году вышел Закон "О социальной защите граждан, пострадавших вследствие
ядерных испытаний на Семипалатинском ядерном полигоне", но до сих пор со стороны государства
эффективных мер не принимается, особенно по части медицинской реабилитации здоровья населения.
В 1992 году движение создало независимый общественный проблемный комитет "Радиация.
Экология. Здоровье". Проблемный комитет с первых дней приступил к консолидации усилий ученых и
специалистов Казахстана для реабилитации регионов Казахстана, пострадавших от ядерных испытаний и
иных техногенных воздействий на природу. Активное участие экспертов движения в работе
государственных органов позволило правительству Республики Казахстан в течение 1992 года
подготовить и принять ряд постановлений.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 141 из 48
30 апреля 1996 года по указанию Президента Республики Казахстан была разработана "Концепция
экологической безопасности Республики Казахстан", которая дала новые импульсы в развитии
законотворческого процессе в сфере экологического права Республики Казахстан, на базе которой
произошла коренная перестройка решения проблем касающихся рационального и охранительного
природопользования.
Сегодня мы вправе отметить, что Международное антиядерное движение "НевадаСемипалатинск" сыграло позитивную роль в понимании мировой общественностью необходимости
борьбы против ядерной угрозы, в понимании общности судеб жителей нашей Планеты.
10 июня 2004 года Резолюция участников Донорской конференции "Экологические проблемы
Казахстана"
Участники Донорской конференции «Экологические проблемы Казахстана», исходя из общего
стремления к расширению и углублению многостороннего сотрудничества всех заинтересованных сторон
в решении экологических проблем Казахстана, обсудив в обстановке конструктивности и
взаимопонимания широкий круг природоохранных проектов, представляющих общий интерес, подводят
следующие итоги:
1. Экологическая обстановка в Казахстане остается сложной. Семипалатинская и Аральская зоны
экологического бедствия, разбросанные по всей территории, так называемые, исторические загрязнения, в
том числе радиоактивные, миллиарды тонн накопленных промышленных и бытовых отходов,
сверхнормативное загрязнение водных объектов и воздуха в городах - сегодня это реальные угрозы
экологической безопасности государства. Ситуация усугубляется риском техногенных аварий в связи с
возрастающей добычей нефти на шельфе Каспийского моря, ростом добычи других полезных
ископаемых, возрождением экологически опасных металлургических и химических производств.
2.
Экологические проблемы в Казахстане имеют не только национальный, но и региональный
и глобальный характер, поэтому требуют внимания мирового сообщества.
3.
Осознавая всю сложность экологической обстановки и ответственность за решение
экологических проблем, Правительство Республики Казахстан принимает меры по нормализации
ситуации. Совершенствуется законодательство, разрабатываются и утверждаются специальные
программы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, вопросы
охраны окружающей среды включаются во все важнейшие государственные
планы и
стратегии. Основным стратегическим документом государственной экологической политики стала
утвержденная Президентом Республики Казахстан Назарбаевым Н.А. новая Концепция экологической
безопасности на 2004-2015 годы, учитывающая Цели развития тысячелетия, специфику и реалии
современного уровня развития государства и его долгосрочные приоритеты.
3. Международные организации и страны-доноры, неправительственные организации и крупные
компании также проявляют значительную активность в поддержке усилий государственных органов в
решении экологических проблем, координируя свои действия с национальными планами и программами.
4. На Донорской конференции рассмотрены и обсуждены проекты, которые разработаны в
соответствии с приоритетами Всемирного саммита по устойчивому развитию и Концепции экологической
безопасности Республики Казахстан и являются дополнением к государственным планам и программам,
которые уже реализуются за счет бюджетных средств и иных источников финансирования.
Все проекты образуют стройную схему решения экологических проблем, которая может
дополняться и совершенствоваться на постоянной основе.
Участники Донорской конференции, с удовлетворением отмечая успехи конструктивных диалогов
на Круглом столе, высоко оценивая современные практические шаги Казахстана в интересах улучшения
экологической обстановки не только на национальном, но и на региональном и глобальном уровнях, а
также в интересах укрепления международного сотрудничества в области охраны окружающей среды и
устойчивого развития считают необходимым:
одобрить общую схему решения экологических проблем в Казахстане и поддержать
предлагаемые проектные
предложения;
рекомендовать международным организациям и странам-донорам поддержать усилия
Правительства Республики Казахстан по всем приоритетным направлениям охраны окружающей среды и
устойчивого развития;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 142 из 48
государственным органам охраны окружающей среды, совместно со всеми
заинтересованными сторонами, на постоянной основе продолжить работу по совершенствованию
проектных предложений, сделав ее открытой, гласной, доступной всем секторам
общества;
внести на рассмотрение Совета по устойчивому развитию при Правительстве
Республики Казахстан вопрос о создании рабочих групп, а затем постоянно действующих
координационных центров, по всем приоритетам устойчивого развития;
обратить особое внимание казахстанских и зарубежных компаний на повышение
эффективности и прибыльности производства путем внедрения новейших производств и экологически
чистых технологий, а также необходимость подключения к решению приоритетных экологических
проблем государства;
ускорить подготовку ратификации международных конвенций и других соглашений,
влияющих на возможность увеличения притока донорских средств (Рамсарская конвенция по водноболотным угодьям, Картахенский протокол к Конвенции по сохранению биоразнообразия, Киотский
протокол к Рамочной Конвенции по изменению климата, Копенгагенская и Монреальские поправки к
Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой);
внедрить меры стимулирования инновационной деятельности в области охраны
окружающей среды.
Участники конференции подтверждают свою приверженность общечеловеческим принципам
устойчивого развития и свою решимость прилагать неустанные усилия ради сохранения нашего общего
дома - планеты Земля.
Республика Казахстан также отстает от наиболее развитых стран мира по уровню качества жизни,
который является основным критерием устойчивого развития.
В современном мире качество жизни определяется основными составляющими:
продолжительностью жизни, уровнем благосостояния, образования и состоянием окружающей среды.
По индексу качества жизни Международного университета общества, природы и человека (Дубна,
Россия), Казахстан занимает 78 место с коэффициентом 1,17, тогда как лидер рейтинга Норвегия имеет
коэффициент 3,83, Россия - 1,57, Китай - 0,34.
В Казахстане состояние здоровья населения и продолжительность жизни людей существенно
отстают по сравнению с показателями других стран. Так, средняя продолжительность жизни населения в
нашей стране в 2005 году составила 65,9 лет, тогда как в Японии этот показатель достигает 80 лет.
По индексу экологической устойчивости Йельского центра по экологическому законодательству и
политике (Йельский университет, США) и Колумбийского центра международной информационной сети
наук о земле (Колумбийский университет, США), основанному на расчете 76 параметров, включая
показатели состояния экосистем, экологического стресса, экологических аспектов здоровья населения,
социальных и институциональных возможностей и международной активности государства, Республика
Казахстан занимает 70 место с индексом 63,8, тогда как у стран-лидеров - Новой Зеландии, Швеции и
Финляндии - этот показатель достигает 87-88 баллов.
Индекс истинных сбережений (ИИС), учитывающий амортизацию и утрату природного капитала,
по данным Всемирного Банка, составляет для Республики Казахстан -25,5, тогда как для Российской
Федерации -4,4, Норвегии +14,8, США +4,4.
Казахстан занимает 80 место в рейтинге стран по индексу развития человеческого потенциала
(ИРЧП).
3 Законодательство Республики Казахстан в области охраны окружающей среды.
Основой природоохранного законодательства являются конституционные положения по вопросам
охраны окружающей среды (ОС). Конституционные положения правового регулирования охраны ОС
получают свое развитие в законодательных и нормативных актах. Существующая нормативно-правовая
база устанавливает ряд ограничений на реализацию проектов, регламентирующих процедуру
проектирования, строительства, эксплуатации сооружений, а также определяет порядок выдачи
Разрешения на природопользование.
Конституция Республики Казахстан.
Принята 30 августа 1995 г., предоставляет гражданам право на благоприятную для жизни и
здоровья окружающую природную среду. Конституцией Республики Казахстан определено, что земля, ее
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 143 из 48
недра, воды, растительный и животный мир, другие природные ресурсы находятся исключительно в
государственной собственности.
Экологический Кодекс
Принят 9 января 2007г. Кодекс является основным правовым документом, регламентирующим
вопросы охраны и использования природных ресурсов в Республике Казахстан. Законом определены
права и обязанности граждан по охране окружающей среды, определена компетенция центрального
исполнительного государственного органа, а также представительных местных и исполнительных
органов и органов местного самоуправления в области охраны окружающей природной среды.
Значительное внимание уделено вопросу осуществления мониторинга окружающей природной
среды и природных ресурсов, который включает проводимые по определенной программе наблюдения за
состоянием окружающей среды и природных ресурсов, а также источниками антропогенного воздействия
на них, оценку состояния указанных объектов наблюдения и прогноз их изменения. В Кодексе отмечено,
что юридические лица
природопользователи обязаны вести производственный мониторинг окружающей среды и
отчитываться о воздействии осуществляемой ими хозяйственной деятельности на окружающую среду.
Закон регулирует также вопросы нормирования качества окружающей природной среды, включая
виды нормативов, порядок их утверждения. В нем сформулированы экологические требования к
хозяйственной и иной деятельности и принципы экологической экспертизы. Выявлены общие подходы к
выделению зон чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия, а также особо
охраняемых объектов природы.
Принят 18 марта 1997 г. Этот правовой акт регулирует общественные отношения в области
экологической экспертизы с целью предотвращения негативного воздействия управленческой,
хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, жизнь и здоровье населения Республики
Казахстан. Под экологической экспертизой понимается определение соответствия хозяйственной и иной
деятельности нормативам качества окружающей среды и экологическим требованиям, а также оценка
возможности отрицательных воздействий этой деятельности на окружающую среду.
Кодекс определяет цели и задачи экологической экспертизы, принципы ее проведения, объекты и
субъекты. Им установлена обязательность, объективность и научная обоснованность, гласность и
комплексность экологической экспертизы, независимость экспертных органов и экспертов при
осуществлении ими своих полномочий. При проведении экологической экспертизы приоритетными
являются экологические и медико-экологические требования. В соответствии с Законом в Республике
Казахстан осуществляются государственная и общественная экологическая экспертиза.
Данным правовым актом определена компетенция государственных органов Республики
Казахстан, а также представительных местных и исполнительных органов в области экологической
экспертизы. Определено, что центральный исполнительный орган в сфере охраны окружающей среды
(Министерство охраны окружающей среды) и его подразделения на местах имеют исключительное право
на проведение государственной экологической экспертизы.
В нем указано, что оценка воздействия на окружающую среду и здоровье населения действующих
и планируемых предприятий является обязательной и неотъемлемой частью предпроектной и проектной
документации. По результатам проведенной оценки воздействия на окружающую среду заказчиком
подготавливается и представляется заявление об экологических последствиях планируемой или
осуществляемой хозяйственной деятельности, служащее основанием для подготовки решений о ее
реализации.
Законом определяются права и гарантии независимости руководителей государственных
экспертных подразделений и экспертов, осуществляющих экспертизу, полномочия экспертных советов
государственной экологической экспертизы, процедура, организационные формы и сроки ее проведения.
Законом определен порядок финансирования экологической экспертизы и разрешения
разногласий, возникающих в ходе и результате ее проведения, права и обязанности заказчиков
документации, подлежащей экологической экспертизе, виды нарушений природоохранного
законодательства Республики Казахстан в области экологической экспертизы и ответственность за них.
Закон Республики Казахстан "О чрезвычайных ситуациях природного
и техногенного характера".
Принят 5 июля 1996 г. Защита населения, окружающей среды и объектов хозяйствования от
чрезвычайных ситуаций (ЧС) и последствий, вызванных ими, является одной из приоритетных областей
проведения государственной политики.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 144 из 48
Настоящий закон регулирует общественные отношения на территории Республики Казахстан по
предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
Основными принципами защиты населения, окружающей среды и объектов хозяйствования при
чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера являются:
гласность и информирование населения и организаций о прогнозируемых и возникших
чрезвычайных ситуациях, мерах по их предупреждению и ликвидации;
заблаговременное определение степени риска и вредности деятельности организаций и
граждан, если она представляет потенциальную опасность, обучение населения методам защиты и
осуществление мероприятий по предупреждению ЧС;
обязательность проведения спасательных, аварийно-восстановительных и других
неотложных работ по ликвидации чрезвычайных ситуаций, оказание экстренной медицинской помощи,
социальная защита населения и пострадавших работников, возмещение вреда, причиненного вследствие
чрезвычайных ситуаций здоровью и имуществу граждан, окружающей среде и объектам хозяйствования.
Законом установлено, что основанием для осуществления действий по ликвидации ЧС является
объявление Правительством Республики Казахстан или исполнительными местными органами
чрезвычайной ситуации природного и техногенного характера. Он определяет права и обязанности
населения в области ЧС. Им установлены полномочия государственных органов и органов местного
самоуправления по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, сформулированы
мероприятия по их предупреждению, определены задачи научных исследований.
Закон определяет задачи и объекты экспертизы, порядок финансирования мероприятий по
предупреждению и ликвидации ЧС, задачи контроля и надзора, ответственность за нарушения
законодательства, регламентирующего деятельность по предупреждению и ликвидации чрезвычайных
ситуаций. Им также определен механизм ликвидации ЧС природного и техногенного характера.
Закон Республики Казахстан "О санитарно-эпидемиологическом
благополучии населения " Принят 8 июля 1994 г. Закон определяет права и обязанности граждан,
органов государственного управления по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия
населения. Установлено санитарно-гигиеническое нормирование, основные принципы санитарноэпидемиологической экспертизы, организации и проведения санитарно-эпидемиологических
мероприятий.
В нем закреплены санитарно-эпидемиологические требования к хозяйственной деятельности:
к
хозяйственно-питьевому
водоснабжению
и
местам
культурно-бытового
водопользования;
атмосферному воздуху;
содержанию территорий, сбору и утилизации производственных и бытовых отходов;
радиационной безопасности.
Водный кодекс Республики Казахстан
Принят 9 июля 2003 г. Закон раскрывает понятие водного фонда, определяет приоритетным
предоставление вод для удовлетворения питьевых и бытовых нужд населения. Им установлена
компетенция органов государственной власти и управления в области регулирования водных отношений,
определен порядок производства работ на водоемах и в водоохранных зонах, регламентированы виды
водопользования и условия их существования, включая плату за пользование водными ресурсами.
В Законе дифференцированы условия пользования водоемами для питьевых, бытовых и иных
нужд сельского хозяйства, для промышленных целей, для нужд гидроэнергетики, транспорта, рыбного и
охотничьего хозяйства, для противопожарных нужд заповедников и заказников, установлен порядок
эксплуатации водохранилищ, водоподпорных и других гидротехнических сооружений на реках и каналах.
В нем освещены основные правовые требования к охране вод и предупреждению их от вредного
воздействия, включая охрану вод от загрязнения и истощения, охрану подземных вод и малых рек,
определен порядок государственного учета и планирования использования вод. Установлены
ответственность за нарушение водного законодательства и порядок разрешения водных споров.
Закон Республики Казахстан "О земле ".
Принят 24 января 2001 г. Закон определяет состав земель, принципы и порядок пользования
землей, изъятия земель для государственных и общественных нужд, использования земельных участков
для изыскательских работ. Определены компетенция органов государственной власти и управления в
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 145 из 48
области регулирования земельных отношений, права, обязанности и защита прав землевладельцев и
землепользователей.
В нем раскрыты правовые требования к выделению, предоставлению и использованию земель
сельскохозяйственного назначения, земель населенных пунктов, земель промышленности, транспорта,
связи, обороны и иного назначения, земель природоохранного, оздоровительного, рекреационного и
историко-культурного назначения, земель лесного фонда и запаса, водных ресурсов и других.
Предусмотрен законодательный порядок возмещения убытков
землевладельцам,
землепользователям и потерь
сельскохозяйственного и лесохозяйственного производства.
Законом определены цели и задачи охраны земель, включая нормативы предельно допустимых
концентраций химических веществ в почве, сформулированы принципы ведения земельного кадастра и
землеустройства. Установлены ответственность за нарушение земельного законодательства и порядок
разрешения земельных споров.
Указ Президента РК, имеющий силу закона "О недрах и
недропользовании".
Принят 6 января 2011 г. Закон устанавливает виды пользования недрами и порядок
предоставления недр для пользования, определяет органы управления в области пользования недрами и
их охраны.
В этом правовом акте сформулированы задачи и основные требования охраны недр. Раскрыты
правовые условия геологического изучения недр, проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию
предприятий по добыче полезных ископаемых и подземных сооружений в иных целях, переработки
минерального сырья, определены вопросы государственного учета состояния недр и техники
безопасности работ, связанных с использованием недр.
Законом установлены принципы государственного контроля за охраной и пользованием недр,
участия в контроле общественных объединений и граждан, ответственности за нарушение
законодательства о недрах и переработке минерального сырья.
Закон Республики Казахстан "Об охране, воспроизводстве и использовании животного мира"
Принят 9 июля 2004 г. Настоящий правовой акт дает понятие животного мира и определяет его
целевое назначение. В нем установлена компетенция органов государственной власти и управления в
области охраны, воспроизводства и использования животного мира, выявлены основные требования по
охране, воспроизводству и пользованию его ресурсами.
В этом документе законодательно закрепляются методы охраны и воспроизводства животного
мира. Включая запреты и ограничения в пользовании его ресурсами, мероприятия по охране среды
обитания и условий размножения животных, путей их миграций и концентраций, охрану и разведение
животных в заповедниках, заказниках и на других охраняемых территориях. В неволе и полувольных
условиях для редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных. Охрану животных при
осуществлении производственных процессов и эксплуатации транспортных средств, при применении
средств защиты растений, минеральных удобрений и других параметров.
Законом определены виды пользования животным миром и установлен порядок пользования его
ресурсами, в том числе в целях охоты, ловли рыб и добывания других водных животных, указаны цели и
условия регулирования численности животных.
Данным правовым актом также регулируются вопросы государственного учета животных и
государственного Кадастра животного мира, контроля над охраной, восстановлением и использованием
животного мира, ответственности за нарушение законодательства и разрешения споров при пользовании
животным миром.
Лесной Кодекс Республики Казахстан
Принят 8 июля 2003 г. Закон раскрывает понятие лесного фонда, определяет порядок владения им,
права и обязанности владельцев участков лесного фонда. Им установлена компетенция органов власти и
государственного управления лесным хозяйством за состоянием, воспроизводством, охраной, защитой и
использованием лесов, определены основы организации лесного хозяйства, в том числе деление лесов на
группы и категории защитности.
Он регламентирует виды, сроки лесных пользований, предоставление участков лесного фонда в
пользование. В нем сформулированы правовые особенности лесопользования при заготовке древесины,
живицы и второстепенных лесных материалов, при побочных лесных пользованиях, при пользовании
лесом в культурно-оздоровительных и научно-исследовательских целях и для нужд охотничьего
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 146 из 48
хозяйства, при лесопользовании, дается понятие о символике ООПТ и особенностях использования их
земель, вод, лесов и недр.
Этим документом законодательно закрепляется правовой режим охраны и восстановления ООПТ,
принципы их организации и проведения, устанавливаются возможные цели использования особо
охраняемых природных территорий.
Этим правовым актом установлен порядок ведения государственного учета и государственного
кадастра ООПТ, финансирования и экономического
стимулирования их деятельности, осуществления контроля в области ООПТ, разрешения споров и
несения ответственности за нарушение законодательства об особо охраняемых природных территориях.
Закон бо охраняемых природных территориях
Принят 7 июля 2006г. Настоящий Закон регулирует общественные отношения по созданию,
расширению, охране, восстановлению, устойчивому использованию и управлению особо охраняемыми
природными
территориями
и
объектами государственного природно-заповедного
фонда,
представляющими особую экологическую, научную, историко-культурную и рекреационную ценность, а
также являющимися компонентом национальной, региональной и мировой экологической сети.
4 Обеспечение устойчивого развития Республики Казахстан. Стратегия устойчивого
развития и механизмы обеспечения устойчивого развития Казахстана.
Численность населения Республики Казахстан является важным критерием устойчивого развития.
Низкая плотность населения (при значительной протяженности границ) всегда является фактором
неустойчивости для развития государства. Несмотря на то, что значительная часть территории страны
трудна для хозяйственного освоения и невозможно поставить задачу пропорционального заселения всех
регионов Казахстана, все же численность населения следует поддерживать на определенном уровне,
наращивая тем самым экономические возможности (в первую очередь, решая проблемы рынка труда),
сохраняя генетический и культурный потенциал казахстанцев среди соседствующих мировых наций,
преодолевая нежелательную дифференциацию между регионами, вызванную, в частности, слабостью
инфраструктуры и демографическими диспропорциями.
Наиболее оптимальным целевым уровнем численности населения является достижение 18
миллионов жителей к 2024 году. Для этого требуется довести показатель естественного прироста до 12,68
на 1000 человек населения к 2024 году (против 8,0 в настоящее время), среднюю продолжительность
жизни - до 73 лет, поддерживать показатель рождаемости на уровне не ниже 22 родившихся на 1000
человек населения. Разрыв в средней продолжительности жизни мужского и женского населения должен
быть снижен до 7,5 лет с нынешних 11 лет.
Переход к устойчивому развитию для Республики Казахстан будет проходить на поэтапной
основе. Для этого определяются установочные параметры устойчивого развития для каждого этапа.
Подготовительный этап (2007- 2009 годы) - подготовка условий для включения принципов
устойчивого развития во все сферы общественной и политической деятельности, диверсификации
экономики, осуществления технологического прорыва.
Первый этап (2010 - 2012 годы) - обеспечение вхождения Республики Казахстан в число
пятидесяти наиболее конкурентоспособных стран мира.
Второй этап (2013 - 2018 годы) - укрепление положения страны среди лидеров мирового развития
по уровню качества жизни, существенное сокращение потерь от нерационального использования
природных ресурсов и обеспечение высокого уровня экологической устойчивости страны.
Третий этап (2019 - 2024 годы) - достижение принятых международных критериев устойчивого
развития.
Таким образом, для того, чтобы к 2024 году по уровню качества жизни Республика Казахстан
устойчиво находилась в числе наиболее конкурентоспособных и развитых стран мира, необходимо
повысить эффективность использования ресурсов, увеличить продолжительность жизни, обеспечить
возрастание индекса экологической устойчивости.
Обзор основных законодательных и нормативных документов Республики Казахстан в сфере
охраны окружающей природной среды
В данной главе содержится краткое описание законов, норм и правил Республики Казахстан,
связанных с охраной окружающей среды при добыче, первичной обработке и транспортировке
углеводородного сырья. Знание национального законодательства необходимо для обоснования
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 147 из 48
практических мер по охране окружающей среды и организации прохождения согласования проектных
документов в контролирующих органах.
При проведении работ, связанных с добычей и транспортом углеводородного сырья, необходимо
руководствоваться действующим природоохранным законодательством Республики Казахстан,
постановлениями Правительства Республики Казахстан и другими нормативными актами.
Вопросы для самоконтроля:
1.
Какова экологическая ситуация в РК?
2.
Что такое система экологического образования?
3.
Какие зоны экологического бедствия вам известны?
4.
Назовите основные законы об охране окружающей среды в РК
5.
Понятие о Донорской конференции.
6.
Переход Республики Казахстан к устойчивому развитию.
7.
Этапы перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию.
8.
Понятие о качестве жизни.
Рекомендуемая литература
Основная
1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001, с. 263-272, 285-292.
2. Рыбальский Н.Г., Малярова М.А., Горбатовский В.В., Савицкий А.И. Экология и безопасность.
Справочник в 3-х томах: Безопасность человека-1 том. Экологическая безопасность-2 том.
Технологическая безопасность-3 том.-М.: ЭКИП. АУТО, 1994.
3. Акимова Т.А., Хаскин В.В.. Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007.
Дополнительная
1.М.С. Панин. Экология Казахстана. Семипалатинск .2005, с. .
2 Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии Санкт-Петербург
« Специальная литература» 1997.
3 Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ
университеті», 2007.
4 Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006.
3 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Практические и лабораторные занятия – одна из форм учебного занятия, направленная на развитие
самостоятельности студентов и приобретение умений и навыков.
Практические и лабораторные занятия должны способствовать углубленному изучению наиболее
сложных вопросов дисциплины и служат основной формой подведения итогов самостоятельной работы
студентов. Именно на этих занятиях студенты учатся грамотно излагать проблемы и свободно
высказывать свои мысли и суждения, рассматривают ситуации, способствующие развитию
профессиональной компетентности. Всё это помогает приобрести навыки и умения, необходимые
современному специалисту.
2 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Практические и лабораторные занятия – одна из форм учебного занятия,
направленная на развитие самостоятельности студентов и приобретение умений и навыков.
Практические и лабораторные занятия должны способствовать углубленному изучению
наиболее сложных вопросов дисциплины и служат основной формой подведения итогов
самостоятельной работы студентов. Именно на этих занятиях студенты учатся грамотно излагать
проблемы и свободно высказывать свои мысли и суждения, рассматривают ситуации,
способствующие развитию профессиональной компетентности. Всё это помогает приобрести
навыки и умения, необходимые современному специалисту.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 148 из 48
Практическое занятие 1
Тема 1 Оценка суммарных воздействий на окружающую среду
Цель занятия. Изучение основных показателей экологических нормативов качества
окружающей среды и воздействия на неё.
Контрольные вопросы:
1 Нормативы качества окружающей среды (санитарно- гигиенические):
1.1 Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;
1.2 Предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий;
2 Нормативы воздействия промышленности на окружающую среду
(производственно – хозяйственные):
Предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ:
Предельно допустимый сброс вредных веществ:
Комплексные нормативы: предельно допустимая экологическая (антропогенная)
нагрузка на окружающую среду.
Методические рекомендации
- Изучить материал составить конспект.
- Дайте пояснение отличительным особенностям, характеризующим экстенсивное и
равновесное природопользование.
-Что такое нормирование ОС. Нормативы качества ОС?
- Расскажите о системе стандартов в области охраны природы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробки В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов, - ЮНИТИДана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промышленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Теоретические материалы.
Нормативное обеспечение экологического аудита на предприятиях по производству
дорожно-строительных материалов.
В соответствии с природоохранным законодательством РК нормирование качества
окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм
воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда,
обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях
устойчивого развития хозяйственной деятельности.
Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных условий (нормативов) как на
само воздействие, так и на факторы среды, отражающие и воздействие, и отклики экосистем.
История развития нормирования в области охраны окружающей среды характеризуется принципом
антропоцентризма - т.е. ранее прочих устанавливались нормативы условий среды, приемлемых для человека.
В результате было положено начало работам в области санитарно-гигиенического нормирования.
Дальнейшее развития нормирования требовало понимания, что человек не самый чувствительный из
биологических видов. Принцип "Защищен человек - защищены и экосистемы", не гарантирует
устойчивости развитию окружающей среды. Экологическое нормирование предполагает учет, так
называемой, допустимой нагрузки на экосистему.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 149 из 48
Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального
состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает
нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды.
Экологическое нормирование - это деятельность специально уполномоченных государственных
органов по разработке, утверждению экологических нормативов и обеспечению их соблюдения
хозяйствующими субъектами.
Экологические нормативы - это научно обоснованные и обязательные для выполнения меры
предельно допустимого отрицательного воздействия человека на окружающую природную среду.
Под отрицательным воздействием понимается деятельность человека, вносящая физические,
химические, биологические изменения в природную среду, которые угрожают состоянию
здоровья и жизни человека, состоянию растительного и животного мира.
С помощью экологических нормативов осуществляется конкретизация установленных
законодательством требований экологической безопасности.
Превышение экологических нормативов является экологическим правонарушением и влечет за собой
прекращение, приостановление или ограничение экологически вредной деятельности, а также применение
мер юридической ответственности.
В соответствии с действующим законодательством систему экологических нормативов
составляют:
-нормативы качества окружающей природной среды;
- нормативы предельно допустимого вредного воздействия на окружающую природную
среду;
- нормативы (лимиты) использования природных ресурсов;
- экологические стандарты;
- нормативы санитарных и защитных зон.
Как видно из названия, с помощью нормативов качества окружающей природной среды
нормируются качественные характеристики, свойства, состояние последней. Именно эти
нормативы служат критериями благоприятного состояния окружающей природной среды. В
практическом отношении это важно иметь в виду в случае необходимости защиты экологических прав
граждан. Нормативы качества окружающей природной среды учитываются
также
при
оценке воздействия планируемой хозяйственной деятельности на природную среду, при развитии
городов и иных населенных пунктов.
Нормативы качества окружающей природной среды являются едиными для всей территории
Казахстана. С учетом природно-климатических особенностей, повышенной социальной ценности
отдельных территорий (заповедников, заказников, курортов и т.п.) допускается установление более строгих
нормативов.
К этим нормативам относятся:
-нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) химических и биологических
веществ - количество вредного вещества в окружающей природной среде, практически не влияющее на
состояние здоровья человека, а также на состояние диких животных, растений, микроорганизмов,
природные сообщества; их показатели устанавливаются для атмосферного воздуха, водных объектов
хозяйственно-питьевого и бытового назначения, почв;
-нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) вредных физических воздействий - шума,
вибрации, электромагнитного излучения и теплового воздействия.
Нормативы предельно допустимого вредного воздействия на окружающую природную
среду регламентируют деятельность источников такого воздействия - промышленных и
сельскохозяйственных предприятий, отдельных технологических процессов, оборудования, транспортных
средств..
Данная группа нормативов включает:
•нормативы ПДВ и ПДС;
•нормативы образования отходов;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 150 из 48
•лимиты размещения отходов.
Нормативы ПДВ И ПДС устанавливаются для каждого источника загрязняющего воздействия, исходя
из условий недопустимости превышения нормативов ПДК в данном регионе. В случае невозможности
соблюдения предприятиями, имеющими источники загрязняющего воздействия, предельно допустимых
нормативов выбросов и сбросов, им могут устанавливаться временно согласованные нормативы.
При этом предприятия обязаны разработать и представить для утверждения в государственные органы
планы поэтапного уменьшения загрязнения.
Нормативы образования отходов и лимиты размещения отходов устанавливаются для всех
предприятий, в процессе эксплуатации которых образуются отходы.
Проекты нормативов ПДВ, ПДС, образования и размещения отходов разрабатываются
предприятиями, которые предоставляют их для утверждения в комитеты природных ресурсов, а
при возможности трансграничного загрязнения. Устанавливаются эти нормативы в разрешениях на
допустимый уровень загрязнения, выдаваемых указанными комитетами предприятиямприродопользователям.
Нормативы (лимиты) использования природных ресурсов устанавливаются в целях
предупреждения их истощения и нарушений равновесия в окружающей среде с учетом их способности к
самовоспроизводству. Они представляют собой объемы предельного использования (изъятия) природных
ресурсов, устанавливаемые государственными органами предприятиям на определенный срок. К ним могут
быть отнесены:
нормы отвода земель для строительства автомобильных дорог;
лимиты водопользования - предельно допустимые объемыизъятия водных ресурсов или
сброса сточных вод нормативного качества, которые устанавливаются предприятию-водопользователю
наопределенный срок.
Экологические стандарты устанавливаются на новую технику, технологии, материалы,
вещества, продукты потребления и другую продукцию, способную оказать вредное воздействие
на окружающую природную среду и здоровье человека. В настоящее время такие стандарты являются
частью государственных стандартов (ГОСТ). Они утверждаются Государственным комитетом по
стандартизации РК и являются едиными на территории всей страны.
Нормативы санитарных и защитных зон представляют собой размер территории, в
пределах которой установлен особый режим хозяйственной и иной деятельности. Действующим
законодательством предусмотрено создание различных по своему назначению и режиму зон
(СанПиН 2.2.1/2.1.1 1200-03). Так, вокруг промышленных, коммунальных и складских объектов
устанавливаются санитарно-защитные зоны, в которых не допускается размещение жилых домов,
детских садов, школ, учреждений здравоохранения, отдыха, спортивных и физкультурнооздоровительных объектов, садоводческих, дачных и огороднических кооперативов, а также
производство сельскохозяйственной продукции.
С целью защиты водных объектов от загрязнения вокруг них могут устанавливаться
водоохранные зоны, на их территориях запрещается, например, размещение складов
противогололедных материалов и некоторые иные виды хозяйственной деятельности. Вокруг водоемов,
являющихся источниками питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, устанавливаются зоны
санитарной охраны.
Для предотвращения неблагоприятного антропогенного воздействия на заповедники,
национальные и природные парки, другие особо охраняемые природные территории, на
прилегающих к ним участках могут создаваться охранные зоны, в пределах которых
ограничиваются или запрещаются отдельные виды хозяйственной деятельности.
Исходя из сложившейся практики разработки документов по экологическому нормированию все
предприятия любой отрасли должны иметь следующие документы:
1.Проект нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ на все
площадки, находящиеся в ведении предприятия, с соответствующими Разрешениями на выброс
загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками загрязнения.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 151 из 48
• Проект нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водные
объекты со сточными водами по выпускам на все площадки, находящиеся в ведении предприятия, с
соответствующими Разрешениями на сброс загрязняющих веществ в природную среду со сточными,
ливневыми, дренажными, фильтрационными водами.
• Проект нормативов образования отходов и лимитов на размещение отходов по всем
площадкам, находящимся в ведении предприятия, с соответствующим Разрешением на размещение отходов
(лимит).
Практическое занятие 2
Тема 2 Определение массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортными
средствами в атмосферный воздух.
Содержание практического занятия:
1 Автотранспорт и его влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по тестам).
2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка
домашнего задания - знание методики расчета).
3 Расчет массового выброса загрязняющих веществ автотранспортом согласно варианта
(.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью необходимых
материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Цель занятия: Изучение методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным
транспортом и приобретение навыков оценки его воздействия на окружающую среду.
Контрольные вопросы:
1 Какие вредные вещества выбрасывает автотранспорт в ОС и влияние их на здоровье
человека и биосферу?
2 Какова структура автотранспорта в целом и в Казахстане?
3 Какие параметры заложены в методику расчета?
4 Напишите формулу расчета массового выброса ЗВ и дайте пояснение?
5 От каких параметров зависит количество массового выброса?
6 Какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме
всех компонентов (СО, СH, NOX)?
7.Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду
углерода (СО)?
8 Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксидам
азота (NOx)?
9 Меры по снижению выбросов в ОС автотранспортом.
Методические рекомендации:
1 Самостоятельно изучить - «Автотранспорт и его влияние на окружающую среду».
(Проверка знаний по тестам).
2 Самостоятельно изучить методические указания по расчету массового выброса
загрязняющих веществ автотранспортом (знание методики расчета).
3 Произвести расчет массового выброса загрязняющих веществ автотранспортом согласно
варианта (работа студентов в аудитории с краткой записью необходимых материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной в методичке форме. По результатам
расчета должны быть сделаны выводы, содержащие ответы на следующие вопросы:
‫־‬
какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы
по сумме всех компонентов (СО, СH, NOX)?
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 152 из 48
‫־‬
какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
оксиду углерода (СО)?
‫־‬
какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
оксидам азота (NOx)?
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов, -ЮНИТИ-Дана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промышленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Теоретические материалы.
В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным транспортом
заложен нормируемый удельный выброс по автомобилям отдельных групп (грузовые, автобусы,
легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для автобусов, по рабочему
объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый,
дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населенных пунктов. При этом выброс
вредных веществ корректируется в зависимости отряда наиболее существенных факторов. В
результате в общем виде расчет массы вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух
от АТС средств, проводится по формуле:
n
M i   mijkg  Likg   K ijkg
i
k
(1)
g
где Мi - масса i-го вредного вещества (оксида углерода - СО, углеводородов - СН,
оксидов азота – NOx и др.);
j - количество групп автомобилей;
k - количество классов автомобилей в данной группе;
g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной
группы;
mijkg - пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k -гo
класса с g-ым типом двигателя
при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;
ПКijkg - произведение коэффициентов влияния «n» факторов на выброс i-го вредного
вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.
По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные
коэффициента влияния, в результате чего расчетные формулы для i-ro загрязняющего вещества
имеют Вид:
- для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа
M
ikg
 mikg  Lkg  K rig  K tig , т
(2)
где mikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми автомобилями k-ro
класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по территории
населенного пункта или вне его, г/км (таблице 1);
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 153 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
Lkg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории
населенного пункта или вне его, млн. км;
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ
легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в
формулу только при расчете движения по населенным пунктам);
Кtig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния легковых
автомобилей.
Таблица 1
Пробеговых выбросы загрязняющих веществ легковыми автомобилями с
бензиновым двигателем, г/км
Рабочий
объем Населенный пункт
Вне населенного пункта
двигателя, л
СО
11,4
13
14
Менее 1,3
1.3 - 1,8
1,8 - 3,5
СН
2,1
2,6
2,8
NOX
1,3
1,5
2.7
СО
4.8
5,5
6
СН
1,2
1,5
1,6
N0x
2,3
2.7
4
- для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го тип
M
ikg
 mikg  Lkg  k nig  K rig  K tig ,
(3)
где mikg- пробеговый выброс i-ro вредного вещества грузовыми автомобилями k-ro класса
(k-ой грузоподъемности) с двигателями g-гo типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (табл. 2);
Lkg - пробег грузовых автомобилей k-ro класса с двигателями g-ro типа при движении
по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;
Knig - коэффициент учитывающий изменение пробегового выброса от уровня
использования грузоподъемности и пробега;
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ
грузовыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (только для
движения по населенным пунктам);
Ktig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния грузовых
автомобилей.
Таблица 2 Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями, г/км
Грузоподъёмность
Тип
автомобиля или автопоезда,
двигателя
т
0,5-2,0
2,0-5,0
2,0-5,0
5,0-8,0
5,0-8,0
8,0-16,0
8,0-16,0
Более 16,0
Б
Б
Д
Б
Д
Б
Д
Д
Населенный пункт
Вне населенного пункта
CO
22
52,6
2,8
73,2
3,2
97,8
3,9
4,5
CO
15,2
26,3
2,5
40,8
2,6
50,5
3,2
3,6
CH
3,4
4,7
1,1
5,5
1,3
8,2
1,6
1,8
NOx
2,6
5,1
8,2
9,2
11,4
10
13,4
16,4
CH
1,9
2,6
0,8
4,1
1,2
4,5
1,4
1,5
NOx
2,1
4,1
6,9
8
9,1
8,5
10,7
13,1
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 154 из 48
- для автобусов k-го класса с двигателем g-го тила, использующимся на
перевозках h-го типа
M
ikgh
 mikg  Lkgh  K hig  K rig  K tig , т
(4)
где mikg - пробеговый выброс I - го вредного вещества автобусом k-ro класса (k-го
габарита) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне его,
г/км (таблица.3);
Lkgh - пробег автобусов k-ro класса с двигателями g-го типа при использовании в
качестве маршрутного или на других видах перевозок при движении по территории населенного
пункта или вне населенного пункта, млн.км;
Kkgh - коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от вида
перевозок;
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ
автобусами при движении по территорий населенного пункта (только для движения по
населенным пунктам);
Ktig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автобусов.
Значения коэффициентов влияния приведены в таблице 4
Таблица 3 Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами, г/км
Класс
автобуса
(L Тип
Населенный пункт
Вне населенного пункта
габаритная длинна, м)
двигателя
CO
CH
NOx
CO
CH
NOx
Особо малые (L менее 5)
Б
13,5
2,9
3
6
1,6
4
Малый (6,0<L<7,5)
Б
44
3,4
6,1
24
2,3
5
Средний
Б
67,1
5
9,9
34
3,9
8,2
Д
4,5
1,4
9,1
3,3
1,2
8
Большой
Б
104
7,7
10,4
62
4,6
9,5
(10,5<L<12)
Д
4,9
1,6
10
3,5
1,3
18
Особо большой (L>12)
Д
5
1,6
11
3,6
1,3
18,8
Таблица 4 Значения коэффициентов влияния в формуле (10)
группа
авто Тип
Коэффици Населенный пункт
Вне
транспортных средств двигателя енты
пункта
CO
CH
NOx
CO
Легковые
Б
Kri
0.87
0.92
0.95
автомобили
Kti
1.75
1.48
1
1.75
Б
Kri
0.89
0.85
0.79
Грузовые
Kni
0.68
0.87
0.67
0.68
автомобили
Kti
2
1.83
1
2
Д
Kri
0.95
0.93
0.92
Kni
0.68
0.76
0.82
0.68
Kti
1.6
2.1
1
1.6
Kri
0.89
0.85
0.79
Автобусы
Б
м
Kh11
0.9
0.96
0.89
0.7
2
п
Kh2
0.7
0.88
0.67
0.7
1
2
- Используется при расчете маршрутных автобусов, « м »
- Используется при расчете прочих автобусов, « п »
населенного
CH
NOx
1.48
1
0.87
1.83
0.67
1
0.76
2.1
0.82
1
0.88
0.88
0.67
0.67
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Д
м
п
Kti
Kri
Kh11
Kh22
Kti
Страница 155 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
2
0.95
0.89
0.68
1.6
1.83
0.93
0.92
0.76
2.1
1
0.92
0.93
0.81
1
2
1.83
1
0.68
0.68
1.6
0.76
0.76
2.1
0.81
0.81
1
Задача № 1
Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NOx,
углеводородов – СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные данные
следующие:
‫־‬
годовой пробег (в млн. км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – Lx;
грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых – Lz; автобусов дизельных – Lw;
легковых автомобилей – Lr (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в
таблице 5);
‫־‬
пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются
пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3
л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем
грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с
дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т
и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной
менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе
маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0
м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе
среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%;
‫־‬
пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных
средств и поправочные коэффициенты (коэффициенты влияния) задаются.
Таблица 5 Годовые пробеги АТС по территории города, млн. км
№ п./п.
Lx
Ly
Lz
Lw
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
472.41
944.82
321.44
567.98
984.33
523.55
237.77
485
671.44
338.91
70.59
141.18
48.55
75.66
154.62
73.84
43.67
72.34
83.25
50.72
253
506
201.3
276.7
521.6
260.1
168.4
256.8
307.8
230
22
44
20.4
25.4
47.6
23.9
18.3
22.7
26.1
21.1
Lr
615
1250
601.2
640.3
1470
625.6
469.6
619.2
651.7
607.8
Дайте ответы на следующие вопросы:
‫־‬
какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
сумме всех компонентов (СО, СH, NOX)?
‫־‬
какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
оксиду углерода (СО)?
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 156 из 48
‫־‬
какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
оксидам азота (NOx)?
Форма (1) Форма представления результатов расчета
Группы
и Выброс СО
Выброс СH
Выброс NOx
классы АТС
т
%* т
%
т
%
Легковые с бензиновым ДВС рабочим объемом
менее 1,3
1,3-1,8
1,8 и более
Итого
Грузовые с бензиновым ДВС грузоподъемностью
0,5-2,0т
2,0-5,0т
5,0-8,0т
8,0 т и более
Итого
Грузовые с дизельными двигателями грузоподъемностью
2,0-5,0т
5,0-8,0т
8,0-16,0т
16,0 т и более
Итого
Автобусы с бензиновыми ДВС
прочии
Менее 5 м
6,0-7,5 м
8,0-9,5 м
Итого
Автобусы с бензиновыми ДВС
маршрутные
8,0-9,5 м
10,5-12,0 м
Итого
Автобусы с дизельными ДВС
маршрутные
8,0-9,5 м
10,5-12,0 м
Более 12,0 м
Итого
Всего :
* - проценты берутся по отношению выброса «всего»
Практическое занятие 3
Тема 3 Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при
сжигании топлива
CO+CH+NOx
т
%
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 157 из 48
Содержание практического занятия:
1 Промышленные выбросы и их влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по
тестам).
2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка
домашнего задания - знание методики расчета).
3 Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива согласно
варианта (.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью
необходимых материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Цель занятия.: Изучение методики расчета выбросов вредных веществ при сжигании
топлива и приобретение навыков оценки их воздействия на окружающую среду.
Контрольные вопросы:
1 Каков вклад промышленности в загрязнении ОС в целом мире и в Казахстане?
2 Дайте определение понятию - загрязнение окружающей среды.
2 Классификация загрязнений окружающей среды в зависимости от вида загрязняющих
агентов.
3 Назовите источники и причины загрязнения окружающей среды
4 Дайте определение понятиям: организованные и неорганизованные выбросы.
5 Дайте характеристику явлениям: парниковый эффект, фотохимический смог, кислотные
дожди. разрушение озонового слоя и др.
Методические рекомендации
1 Самостоятельно изучить - «Промышленные выбросы и их влияние на окружающую
среду». (Проверка знаний по тестам).
2 Самостоятельно изучить методические указания по расчету массового выброса
загрязняющих веществ при сжигании топлива (знание методики расчета).
3 Произвести расчет массового выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива
согласно варианта (работа студентов в аудитории с краткой записью необходимых материалов в
тетради).
4 В данной задаче используются рекомендуемые методы расчета выбросов загрязняющих
веществ при сжигании топлива в котлах малой производительности (формулы даны для случая
отсутствия установок по улавливанию или обезвреживанию отходящих газов). Рассматривается
использование только твердого топлива - угля. В этом случае рассчитываются выбросы твердых
частиц (летучая зола и несгоревшее топливо), оксиды серы (в пересчете на SO2), оксид углерода
СО и оксиды азота (в пересчете на NO2). В задаче рассчитываются годовые выбросы.
Итогом решения является определение следующих данных:
- сорта наиболее выгодного для предприятия угля (по табл. характеристик углей);
- сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (по табл. характеристик
углей);
При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов загрязняющих
веществ допускается округлять до 0,01т.
5 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов, - ЮНИТИДана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промышленная экология.- Семипалатинск.,2007.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 158 из 48
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Теоретические материалы.
Методика расчета ожидаемого массового выброса вредных веществ в атмосферу
1. Для удельных показателей, отнесенных к единице оборудования,
M=q∙n,
(5)
где М - массовый выброс вредного вещества, г/с,
q - укрупненный удельный показатель выброса вредного вещества, отнесенный к
единице оборудования, г/(с-ед. оборуд.);
n - количество единиц оборудования.
2. Для удельных показателей, отнесенных к единице выпускаемой продукции, сырья
или топлива,
M=q∙Q,
(6)
где q -укрупненный удельный показатель выбросов вредного вещества, т/т или т/1000
м3;
Q - затраты данного типа сырья или топлива на единицу времени, т/смену или т/час.
Удельные показатели выбросов котельных, в зависимости от сжигаемого топлива,
приведены в таблице 6.
Таблица 6 Удельные показатели выбросов вредных веществ
Топливо
Удельные показатели вредных веществ, т/т и 1000 м3 газа
Твердые
Сернистый
Окись
Окиси азота
частицы
ангидрид
углерода
Уголь карагандинский
0,0752
0,0144
0,0439
0,00197
Донецкий
0,06676
0,0504
0,0490
0,00221
Кузнецкий
0,0536
0,0072
0,0513
0,00223
Черемховский
0,0740
0,0193
0,0353
0,00181
Якутский
0,0430
0,0036
0,0451
0,00201
Магаданский
0,0460
0,0018
0,0446
0,00186
Мазут высокосернистый
0,0060
0,0549
0,0377
0,00246
Мазут низкосернистый
0,0056
0,0059
0,377
0,00257
3
Газ, (на 1000 м )
0,0129
0,00215
Задача № 2
Рассчитать количество вредных выбросов (М, г/с), поступающих в атмосферу от котельной
предприятия согласно варианта. Исходные данные приведены в таблице 7
Таблица 7 Исходные данные к задаче 2
№
Производство, Оборудование, тип, Наименование топлива
Расход
варианта цех
кол-во
топлива т/час
1
Котельная
Котлы ДКВР
Уголь карагандинский
4
2
Котельная
Котлы Е1/9
Донецкий
4
3
Котельная
Котлы ДКВР
Кузнецкий
4
4
Котельная
Котлы ДКВР
Черемховский
4
5
Котельная
Котлы ДКВР
Якутский
4
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
6
7
8
9
10
Котельная
Котельная
Котельная
Котельная
Котельная
Ред. № от 19. 09.2013
Котлы ДКВР
Котлы ДКВР
Котлы Е1/9
Котлы Е1/9
Котлы Е1/9
Страница 159 из 48
Магаданский
Мазут высокосернистый
Мазут низкосернистый
Уголь карагандинский
Уголь карагандинский-
4
4
4
5
6
Практическое занятие 4,5
Тема 4,5 Расчёт нормативов предельно допустимых
источников.
выбросов ПДВ)
промышленных
Содержание занятия:
1 Промышленные выбросы и их влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по
тестам).
2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка
домашнего задания - знание методики расчета).
3 Расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников.
(.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью
необходимых материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Цель занятия.: Изучение методики
и приобретение навыков расчета и установления
предельно допустимых выбросов вредных веществ в ОС промышленными предприятиями.
Контрольные вопросы:
1 Какие ЗВ выбрасывают в ОС различные промышленные предприятия?
2 Расскажите о мероприятиях по снижению загрязнений атмосферного воздуха.
3 Для чего устанавливают температурное состояние газовоздушных выбросов в ОС?
4 При разработке и оформлении проекта нормативов ПДВ, какими документами
руководствуются?
5 Дайте определение понятиям: ПДВ, ВСВ.
6 В каких случаях вводится по этапное снижение ЗВ?
7 Кем контролируется соблюдение установленных нормативов?
Методические рекомендации.
1 Изучить методические указания по расчету предельно допустимых выбросов (ПДВ)
промышленных источников
- Выписать ПДК для основных вредных веществ, образующихся при горении топлива.
- Выписать вредные вещества, обладающие эффектом суммации.
- Дать классификацию вредным веществам.
2 Проверка преподавателем домашнего задания - знание методики расчета .
3 Произвести расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников
согласно варианта.
4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 160 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
Теоретические материалы.
На стадии проектирования предприятий и при проведении реконструкции
действующих заводов предусматриваются соответствующие природоохранные мероприятия.
Для этого необходима информация об объеме газовоздушных выбросов и их качественном
составе, для чего используют расчетные или балансовые методы определения характеристик
выбросов.
Правила установления предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ и
определение ожидаемой концентрации загрязнителей в приземном слое атмосферы
Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) является научно-техническим нормативом,
устанавливаемым для каждого конкретного источника загрязнения при условии, что выбросы
вредных веществ от него и всей совокупности других источников с учетом их рассеивания и
превращения в атмосфере не создадут приземных концентраций, превышающих нормативы
качества воздуха.
Нормативы устанавливают для каждого источника и предприятия в целом (в т/год). При
расчете ПДВ необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых выдаются
предприятию территориальными организациями гидрометеорологии. Значения фоновых
концентраций (Сф, мг/м3) для городов с населением не более 250 тыс. человек могут быть
приняты равными:
S02 - 0,1; NOx - 0,03; СО - 1,5; пыль - 0,2; сажа – 0,025
Если предприятие является единственным источником выброса вредного вещества в
городе (населенном пункте), то значение фоновой концентрации принимается равным нулю.
Расчет нормативов выбросов ПДВ проводится по формулам отдельно для холодных и
нагретых выбросов по параметру f (м/с2 град):
2  Д
(7)
f  103 20
,
Н  Т
где ω0 – средняя скорость выходf газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с
Д - диаметр устья источника, м,
Н - высота источника над уровнем земли, м;
∆Т - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т г и
температурой окружающего атмосферного воздуха, Т в, ˚С.
Выбросы, для которых f>100. относятся к холодным, выбросы, для которых f<100,
относятся к нагретым.
Расчет ПДВ (г/с) для источника нагретых выбросов производят по формуле:
ПДВнагр 
ПДК
м. р .
 Сфон  Н 2 3 V1  
A F  m n  y
(8)
где ПДКм.р. - максимально разовая предельно допустимая концентрация вредного
вещества, мг/м3,
Сфон - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м 3.
А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; для
территории Казахстана А=200.
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ
в атмосферном воздухе. Величины F принимаются:
F=l для газообразных веществ и
мелкодисперсных аэрозолей;
F=2-2,5 для более крупнодисперсной пыли и золы;
F=3 при отсутствии очистки и большом выбросе пыли.
у - коэффициент, учитывающий рельеф местности.
у=1 для гористой местности,
у=1,1 для холмистой местности;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 161 из 48
у= 1,2 для равнины.
m, n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной
смеси из устья источника выброса
1
(9)
m
0,67  0,1 f  0.343 f
Безразмерный коэффициент n определяется в зависимости от параметра Vм (м/с):
V м.нагр  0,65  3
V1

Vм. хол  1,3 
0  Д
(10)
Н
n=3 при Vм≤0,3
n=3 -
Vм  0.3  4.36  Vм  при 0,3< Vм ≤2;
n=1 при Vм>2
V1 – объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси, м3/с
V1   0 
  Д2
4
.
(11)
Если источник выброса имеет прямоугольное сечение, то расчеты ПДВ для
нагретых и холодных выбросов производят по тем же формулам с учетом замены Д на Д э
и V1 на V1э.
Эффективный диаметр устья Д, определяют по формуле:
2 Lb
Дэ 
(12)
Lb
где L - длина устья, м,
b - ширина устья, м
Для источников выбросов с квадратным устьем L=b.
Эффективный объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси в этом случае
определяют по формуле:
    Д э2
V1э  0
(13)
4
Регламентация выбросов. Предельно допустимые
различных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу
концентрации
для
Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха являются предельно
допустимые концентрации вредных веществ. Существуют различные единицы выражения
концентрации: весовые, объемные, в долях, процентах и др. При санитарной оценке качества
воздуха принято выражать содержание загрязняющих веществ (концентрацию) в мг на 1 м3
воздуха (мг/ м3). Это удобно тем, что применимо для любого агрегатного состояния примесей:
газов, паров, аэрозолей, твердых веществ.
Критерием оценки влияния выбросов предприятий на атмосферный воздух является
сравнение фактических концентраций (примесей в атмосфере), полученных в результате
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 162 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
рассеивания выбросов, с предельно допустимыми. Для атмосферного воздуха установлены
следующие значения предельно допустимых концентраций (ПДК):
максимально разовая ПДКм.р. - такая концентрация вредного вещества в атмосферном
воздухе населенных мест, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека
(изменений биоэлектрической активности головного мозга, ощущения запаха, световой
чувствительности глаза и др.);
среднесуточная ПДКсс - такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе
населенных мест, которая не оказывает прямого или косвенного вредного воздействия в условиях
неопределенно долгого круглосуточного вдыхания с целью предупреждения резорбционного
действия (общетоксического, канцерогенного, мутагенного и других влияний).
В местах образования вредных веществ (производственные помещения) также
установлены значения предельно допустимых концентраций содержания вредных веществ в
воздухе рабочей зоны ПДК^ Значения предельно допустимых концентраций для различных
веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, приведены в таблице 2.
Величина ПДК зависит от влияния вещества на здоровье людей и окружающую
природную среду. Выбрасываемые вещества по степени воздействия на организм человека
разделены на следующие классы опасности (в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76):
• чрезвычайно опасные вещества, у которых значение ПДК в воздухе рабочей зоны не
превышает 0,1 мг/м3 (I класс);
• высоко опасные со значением ПДКр.з.. от 0,1 до 1,0 мг/м3 (II класс);
• умеренно опасные при изменении ПДКр.з.. в интервале от 1,0 до 10,0 мг/м3 (III класс);
• малоопасные вещества, для которых ПДКр.з.больше 10,0 мг/м3 (IV класс);
Фактическая концентрация вредных веществ Сфакт не должна превышать соответствующих
значений ПДК:
Сфакт ≤ ПДК
(14)
Задача № 3
Рассчитать норматив предельно допустимого выброса (ПДВ г/с) по каждому
выбрасываемому веществу, при условии , что высота источника выбросов Н = 30 м; диаметр
устья трубы Д = 0,5 м; средняя скорость выхода газовоздушной смеси Wo = 8 м/с; температура
выбрасываемой смеси Тг = 155°С; температура окружающего атмосферного воздуха Тв = 25°С.
(использовать теоретические материалы и результаты расчета задачи №2).
Таблица 8 Предельно допустимые концентрации вредных веществ (мг/м3) в воздухе рабочей
зоны и в атмосферном воздухе населенных мест
Вещество
Код вещества
ПДКсс.
ПДКмр
ПДКрз.
Азота двуокись
Альдегид масляный
Аммиак
Ангидрид сернистый
Ацетальдегид
Ацетон
Бензол
Бензин нефтяной
Бензин сланцевый
Взвешенные вещества
Дифторхлорметан (фреон-22)
Дихлордифторметан (фреон-12)
200
666
202
701
667
680
422
955
956
986
502
500
0,040
0,015
0,040
0,050
0,010
0,350
1,000
1,500
0,050
0,050
10
10
0,085
0,015
0,200
0,500
0,010
0,350
1,500
5,000
0,050
0,500
100
100
5
5
20
10
5
200
5
300
100
-
3000
6000
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Дихлорфторметан (фреон-21)
Кислота серная по молекуле Н2О4
Страница 163 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
501
290
10
Кислота соляная по молекуле НС1 248
(водород хлористый)
Метилмеркаптан
748
Метилметакрилат
650
Озон
Сажа (копоть)
Сероводород
Углерода оксид
Фенол
Формальдегид
Хлор
289
321
292
322
600
6699
240
Пыль растительного и животного проис- хождения с примесью окиси кремния, %
-
более10
от 2 до 10
менее 2
од
100
0,3
200
1
0,2
0,2
5,0
-
од
9х10-6
0,10
-
0,03
0,050
0,008
3,000
0,010
0,003
0,030
0,160
0,150
0,008
5,000
0,010
0,035
0,100
од
1,0 1,0
6,0
2,0 4,0
-■
1,0
3,5
10
20
5
0,5
од
Практическое занятие 6
Тема 6 Расчёт максимального значения приземной концентрации газовоздушной
смеси из одиночного источника.
Определить наибольшую ожидаемую концентрацию (Смакс) вредных веществ в приземном
слое атмосферы
Цель занятия : Изучение материала по рассеиванию загрязняющих вещесвт, выброшенных
в атмосферу организованным точечным источником промышленного предприятия.
Контрольные вопросы:
1 При расчете максимального значения приземной концентрации, каким документом
пользуются?
2 По какой формуле определяется максимальное значение приземной концентрации
газовоздушной смеси и на каком расстоянии при неблагоприятных условиях погоды она
достигается?
3 Назовите зоны загрязнения на оси факела выброса точечного источника.
Методические рекомендации
1 Самостоятельно изучить методические указания по расчету максимального значения
приземной концентрации газовоздушной смеси из одиночного источника промышленного
предприятия.
2 Произвести расчет количества приземной концентрации по варианту.
4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 164 из 48
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Задача № 4. Определить наибольшую ожидаемую концентрацию (Смакс) вредных веществ в
приземном слое атмосферы, исходя из данных задачи №№1 и 2.
Рассчитать фактическое загрязнение атмосферы с учетом фоновой концентрации (Смакс+Сф) и
сравнить с санитарно-гигиеническим нормативом ПДКмр
Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ С макс (мг/м3) при
выбросе нагретой газовоздушной смеси (f<100) из единичного источника рассчитывают по
формуле:
A * M * F* m * n *
Cмакс=
;
(15)
H 2 * 3 V1 * T
где М - фактическое количество вредного вещества, вьтбрасьтваемого из трубы в
атмосферу в единицу времени, г/с.
Величину наибольшей концентрации вредных веществ холодной газовоздушной смеси
(f>100) определяют по формуле:
A * M * F * n *
Д
Cмакс=
;
(16)
*
2
3
8 * V1
H * Н
Если в рассчитываемой зоне сказывается влияние других источников выбрасывающих
аналогичные вещества, то в этом случае оценку влияния выброса производят по формуле:
Cфакт = Смакс + Сфон ≤ ПДКм.р.;
(17)
Действующие нормы учитывают возможность комплексного влияния на организм ряда
веществ однонаправленного действия и суммации их вредного воздействия. Однонаправленного
действия считаются вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического
действия на организм человека (представлены ниже).
Если в воздухе находятся несколько вредных веществ, обладающих суммацией действия, с
концентрациями Сn, то расчет допустимого содержания веществ проводится по формуле:
с1/пдк1 + с2/пдк2 +... + сn/пдкn ≤ 1,
(18)
где С1 С2, ..., Сп - фактические концентрации веществ, обладающих эффектом суммации,
мг/м 3;
ПДК1, ПДК2, .. .,ПДКп - ПДК веществ данной совокупности.
Вредные вещества, обладающие эффектом суммации действи
Ацетон, фенол;
Ацетон, фурфурол, формальдегид,
Аэрозоли пятиокиси ванадия, окислов марганца;
Аэрозоли пятиокиси ванадия, сернистый ангидрид;
Бензол и ацетофенон;
Валериановая, капроновая и масляная кислоты;
Озон, двуокись азота и фаромальдегид;
Окись углерода, двуокись азота, формальдегид, гексан;
Сернистый ангидрид и аэрозоль сернистой кислоты;
Сернистый ангидрид и сероводород;
Сернистый ангидрид и двуокись азота;
Сернистый ангидрид и фенол;
Серный и сернистый ангидриды, аммиак, окислы азота;
Сильные минеральные кислоты (соляная,серная, азотная);
Уксусная кислота и уксусный ангидрид;
Этилен," пропилен, бутилен, амилен;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 165 из 48
Мышьяковистый ангидрид и германий;
Мышьяковистый ангидрид и свинца ацетат;
Углерода оксид, пыль цементного производства;
При последовательном применении гексахлорана, фазолона и бутифоса сохраняются ПДК
для каждого вещества в отдельности.
Практическое занятие 7
Тема 7 Расчет размеров санитарно-защитной зоны для различных предприятий.
Цель занятия. Изучение методики расчета и определение величины санитарно- защитной
зоны для промышленных предприятий.
Контрольные вопросы:
1 Назовите документ, определяющий минимальные размеры санитарно-защитных зон
промышленных предприятий.
2 На сколько классов делятся санитарно-защитные зоны промышленных предприятий?
3 Каковы размеры санитарно-защитных зон промышленных предприятий?
4 Каково назначение санитарно- защитных зон промышленных предприятий?
5 Каково благоустройство территорий санитарно- защитных промышленных предприятий?
Методические рекомендации
Изучите методику определения интенсивности фотосинтеза, проведите исследование и заполните
таблицу наблюдения, сделайте соответствующий вывод.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Задача № 5. Найти расстояние Хм от источника выброса, где ожидается Смакс. Установить
размеры санитарно-защитной зоны.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - это особая функциональная зона, предназначенная защищать
человека от вредного воздействия производственных предприятий и создаваемая в целях снижения
уровня загрязнения атмосферного воздуха до установленных пределов после проведения на
предприятиях всех мер по очистке промышленных выбросов. Зона должна быть соответствующим
образом организована, озеленена и благоустроена.
В планировочном отношении СЗЗ предприятия - это территория между границами пром.
площадки предприятия и селитебной застройки.
Предназначение санитарно-защитной зоны:
-обеспечение снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем
факторам воздействия за её пределами;
-создание санитарно-защитного барьера между территорией предприятия и территорией жилой
застройки;
-организация дополнительных озеленённых площадей, обеспечивающих экранирование,
ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности
микроклимата.
Комплексное решение санитарно-защитных зон с определением сметной стоимости их
организации и благоустройства входит в задачу промышленных предприятий. В проектной
документации новых или реконструируемых предприятий должны быть предусмотрены
мероприятия и средства на организацию и благоустройство СЗЗ, включая переселение жителей.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 166 из 48
Территория СЗЗ эксплуатируемого предприятия состоит на балансе промышленного
предприятия.
Гигиенические требования к размеру СЗЗ в зависимости от санитарной классификации
предприятий, требования к их организации и благоустройству регламентируются Правилами
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация
предприятий, сооружений и иных объектов».
Некоторые позиции установленной Правилами санитарной классификации предприятий
строительной индустрии приведены ниже
Производства строительной промышленности
Класс I
(Санитарно-защитная зона размером 1000 м)
1. Производство портландцемента, шлакопортландцемента и пуццола-нового более 150 000 т/год.
Производство магнезита, доломита и шамота с обжигом в шахтных, вращающихся и других печах.
Класс II
(Санитарно-защитная зона размером 500 м)
1. Производство гипса (алебастра).
2. Производство асбеста.
3. Производство извести (известковые заводы с шахтными и вращающимися печами).
4. Производство портландцемента, шлакопортландцемента и т. д. до 150 000 т/г.
5. Производство асфальтобетона на нестационарных заводах.
Класс III
(Санитарно-защитная зона размером 300 м)
1. Производство искусственных заполнителей (керамзита и др.).
2. Производство стеклянной ваты и шлаковой шерсти.
3. Производство местных цементов (глинитцемента, романцемента, гип-сошлакового и др.
до 5000 т/год.
4. Производство толя и рубероида.
5. Производство асфальтобетона на стационарных заводах
Класс IV
(Санитарно-защитная зона размером 100 м)
1. Производство искусственных камней и бетонных изделий.
2. Элеваторы цементов и других пылящих строительных материалов.
3. Производство строительных материалов из отходов ТЭЦ.
4. Производство асбестоцементных изделий.
5. Производство полимерных строительных материалов.
6. Производство фарфоровых и фаянсовых изделий.
7. Производство красного и силикатного кирпича.
8. Производство керамических и огнеупорных изделий и мергелей.
9. Камнелитейные производства.
10.Производство стекла.
Максимальная приземная концентрация вредных веществ Смакс при неблагоприятных
метеорологических условиях достигается на оси факела выброса на расстоянии Хмакс (м) от
источника выброса ( размер санитарной зоны):
Хмакс=d*H;
(15)
где d - безразмерный коэффициент, значения которого определяют по уравнениям Vм.
При Vм ≤2 коэффициент d=11,4;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 167 из 48
Vм > 2 коэффициент d=16,1.
Практическое занятие 9
Тема 9 Методы и способы очистки газообразных выбросов в атмосферный воздух.
Цель занятия. Изучение современного пылеулавливающего и газоулавливающего оборудования
основанных на принципиальных особенностях процесса их улавливания.
Контрольные вопросы:
1 Дайте классификацию аппаратам по очистке выбросов в атмосферу.
2 Дайте характеристику аппаратам для пылеулавливания. Расскажите их устройство и о
механизме
очистки. Область применения аппаратов пылеулавливания. Ориентировочная
эффективность очистки.
3 Дайте классификацию аппаратам для очистки газо-воздушных выбросов от твердых
примесей.
4 Аппараты для очистки газо-воздушных выбросов от газообразных примесей. Расскажите
их устройство и механизм очистки. Область применения аппаратов газоулавливания
Ориентировочная эффективность очистки.
Методические рекомендации:
1 Изучить методы и способы очистки газообразных выбросов в атмосферный воздух. Составить
конспект.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Написать выводы по теме.
4 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа, 1991,
312с.
3 Родионов А. И. Техника зашиты окружающей среды. - М., Химия, 1989.
4 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
1 Очистка газов в сухих механических пылеуловителях
Рисунок 1 Инерционные пылеуловители:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Страница 168 из 48
Ред. № от 19. 09.2013
а - с перегородкой,
б - с плавным поворотом газового потока;
в - с расширяющимся конусом;
г - с боковым подводом газа.
Циклоны. Циклонные аппараты наиболее распространены в
промышленности. Они имеют
следующие достоинства:
1. отсутствие движущихся частей в аппарате;
2. надежность работы при температурах газов вплоть до 500°С,
3. возможность улавливания абразивных материалов при защите, внутренних поверхностей
циклонов специальными покрытиями;
4. улавливание пыли в сухом виде;
5. почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата;
6. успешная работа при высоких давлениях газов;
7. простота изготовления;
8. сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности
газов.
Недостатки:
1. высокое гидравлическое сопротивление: 1250 - 1500 Па;
2. плохое улавливание частиц размером менее 5 мкм;
3. невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.
Основные конструкции циклонов (по подводу газов) показаны на рисунке 2. По способу
подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральным, тангенциальным,
винтообразным, а также осевым подводом. Наиболее предпочтительным по форме с точки зрения
аэродинамики является подвод газа по спирали. Однако на практике все способы подвода таза могут
использоваться в равной степени.
Принцип работы циклона показан на рисунке 4-а, Газ вращается внутри циклона, двигаясь
сверху вниз, затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке
Эффективность улавливания частиц пыли в циклоне прямо пропорциональна скорости газов в
степени ½ и обратно пропорциональна диаметру аппарата также в степени ½.
Рисунок
2
а - спиральный;
в - винтообразный;
Основные
виды
циклонов
б - тангенциальный,
г, д - осевые (розсточные).
(по
подводу
газов):
Процесс целесообразно вести при больших скоростях и небольших диаметрах. Однако
увеличение скорости может привести к уносу пыли из циклопа и резкому увеличению
гидравлического сопротивления. Поэтому целесообразно увеличивать эффективность циклона за счет
уменьшения диаметра аппарата, а не за счет роста скорости газов.
В
промышленности
принято
разделять
циклоны
на
высокоэффективные
и
высокопроизводительные. Первые эффективны, но требуют больших затрат на осуществление
процесса очистки; циклоны второго типа имеют небольшое гидравлическое сопротивление, но хуже
улавливают мелкие частицы.
На практике широко используют циклоны - цилиндрические (с удлиненной цилиндрической
частью) и конические (с удлиненной конической частью). Цилиндрические относятся к
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 169 из 48
высокопроизводительным аппаратам, а конические - к высокоэффективным.
цилиндрических циклонов не более 2000 мм, а конических - не более 3000 мм.
Диаметр
.Рисунок 3 Циклоны:
А-одинарный.
1 -входной патрубок;
2 - выхлопная труба;
3 - цилиндрическая камера;
4 - коническая камера;
5 - пылеосадительнаяя камера;
Б - групповой:
1 - Входнойпатрубок;
2- камера обеспыленных газов;
2 - кольцевой диффузор,
3 - циклонный элемент;
4 - бункер;
5 - пылевой затвор
Групповые циклоны. При больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку
аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на
эффективности очистки. Схема групповых циклонов дана на рисунке 3-5. Запыленный газ входит через
общий коллектор, а затем распределяется между циклонными элементами.
Батарейные циклоны - представляют собой объединение большого числа малых циклонов
(мультициклонов) в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель увеличения
эффективности очистки. Схема батарейного циклона приведена на рисунке 5-а. Элементы батарейных
циклонов (рисунок 5-б,в) имеют диаметр 100, 150 или 250 мм. Оптимальная скорость газов в элементе
лежит в пределах от 3,5 до 1,75 м/с, а для прямоточных циклонных элементов от 11 до 13 м/с.
Рисунок 4 Батарейный циклон:
а - схема: 1 - корпус, 2 - распределительная камера; 3 - решетки; 4 - циклонный элемент, б элемент с направляющим аппаратом типа «винт»; и - элемент с направляющим аппаратом типа
«розетка».
Очистка газов в фильтрах
В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтра ции газа через
пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит
сквозь нее.
Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они
состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы;
гибкие пористые перегородки - тканевые материалы из природных, синтетических или
минеральных волокон; нетканые волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные
материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые чисты (губчатая резина, пенополиуретан,
мембранные фильтры);
полужесткие пористые перегородки - слои волокон, стружка, вязаные сетки,
расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 170 из 48
жесткие пористые перегородки - зернистые материалы (пористая керамика или пластмасса,
спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.);
волокнистые материалы (сформированные слон из стеклянных или металлических волокон);
металлические сетки и перфорированные листы.
В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности
зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил
диффузии, инерции и электростатического притяжения.
В фильтрах уловленные частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на
поверхности перегородок, и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц частью
фильтрующей среды. По мере накопления пыли пористость перегородки уменьшается, а
сопротивление возрастает. Поэтому возникает необходимость удаления пыли и регенерация фильтра.
В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры условно
разделяют на три класса:
фильтры тонкой очистки — предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью
(более 99%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с низкой входной
концентрацией (менее 1 мг/м 1) и скоростью фильтрования менее 10 см/с. Фильтры применяют для
улавливания особо токсичных частиц, в также для ультратонкой очистки воздуха при проведении
некоторых технологических процессов. Они не подвергаются регенерации;
воздушные фильтры — используют в системах приточной вентиляции и кондиционирования
воздуха. Работают при концентрации пыли менее 50 мг/м 3, при высокой скорости фильтрации-до 2,5-3
м/с;
промышленные фильтры (тканевые, зернистые, грубо волокнистые) применяют для очистки
промышленных газов концентрацией до 60 мг/м 3. Фильтры регенерируются.
Тканевые фильтры. Эти фильтры нашли широкое распространение. Возможности их
использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к
воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение среди них получили рукавные
фильтры (рисунок 5).
Корпус фильтра представляет собой металлический
шкаф, разделенный вертикальными перегородками на
секции, в каждой из которых размещена группа
фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены
и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим
механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком
для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций
производится поочередно.
Рисунок 5 Рукавный фильтр:
1- корпус;
2- встряхивающееустройство;
3- рукав;
4- распре делительная решетка.
В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани,
изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем сволачивання или механического
перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных тканях размер
сквозных пор между нитями достигает 100 - 200 мкм.
К тканям предъявляют следующие требования:
1. высокая пылеемкость при фильтрации;
2. сохранение оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запы ленном
состоянии;
3. высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократ ных изгибах,
стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии
химических примесей;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Ред. № от 19. 09.2013
Страница 171 из 48
4. способность к легкому удалению накопленной пыли;
5. низкая стоимость.
2 Очистка газов в мокрых пылеуловителях
Мокрые пылеуловители имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с аппаратами
других видов. Достоинства:
1. небольшая
стоимость
и
более
высокая
эффективность
улавливания
взвешенных частиц;
2. возможность использования для очистки газов от частиц размером до
0,1 мкм;
3. возможность
очистки
газа
при
высокой
температуре
н
повышенной
влажности;
4. возможность наряду с пыл ям и одновременно улавливать парообразные
и газообразные компоненты.
Недостатки:
1 выделение уловленной пыли в виде шлама, что связана с необходимостью обработки
сточных вод, то есть удорожанием процесса;
2 возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах;
3 в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации
антикоррозионными материалами.
В мокрых пылеуловителях в качестве орошающей жидкости чаще всего используется вода. В
зависимости от поверхности контакта или по способу действия их подразделяют на 8 видов:
1. полые газопромыватели; 2. насадочные скрубберы; 3. тарельчатые (барботажные и пенные);
4.
с
подвижной
насадкой;
5.
ударно-инерционного
действия
(ротоклоны);
6. центробежного действия; 7. механические газопромыватели; 8. скоростные газопромыватели
(скрубберы Вентури и эжекторные).
Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные). Наиболее распространены пенные
аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом (рисунок 6). Тарелки с переливом
имеют отверстия диаметром 3-8 мм
Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми.
Дырчатые тарелки имеют отверстия диаметром 4 - 8 мм. Ширина щелей у остальных конструкций
тарелок равна 4 - 5 мм. Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии
газа и жидкости.
Рисунок 6
Пенные пылеуловители
(газопромыватели):
а — с переливной тарелкой, б — с
провальной тарелкой;
1- корпус,
2- тарелка;
3- приемная коробка;
4- порог;
5- сливная коробка;
6- ороситель.
Газопромыватели ударно-инерционного действия.
В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока о
поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия
различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной взвеси в сепаратор жидкой
фазы В результате такого взаимодействия образуются капли диаметром 300 — 400 мкм.
Наиболее простым по конструкции является аппарат, показанный на рисунке 7. Газ с большой
скоростью входит в колонну. При повороте на 180 о происходит инерционное осаждение частиц пыли
на каплях жидкости. В основе Процесса осаждения лежит «механизм удара». Имеются и другие
конструкции аппаратов этого типа (скруббер Дойля).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2012
Рисунок 7
Пылеуловитель
инерционного действия:
1 - входной патрубок;
2 - резервуар с жидкостью;
3 - сопло
Ред. № от 19. 09.2013
ударно-
Рисунок 8 Скруббер Дойля. 1 - труба;
2 - конус; 3 - перегородки.
Страница 172 из 48
Схема скруббера Дойля приведена на рисунке 8. В нижней части трубы установлены конусы для
увеличения скорости выхода газа. В щели она равна 35 -55 м/с. Газ ударяется о поверхность жидкости,
создавая завесу из капель. Гидравлическое сопротивление газопромывателя от 500 до 4000 Па,
удельный расход жидкости составляет 0,13 л/м
Газопромыватели центробежного действия. Наиболее распространены цен тробежные
скрубберы, которые по конструктивному признаку можно разделить на два вида:
1.
аппараты, в которых закрутка газового потока осуществляется при помощи
центрального лопастного закручивающегося устройства;
2.
аппараты
с
боковым
тангенциальным
или
улиточным
подводом
газа.
Последние орошают через форсунки, установленные в центральной части
аппарата, кроме того, жидкость, стекающая по внутренней поверхности стенки аппарата,
образует пленку.
Рисунок 9. Мокрые пылеуловители.
а- циклон с водяной пленкой;
1- входной патрубок;
2- выходной патрубок;
3- кольцевой коллектор;
4- сопло.
б- Скруббер Вентури с выносным
каплеуловителем.
1-труба-распылитель;
2-циклон-пылеуловитель.
Большинство центробежных скрубберов имеют тангенциальный подвод
газов и пленочное орошение. Схема циклона с водяной пленкой представлена на рисунке
9-а. Такие аппараты используют для очистки любых видов не цементирующейся пыли. Дня
создания на внутренней поверхности стенки пленки воды, ее тангенциально вводят в аппарат через рад
трубок, расположенных в верхней его части.
Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури). Основной частью ап паратов является
труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление орошаемой жидкости газовым
потоком, движущимся со скоростью 40 - 150 м/с (рисунок 9-6).
Очистка газов в электрофильтрах
В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В
процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них
частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под
действием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам.
Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам; воздействием
электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий
поля) и диффузией ионов. Первый механизм преобладает при размерах частиц более 0,5 мкм, второй менее 0,2 мкм. Для частиц диаметром 0,2 - 0,5 мкм эффективны оба механизма.
Таким образом, электроочистка включает процессы образования ионов, зарядки пылевых
частиц, транспортирования их к осадительным электродам, периодическое разрушение слоя
накопившейся на электродах пыли и сброс ее в пылесборные бункеры. Наиболее
распространенными являются трубчатые электрофильтры (рисунок 10), где осадительные электроды
представляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены коронирующие
электроды. Запыленный газ движется по вертикальным трубам диаметром 200 - 250 мм. Пыль оседает
на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего устройства ее удаляют в бункер.
Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01
до 100 мкм при температуре газов до 400 - 450 С. Гидравлическое сопротивление их достигает
150 Па.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 174 из 218
Рисунок 10 Трубчатый электрофильтр:
1- осадительный электрод;
2— коронирующий электрод; 3 — рама;
4 - встряхивающее устройство; 5 – изолятор.
Выcокотемпературное обезвреживание газов
Методы прямого сжигания применяют для обезвреживания газов от легко окисляемых
токсичных, а также неприятно пахнущих веществ (НПВ). Их преимуществами является относительная
простота аппаратурного оформления и универсальность использования, так как на работу термических
нейтрализаторов мало влияет состав обрабатываемых газов. Суть высокотемпературного сжигания
заключается в окислении обезвреживаемых компонентов кислородом. Они применимы для
обезвреживания практически любых паров и газов, продукты сжигания которых менее токсичны, чем
исходные вещества. Процесс проводят в обычных или усовершенствованных топочных устройствах, в
промышленных печах и топках котельных агрегатов, а также в открытых факелах. Принципиальные
схемы термических нейтрализаторов представлены на рисунке 11.
Рисунок 11 Схемы термических нейтрализаторов
промышленных газовых отходов без теплообменника (а) и
с теплообменником (б).
Конструкция нейтрализатора должна обеспечивать
необходимое время пребывания обрабатываемых газов в аппарате при температуре, гарантирую щей
возможность достижения заданной степени их обезвреживания (нейтрализации). Время пребывания
обычно составляет 0,1 - 0,5 с (иногда до 1 с), рабочая температура в большинстве случаев
ориентирована на нижний предел самовоспламенения обезвреживания газовых смесей и превосходит
температуру воспламенения на 100- 150 С.
Практическое занятие 10
Тема 10
Расчёт эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
загрязнением атмосферы.
Цель занятия. Освоение методики и приобретение навыков расчёта эколого-экономического
ущерба, наносимого окружающей среде загрязнением атмосферы.
Контрольные вопросы:
1 Как проводится укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнения атмосферы.
2 Как и кто осуществляет контроль ПДВ и состояния окружающей среды.
Методические рекомендации:
1 Изучите методику расчёта эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
загрязнением атмосферы.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Произведите расчет по полученному варианту. Сделайте соответствующие выводы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа, 1991,
312с.
3 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
Освоение методики определения интенсивности фотосинтеза по содержанию углерода.
эл
эл
ра
-ра
-
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 175 из 218
Методические рекомендации к выполнению работы:
Воздействие
загрязнений
на
природу,
человека,
здания
и
сооружения,
сельскохозяйственные угодья и т.п. оценивают величиной экономического ущерба, причиняемого
народному хозяйству загрязнением окружающей среды.
Для предупреждения воздействия загрязнений на атмосферу требуются большие затраты
на устройство систем очистки воздуха, на создание санитарно-защитных зон, на удаление
источников загрязнения за пределы города и т.п.
Экономическая оценка ущерба Уа (тенге/год), причиняемого годовыми выбросами
загрязнений в атмосферу, для всякого источника определяется по формуле:
Уа = Уа*Ка fa Р
(19)
где уа - константа, численное значение которой принимается по ставкам платежей,
утверждаемых акимами областей по регионам.
Таблица 9 Ставки платы за загрязнение атмосферы по Восточно-Казахстанской области на
2005-2006 г.( на 2008г. См. приложение)
Показатели ставок платы
Ставки платы, уа
За выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от 568 тенге/ усл.тонна
стационарных источников
За выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от 538 тенге/ усл.тонна
теплоисточников (теплоэлектростанции, котельные), обслуживающие
население
Ка - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над различными
территориями (для территории промышленных предприятий Ка = 4);
Таблица 10
Тип загрязняемой территории
Ка
Курорты, санатории, заповедники, заказники
10
Пригородные зоны отдыха, садовые и дачные кооперативы и товарищества 8
Населенные места с плотностью населения п чел/га*
(0,1 га/чел.) п
Территории промышленных предприятий (включая защитные зоны) и 4
промышленных узлов
fa - поправка, учитывающая характер рассеивания примеси в атмосфере;
Р - приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл.т/год.
Поправку fa определяют в зависимости от скорости оседания частиц: 1. для газообразных
примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с)
принимают :
fa= (100/(100 + *Н)) * (4/ (1 + U)) ,
(20)
где Н - геометрическая высота устья источника, м;
U - среднегодовое значение модуля скорости ветра, м/с;
- безразмерная поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере, вычисляемая
по формуле:
=1+ Т/ 75
(21)
где
T- среднегодовое значение разности температур в устье источника (трубы) и в
окружающей атмосфере;
2. для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с (сажа, копоть) поправку
определяют по формуле:
для частиц, оседающих со скоростью свыше 20 см/с: fa = 10.
Значение приведенной массы Р годового выброса загрязнений в атмосферу из источника
опреде ют по формуле: усл.т
(22)
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Р=
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 176 из 218
Aj*M j;
где А, - показатель относительной опасности (агрессивности) примеси,
усл.т/т; Mj - масса годового выброса примеси в атмосферу, т/г; п - общее число
примесей, выбрасываемых источником в атмосферу.
А=1/ ПДКс.с .
(23)
где ПДКс.с. - предельно допустимая концентрация вредного вещества среднесуточная,
мг/м3 При оценке ущерба от выбросов необходимо учитывать все выбрасываемые в атмосферу
вещества, включая микропримеси.
Практическое занятие 11
Тема 11
Расчет нормативов предельно допустимого сброса загрязняющих веществ в
водоем.
Цель занятия. Изучение методики и приобретение навыков расчета и установления
предельно допустимых сбросов вредных веществ в ОС сточных вод промышленными
предприятиями.
Контрольные вопросы:
1 Какие ЗВ содержатся в сбрасываемых в ОС сточных водах различными промышленными
предприятиями?
2 Расскажите о мероприятиях по снижению загрязнений водного бассейна.
3 При разработке и оформлении проекта нормативов ПДС какими документами
руководствуются?
5 Дайте определение понятиям: ПДС, ВСС.
6 Кем контролируется соблюдение установленных нормативов?
Методические рекомендации.
1 Самостоятельно изучить методические указания по расчету предельно допустимых
сбросов (ПДС) промышленных источников.
2 Проверка преподавателем домашнего задания - знание методики расчета .
3 Произвести расчёт предельно допустимых сбросов (ПДС) промышленных источников
согласно варианта.
4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа, 1991,
312с.
4 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000
Методические рекомендации к выполнению работы:
Промышленные предприятия являются крупными потребителями чистой воды. Воду
расходуют непосредственно при технологических процессах, для санитарно-гигиенических целей,
в виде теплоносителя (пар), для поливки территории и т.д. На режим образования сточных вод, их
состав и количество влияют вид перерабатываемого сырья, технологический процесс
производства, количество потребляемой воды, местные условия и т.д.
Сточные воды - это воды. Отводимые после использования в бытовой и производственной
деятельности человека и получившие при этом дополнительные примеси (загрязнения), которые
изменили их первоначальный физико-химический состав или физические свойства.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 177 из 218
Показатели, характеризующие состав сточных вод - это показатели характеризующие
общие свойства воды (органолептические, физико-химические), содержание нерастворенных
примесей (взвешенных веществ и их зольность), общее содержание растворенных веществ
(органических и неорганических примесей).
К органолептическим и физическим показателям качества воды относят температуру,
цветность, запах, прозрачность, мутность и плотность. К основным химическим показателям воды
относят определение общей кислотности и щелочности, рН, содержание взвешенных веществ,
содержание жиров, органических примесей и др.
Биохимическая потребность в кислороде ( БПК) указывает на степень загрязнения
сточной воды органическими примесями, способными к биологическому разложению. БПК - это
такое количество кислорода (в мг), которое расходуется на биохимическое окисление
органических веществ под действием аэробных микроорганизмов - минерализаторов. Расход
кислорода определяют на 1 л сточной воды, т.е. БПК имеет размерность мг/л.
Поскольку не все вещества окисляются биохимически, для полной оценки загрязнений
сточных вод определяют химическую потребность в кислороде (ХПК), которая выражает
количество кислорода (в мг), потребного для окисления органических веществ в 1 л сточной
воды. ХПК характеризует полное содержание органических веществ в воде.
Расчет количества отводимых сточныхводпромышленных предприятиях
Количество производственных сточных вод зависит от вида предприятия, его
производительности и от способа водопользования на данном предприятии (приложения 3,4).
На промышленных предприятиях водоотведение осуществляется неравномерно вследствие
неравномерной загрузки оборудования по сменам, а также залпового выпуска отработавшей
воды из резервуаров, ванн или машин, а также специфики технологических процессов. В связи с
этим при расчете объема сточных вод необходимо учитывать коэффициент часовой
неравномерности водоотведения.
Расчет количества воды, отводимой в канализацию на промышленных предприятиях,
осуществляется по формуле:
qM K
Q
,
(24)
T
где
Q - количество производственных сточных вод,
м /ч;
q - норма водоотведения, м3/т;
М - производительность предприятия по перерабатываемому сырью, т/см; К - коэффициент
часовой неравномерности водоотведения; Т - число часов работы в смену. Неравномерность
водоотведения зависит как от времени суток, так и от периода года. Суточный коэффициент
неравномерности водоотведения при 2-х и 3-х сменной работе летом равен 2,5 - 3, зимой при
односменной работе - 1,5.
Основным критерием качества воды любого водного объекта является соотношение
реальных концентраций вредных веществ и соответствующих предельно допустимых
концентраций (ПДК). Основой для нормирования качественного и количественного состава
сбрасываемых сточных вод являются предельно допустимые сбросы (ПДС) вредных веществ.
ПДС - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с
установленным режимом в данном пункте водного бассейна в единицу времени при условии
обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Величины ПДС устанавливают по каждому вредному компоненту сточных вод на
основании соответствующих ПДК и с учетом характеристик водного объекта, в который
поступают стоки.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 178 из 218
Водные объекты подразделяются: по типу - на водоемы и водотоки,
по назначению - на хозяйственно-питьевые (I категория), рыбохозяйственные и
культурно-бытовые (II категория).
Для любой категории водопользования расчет ПДС ведется с учетом ПДК веществ в воде,
а также общих требований к составу и свойствам воды.
Не зависимо от вида загрязнения, типа водного объекта и категории водопользования
величину ПДС (г/ч) рассчитывают по формуле:
ПДС = Q *С Н,
(25)
где Q - наибольший среднечасовой расход сточных вод, м3/ч;
Сн - нормативная концентрация загрязняющих веществ в очищенных сточных водах, г/м3.
Величина концентрации Сн принимается с учетом категории объекта, исходя из величины фоновой концентрации данного вещества в водном объекте до места сброса Сфон.
Для взвешенных частиц, сбрасываемых в водоемы хозяйственно-питьевого
водопользования:
(I категория) Сн < Сфон+0,25,
(26)
для водоемов рыбохозяйственного и культурно-бытового водопользования
(II категория) Сн < Сфон+0,75,
(27)
Нормативные концентрации (г/м ) по другим загрязняющим веществам приведены в
таблице 11.
Таблица 11 Техническая характеристика сточной воды
Наименование загрязняющего вещества
I категория
II категория
Минеральные вещества
1000
1000
в том числе: хлориды
350
300
сульфаты
500
100
БПК
3
6
ХПК
15
30
Азот общий
2
2
Жиры
0
0
Анализ, установленных величин ПДС заключается в сравнении реального массового
сброса М (г/ч) каждого типа вредных веществ с нормативным сбросом. Если выполняется
условие М<ПДС, то очистка стоков не нужна.
Фактический сброс веществ в водоемы определяется по формуле:
M = Q*CP,
(28)
Где Ср - реальная (фактическая) концентрация вещества в сточной воде, г/м .
ЗАДАЧА 5
Вариант 1
Завод плавленых сыров производительностью 75 тонн в смену работает в 2 смены.
Рассчитать:
1. Среднегодовой расход свежей воды (питьевой и технической) в зимний и летний
периоды года.
2. Среднегодовое количество выпускаемых в водоемы сточных вод зимой и летом.
Суточные коэффициенты неравномерности водопотребления и водоотведения: Клетом=2,5;
=
КЗИМОЙ 2,0. Сброс сточных вод осуществляется в реку хозяйственно-питьевого водопользования.
Фактическая концентрация взвешенных веществ Ср= 590мг/л; органических веществ (БПК) Ср=
2350 мг/л. Фоновая концентрация Сф=20 г/м3 по взвешенным веществам. Установить нормативы
ПДС, сделать вывод.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 179 из 218
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Удельные нормы водопотребления и водоотведения
для мясной промышленности (в м на 1 тонну перерабатываемого сырья).
Тип предприятия и Среднегодовой
Среднегодовое ко- Безвозвратное по- Коэффициент измощность
расход
свежей
личество
воды
выпускаемых
требление
в
и потери воды
менения норм в сезоне
(питьевой и технической)
водоемы сточных вод
(летний/ зимний)
Мясокомбинаты и мясоптицекомбинаты производительностью (т/см)
до 30
24,2
19,3
4,9
свыше 30 до 50
20,9
16,5
4,4
свыше 50 до 100
19,6
15,7
3,9
свыше 100
21,9
18,4
3,5
Мясоперерабатывающие заводы производительностью (т/см'
до 30
14,8
12,2
2,8
свыше 30 до 40
16,3
13,3
3
Птицекомбинаты
28,9
-
24,5
4,4
1,2/0,8
1,2/0,8
1,2/0,8
1,2/0,8
1/1
1/1
1,5/0,9
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Удельные нормы водопотребления и водоотведения
в молочной
промышленности (в м3 на 1 тонну перерабатываемого сырья)
Типы предприятий и их Среднегодовой
расход Среднегодовое
Безвозвратное
мощность
свежей
количество
выпускаемых в потребление и
воды (питьевой, техниводоемы сточных вод
потери воды
ческой)
Молокоприемные пункты и сепараторные отделения
2,0
1,7
0,3
Городские молочные заводы производительностью (т/см)
до 50
5,5
4,4
1,1
свыше 50 до 200
6,5
5,2
1,3
свыше 200 до 400
6,0
4,8
1,2
свыше 400
4,5
3,6
0,9
Заводы сгущенных молочных продуктов производительностью (т/см)
до 60 (или до 180 т мо- 5,5
3,9
1,6
лока в сутки)
свыше 60 (более 180 т 5,0
1,5
1,5
молока в сутки)
Заводы сухих молочных продуктов (цельного и обезжиренного молока, ЗЦМ),
маслодельные заводы с цехами сушки, молочно-консервные комбинаты детских продуктов
производительностью (т/сут)
до 300
5,0
3,5
1,5
свыше 300
3,5
3,1
1,4
Маслодельные заводы
-
3,0
Маслосырзаводы производительностью (т/сут)
до 200
4,5
свыше 200
4,0
Сырозаводы производительностью (т/сут)
-
2,6
0,4
3,8
3,4
0,7
0,6
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 180 из 218
до 50
6,0
5,1
свыше 50 до 200
5,5
4,7
свыше 200
5,0
4,3
Маслосырбазы, сыросозревательные базы, заводы плавленых сыров
5,0
4,3
0,9
0,8
0,7
0,7
Практическое занятие 12
Тема 12 Контроль за соблюдением нормативов предельно допустимого сброса на
предприятии.
Цель занятия. Изучение общих требований к составу и свойствам воды водотоков и водоемов в
местах хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и водохозяйственного водопользования
Контрольные вопросы:
1 Укажите ГОСТ определения качества воды.
2 Назовите виды водопользования и дайте им характеристику.
3 Перечислите факторы определяющие химический состав природных вод.
5 Каковы меры снижения расхода питьевой воды?
6 Расскажите о нормативах качества воды.
7.Классы водоемов и их характеристика.
8 Группы природных вод в зависимости от рН.
9 Окислительно-восстановительный потенциал и его влияние на качество вод.
10 Биохимическая потребность в кислороде (БПК), химическую потребность в кислороде
(ХПК).
11 Каковы величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности?
12 Каковы величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности?
13Дайте определение понятиям: гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ) и
гидробиологический индекс сапробности –S.
14
Назовите классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения
воды.
15
Назовите классы качества вод в зависимости от индексов сапробности.
16
Каково содержание кислорода в водоемах с различной степенью загрязненности?
17
Перечислите классы качества воды по микробиологическим показателям.
18
Какие показатели токсичности воды Вы знаите?
19
Кто контролирует качество воды?
Методические рекомендации:
1 Изучить общие требования к составу и свойствам воды водотоков и водоемов в местах
водопользования. Составить конспект.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Написать выводы по теме.
4 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа, 1991,
312с.
4 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000
5 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию. - Семипалатинск,2008.
Нормирование качества промышленных и поверхностных сточных вод
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 181 из 218
Водные объекты подразделяются:
по типу - на водоемы и водотоки,
по назначению - на хозяйственно-питьевые (I категория), рыбохозяйственные и
культурно-бытовые (II категория).



Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта
совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых
надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и
экологическое благополучие водного объекта.
Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды водоемов и
водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного
водопользования.
Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды, называют загрязняющим.
Качество воды оценивается по многочисленным параметрам, величины которых зависят от ее
назначения. Они устанавливаются требованиями СанПиНов, ГОСТов, ОСТов, постановлениями
Правительства, решениями администраций субъектов.
Требование к воде, которое должно быть обеспечено соблюдением стандартов: безопасность воды в
эпидемическом и паразитарном отношении, безвредность по химическому составу и благоприятность по
органолептическим свойствам.
К органолептическим и физическим показателям качества воды относят температуру,
цветность, запах, прозрачность, мутность и плотность. К основным химическим показателям воды
относят определение общей кислотности и щелочности, рН, содержание взвешенных веществ,
содержание жиров, органических примесей и др.
Несмотря на различные величины параметров для каждого вида воды (питьевая, в водоемах зон
рекреации, рыбохозяйственных водоемах, в сточных водах и др.), основные требования можно
объединить в следующие группы.
1.
К
основным
физико-химическим
показателям,
определяющим
органолептические свойства воды, относят привкус, запах, мутность, цветность, а также ПДК
компонентов, которые ухудшают органолептические свойства воды. Привкус, запах, цветность
определяются по специальным шкалам. Для питьевой воды, к примеру, эти показатели «на глаз» не
должны ощущаться. Мутность для той же воды — не более 1,5 мг/л (для сравнения: мутность
речной воды в р. Сыр-Дарья достигает 1500 мг/л, в р. Дон—до 50 мг/л). Перечень веществ, влияющих на органолептические свойства воды, постоянно расширяется. В настоящее время к нему
относят железо, марганец, медь, сульфаты, хлориды, фенолы, хлор и др. Так, для питьевой воды
сухой остаток — не более 1000 мг/л, хлориды — 350 мг/л, железо — 0,3 мг/л, цинк — 5 мг/л, общая
жесткость — 7 мг • экв/л и др.
Минеральную часть воды составляют ионы Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3-. Этими
ионами и обуславливается электропроводность природных вод. Присутствие других ионов,
например Fe3+, Fe2+, Mn2+, Al3+, NO3-, HPO42-, H2PO4-, не сильно влияет на электропроводность.
Таблица 12 Классификация природных вод по минерализации
Категория вод
Минерализация, г/дм3
Ультрапресные
Пресные
Воды с относительно повышенной минерализацией
Солоноватые
<0,2
0,2–0,5
0,5–1,0
1,0–3,0
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Соленые
Воды повышенной солености
Рассолы
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 182 из 218
3–10
10–35
>35
В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды суммарная
минерализация не должна превышать величины 1000 мг/дм3. По согласованию с органами
департамента санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей
обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличение минерализации до
1500 мг/дм3).
2 Органолептические свойства воды во многом связаны с ее кислотностью или
щелочностью. Это оценивается величиной водородного показателя рН. Для питьевой воды он
должен лежать в пределах от 6 до 9.
Значение pH в речных водах обычно варьирует в пределах 6,5–8,5, в атмосферных осадках
4,6–6,1, в болотах 5,5–6,0, в морских водах 7,9–8,3. Концентрация ионов водорода подвержена
сезонным колебаниям. Зимой величина pH для большинства речных вод составляет 6,8–7,4,
летом 7,4–8,2. Величина pH природных вод определяется в некоторой степени геологией
водосборного бассейна.
3 Показатели токсичности воды приводятся в виде ПДК тех веществ, которые могут
встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно. Это достаточно широкий
перечень как неорганических, так и органических компонентов, к которым относятся алюминий, барий, бериллий, ртуть, свинец, хлороформ, дихлорэтан, бенз(а)пирен и др. Для питьевой воды,
например, содержание в мг/л должно быть не более: бериллия — 0,0002; свинца — 0,05; ртути
— 0,001 и т.д.
Причем при обнаружении в воде нескольких веществ однонаправленного действия их
концентрация С проверяется по ПДК; и суммируется так же, как и для воздуха при
определении ПДВ).
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов
питьевого водопользования, воды водных объектов в зонах рекреации, а также воды
водоемов рыбохозяйственного назначения, величина pH не должна выходить за пределы
интервала значений 6,5–8,5.
К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных
объектов относят гидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ и гидробиологический
индекс сапробности S.
Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шести–семи показателям,
которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного
кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК5) является
обязательной.
(29)
где: Ci –концентрация компонента (в ряде случаев – значение параметра);
N – число показателей, используемых для расчета индекса;
ПДКi – установленная величина для соответствующего типа водного объекта.
В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы
(таблица 13). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 183 из 218
биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во
времени, и так далее).
Таблица 13 Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды
Воды
Значения ИЗВ
Классы качества вод
Очень чистые
до 0,2
1
Чистые
0,2–1,0
2
Умеренно загрязненные
1,0–2,0
3
Загрязненные
2,0–4,0
4
Грязные
4,0–6,0
5
Очень грязные
6,0–10,0
6
Чрезвычайно грязные
>10,0
7
Условия сброса сточных вод в водоотводящую сеть населенных пунктов
При расположении промышленного предприятия в черте города или вблизи него загрязнённые
производственные сточные воды могут сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.
Т а б л и ц а 14 Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов
хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Показатели состава и
Категории водопользования
свойств водоема или
для
хозяйственно-питьевого
водо- дня купания, спорта и отдых
водотока
снабжения, а также для водоснабжения пищевых
населения, а также для водоемов в черте
предприятий
населенных пунктов
Взвешенные вещества
Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на
0,25 мг/л
0,75 мг/л
Для водоемов, содержащих в межень более 30 мг/л природных минеральных
веществ, допускается увеличение содержания взвешенных веществ в воде в пределах
5%. Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для проточных водоемов и более
0,2 мм/с для водохранилищ запрещаются
Плавающие
примеси На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки,
(вещества)
пятна минеральных масел и скопление других примесей
Запахи, привкусы
Вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более
2 баллов, обнаруживаемых
непосредственно или при последующем непосредственно
хлорировании
Вода не должна сообщать посторонних запахов и привкусов мясу рыб.
Окраска
Не должна обнаруживаться в столбике
20 см
Температура
Реакция
Минеральный состав
10 см
Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна
повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температурой
воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
Не должна выходить за пределы 6,5—8,5 рН
Не должен превышать сухого
Нормируется по приведеностатка 1000 мг/л, в том числе
ному выше показателю «Привкусы»
хлоридов 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л
Растворенный кислород
Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной
до 12 ч дня
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Биохимическая
требность в кислороде
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 184 из 218
по- Полная потребность воды в кислороде при 20° С не должна превышать:
3,0 мг/л
6,0 мг/л
Продолжение таблицы
Показатели состава и
свойств водоема или
водотока
Категории водопользования
для купания, спорта и отдыха
для
хозяйственно-питьевого
водо- населения, а также для водоемов
снабжения, а также для водоснабжения в черте населенных пунктов
пищевых предприятий
Возбудители заболеваний
Вода не должна содержать возбудителей заболеваний. Сточные воды,
содержащие возбудителей заболеваний, должны быть обеззаражены после
соответствующей очистки. Отсутствие в воде возбудителей заболеваний
достигается путем обеззараживания биологически очищенных бытовых
сточных вод до Коли-индекса не более 1000 в 1 л при остаточном хлоре не
Ядовитые вещества
Немг/л
должны содержаться в концентрациях, оказывающих прямо или
менее 0,5
косвенно вредное действие на организм и здоровье населения
Для предотвращения нарушения технологического процесса биологической очистки
хозяйственно-бытовых сточных вод сбрасываемые воды должны удовлетворять следующим
требованиям:
1. Производственные сточные воды не должны быть агрессивными по отношению к
материалам водоотводящих сетей и сооружений, не должны содержать примесей такой крупности и
такого удельного веса, которые могли бы засорять водоотводящую сеть города.
2. В производственных сточных водах не должно быть горючих примесей: бензина,
нефтепродуктов, эфиров, а также растворенных газообразных веществ, которые могли бы
образовывать взрывоопасные смеси; при биологической очистке городских стоков.
концентрация нефтепродуктов не должна превышать допустимого предела для процесса
биохимической очистки.
3. Температура смеси хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод не должна
превышать 40°С.
4. Сбрасываемые в городскую водоотводящую сеть сточные волы не должны содержать
бактерий, попадающих с продуктами выработки вакцин и сывороток.
5. Средние значения рН не должны превышать значений 6,5-7.
6. Производственные сточные воды, не отвечающие предъявляемым к ним требованиям,
подвергаются предварительной очистке на соответствующих локальных установках;
предусматривается устройство гидравлических затворов в местах выпуска в городскую
водоотводящую сеть. Общие требования к производственным сточным водам, поступающим в
городскую водоотводящую сеть, представлены в таблице 15.
Таблица 15 Общие требования к производственным сточным водам, поступающим в
городскую водоотводящую сеть
Показатель состава и свойств сточных вод
Ед. изм.
Взвешенные вещества
Зольность взвешенных веществ
ВПК
Мг/л
%
Мг/л
Предельно
концентрации (ПДК)
500
30
500
допустимые
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 185 из 218
ХПК
Мг/л
800
РН
6,5-8,5
Температура
°С
40
Порог цветности
Мг/л
1/16
Остаток
Мг/л
2000
Хлориды
Мг/л
350
Сульфаты
Мг/л
500
Эфироулавливаемые вещества
Мг/л
20
Дополнительно для г.Москва:
Сг3+
Мг/л
1
Сг6+
Мг/л
0,1
РЬ
Мг/л
0,1
As
Мг/л
0,05
Hg
Мг/л
0,005
Al
Мг/л
1
Производственные сточные воды, содержащие радиоактивные элементы не разрешается
сбрасывать в водоотводящую сеть города.
Не разрешён также сброс биологически «жестких» поверхностно-активных веществ и
СПАВ.
Практическое занятие 13
Тема 13 Методы и способы очистки сточных вод на промышленных предприятия.
Цель занятия. Изучение современного оборудования применяемого для очистки сточных вод.
Контрольные вопросы:
1Классификация методов и технических средств очистки сточных вод.
2 Механические способы очистки. Технические средства.
3 Физико-химические методы очистки сточных вод. Технические средства.
4 Биологические средства очистки. Технические средства.
Методические рекомендации:
1 Изучить методы и способы очистки сточных вод. Составить конспект.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Написать выводы по теме.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа, 1991,
312с.
3 Родионов А. И. Техника зашиты окружающей среды. - М., Химия, 1989.
4 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
Практическое занятие 14
Тема 14 Расчёт эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
Цель занятия. Освоение методики и приобретение навыков расчёта эколого-экономического
ущерба, наносимого окружающей среде загрязнением гидросферы.
Контрольные вопросы:
1 Как проводится укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнения гидросферы.
2 Как и кто осуществляет контроль ПДС и состояния окружающей среды.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 186 из 218
Методические рекомендации:
1 Изучите методику расчёта эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
загрязнением гидросферы.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Произведите расчет по полученному варианту. Сделайте соответствующие выводы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа, 1991,
312с.(287)
2 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Освоение методики определения интенсивности фотосинтеза по содержанию углерода.
Методическа выполнения работы:
Экономическую оценку годового ущерба Ув (тенге/год) от годичного сброса загрязняющих
примесей в конкретный водохозяйственный участок некоторым источником определяют по
формуле:
Ув = В Ак Р,
(30)
где В - константа, численное значение которой принимается по ставкам платежей,
утверждаемых Акимами областей по регионам;
Таблица 16 Ставки платы за загрязнение гидросферы по Восточно - Казахстанской
области на 2005-2006 г.
Показатели ставок платы
За сбросы сточных в водоемы и загрязнение подземных вод
За сбросы сточных вод в водоемы для предприятий жилищнокоммунального хозяйства
За сброс сточных вод на рельеф, поля фильтрации, накопители,
земледельческие поля орошения
Ставки платы, В
7300 тенге/у сл. тонна
6000 тенге/усл.тонна
12 тенге/м
Ак- константа для различных водохозяйственных участков,(для участка реки куда
производится сброс Ак = 2,6);
Р - приведенная масса годового сброса примесей данным источником в водохозяйственный
участок, усл.т./год.
*Р = АiМi
или
(31)
i =l
P = A1M1+A2-M2+. + AnMn,
(32)
где Aj - показатель относительной опасности сброса i-ro вещества в водоемы, усл.т./т.
Для каждого загрязняющего вещества: Аi = 1/ПДК,
(33)
где ПДК - предельно допустимая концентрация i-ro вещества в воде объектов,
используемых для рыбохозяйственных целей.
Mj - общая масса годового сброса i-й примеси оцениваемым источником, т/год.
Mi=CPiQ,
(34)
где Q - объем годового сброса сточных вод данным источником в водоем, млн. м /год,
Cpi - реальная (фактическая) концентрация примеси.
При отсутствии утвержденного значения ПДК при определении Aj допускается вместо
ПДК для рыбного хозяйства использовать утвержденное значение ПДК i-ro вещества для
хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
Если в действующих нормах ПДК нужное вещество не указано, то для оценки ущерба
принимают значение Аi = 510Е4 усл.т./т.
Оценка экономического ущерба от загрязнения окружающей среды является основной при
разработке комплекса природоохранных мероприятий.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 187 из 218
4 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОРА СТУДЕНТОВ
4.1 Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студента.
При кредитной системе обучения предъявляются высокие требования к повышению
качества организации самостоятельной работы студента, которая включает выполнение
различных домашних заданий.
Самостоятельная работа студента - одна из форм учебной работы при кредитной системе
обучения, которая проводится САМОСТОЯТЕЛЬНО в виде рефератов, план написания которого
обсуждается с преподавателем на консультациях.
4.2 Перечень тем самостоятельной работы.
4.1 Краткая история формирования и развития экологических знаний.
Взаимосвязь экологии с другими науками. Роль экологии в решении практических задач.
5.2 Специфические особенности действия антропогенного фактора.
4.3 Классификация живых организмов. Метаболические процессы в живых организмах..
4.4 Факторы. изменяющие генетическую структуру популяции.
4.5 Регуляция численности популяции (гомеостаз популяции, факторы, зависимые и независимые
от плотности популяции).
4.6 Межвидовая конкуренция в сообществе. Принцип Гаузе. Экологическая ниша. Поток энергии
в экосистеме.
4.7 Целостность и устойчивость экосистем, механизмы устойчивости.
Критерии и основные показатели устойчивости природных экосистем.
4.8 Место человека в экологической системе
(Факторы риска и их классификация. Влияние факторов- генетических, состояния ОС, образа
жизни на здоровье человека.
Доминирующие факторы риска и их проявление в современном обществе).
4.9 Рост производства и нагрузки на окружающую среду.
4.10 Деятельность международных организаций по научной разработке теории устойчивого
развития.
4.11 Экологически чистые источники энергии как компоненты устойчивого развития экосистем и
общества.
4.12 Дифференциация антропогенной нагрузки на окружающую среду в зависимости от типа
цивилизации на различных ступенях ее развития.
История взаимодействия природы и общества: основные этапы (биогенный, аграрный,
промышленный, информационный), особенности и уроки.
4.13 Ресурсный кризис, причины и последствия, пути решения.
Изменение генофонда, возрастание общей агрессивности среды, новые виды воздействий на
живые организмы.
Войны и терроризм: экологические последствия. Военно-промышленный комплекс и среда
обитания.
4.14 Роль экологического образования и просвещения в обеспечении устойчивого развития
человечества.
4.15 Методы и критерии оценки состояния окружающей среды.. Экологический мониторинг,
принципы его организации. Химический, физический и биологический мониторинг.
Экологическое образование и воспитание населения в РК..
5.16 Способы, методы и технические средства защиты воздушно бассейна.
5.17 Мероприятия по защите вод от загрязнения и истощения водных ресурсов.
5.18 Способы, методы и технические средства защиты водного бассейна.
5.19 Очистка воды, способы: механическая, химическая и биологическая.
1 Первобытное общество и природа.
4.3 Список учебно-методических пособий разработанных автором.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 188 из 218
1 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007.
2 Григорьева И.Я. Пособие для самостоятельного изучения экологии.- Семипалатинск, 2007.
3 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
4 Тестовые задания оценки знаний студентов: ( 1-я и 2-я контрольные точки).
5 Экзаменационные тестовые задания.
6 Тестовые задания для подготовки к ПГК.
4.4 Тестовые задания для текущего контроля .
Какой
уровень
организации
живых
Коллоквиум 1 (тема 7)
$$$ 1
организмов изучает аутэкология?
Назвать среды жизни
А. Клеточный:
А. Вода, поверхность земли, горы;
В. Тканевой:
В. Почва, вода, воздушная оболочка;
С. Организменный:
С. Почвенная среда, вода, поверхность
D. Биоценоз:
земли, воздушная оболочка;
Е. Популяции.
D. Вода, воздушная оболочка земли, почва,
организм;
$$$ 7
Е. Океан, поверхность земли, организм.
Что такое стенобионтность?
$$$ 2
А. Высокая экологическая выносливость
Кто ввел термин “Экология”?
/устойчивость/
А. Аристотель:
В. Устойчивость к высоким температурам:
В. Ч. Дарвин:
С. Максимальное значение экологических
С. В. Вернадский.
факторов.
D. Э. Геккель
D. Устойчивость к незначительными
Е. И. Павлов
изменениям экологических факторов:
Е. Устойчивость к холоду
$$$ 3
Что изучает экология?
$$$ 8
А. Все живые организмы
Что способствует широкому расселению
В. Влияние человека на окружающую среду живых организмов?
С. Влияние загрязнения на окружающую
А.
Приспособление
к
химическому
среду
загрязнению среды
D. Взаимодействие организмов между собой
В. Стенобионтность
и окружающей средой.
С. Пойкилотермность
Е. Окружающую среду
D. Эврибионтность
Е. Приспособленность к негативному
$$$ 4
влиянию среды.
Что изучает синэкология?
А Отдельных: особей
$$$ 9
В. Виды и популяций:
Что относится к биологическим факторам?
С. Популяции
А. Свет
D. Виды
В. Радиация
Е. Сообщества
С. Температура
D. Комменсализм
$$$ 5
Е. Давление
Что изучает аутэкология?
А. Связь популяций с окружающей средой:
$$$ 10
В. Связь организмов между собой:
Приспособления к изменениям факторов
С. Отдельные особи, биоценозы исреды:
популяции:
А. Экологическая толерантность
D. Особей, виды, популяции:
В. Экологическая адаптация
Е. Биогеоценозы.
С. Оптимум
D. Активность
$$$ 6
Е. Стенобонтность
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
$$$ 11
Что из перечисленного относится
антропогенным факторам?
А. Продолжительность дня
В. Количество 02 в воде
С. Развитие промышленности
D. Приливы и отливы
Е. Температура.
к
$$$ 12
Что такое толерантность?
А. Выносливость организмов
В. Адаптация
С. Видообразование
D. Адаптация к конкретным условиям среды
Е. Приспособление к высокой температуре.
Страница 189 из 218
В. Перегной
С. Свет
D. Питание
Е. Влажность
$$$ 18
Как называется выносливость организмов к
изменениям факторов среды?
А. Экологическая влажность
В. Экологическая приспособляемость
С. Толерантность
D. Эврибионтность
Е. Стенобиотность
$$$ 19
Что в первую очередь влияет на цветение
растений?
$$$ 13
А. Влажность
Что такое эврибионтность?
В. Температура
А. Устойчивость к высоким температурам
С. Длительность дня
В. Видообразование
D. Смена дня и ночи
С. Экологическая устойчивость
Е. Количество 02 в воздухе
D. Большое влияние экологических факторов
Е. Ответ на изменения живой природы.
$$$ 20
Как называется влияние окружающей среды
$$$ 14
на организм?
Какой из факторов является определяющим?
А. Экологические факторы
А. Температура
В. Биосфера
В. Перегной
С. Абиотические факторы
С. Влажность
D. Биотические факторы
D. Количество 02 в воде
Е. Антропогенные факторы
Е. Давление
$$$ 21
$$$ 15
Какой спектр света необходим при
Какие виды относят к экологически нефотосинтезе?
приспособленным?
А. Зеленый
А. Стенобионтные
В. Синий
В. Эврибионтные
С. Фиолетовый
С. Эвритермные
D. Красный
D. Эврифоты
Е. Желтый
Е. Ксерофиты.
$$$ 22
$$$ 16
Что
относится
к
абиотическим
Какой из факторов характерен для рельефа иэкологическим факторам?
почвы?
А. Влажность, свет температура
А. Абиотический
В. Симбиоз, давление, свет
В. Биотический
С. Загрязнение воды, хищничество
С. Эдафический
D. Конкуренция, хищничество
D. Антропогенный
Е. Комменсамум, свет, давление
Е. Климат
$$$ 23
$$$ 17
Что относится к факторам, загрязняющим
Какой фактор является ограничивающим дляокружающую среду?
пустынь?
А. Вулканы
А. Температура
В. Выхлопные газы, смог
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
С. Пыльные бури
D. Землетрясение
Е. Все перечисленные факторы
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Е.
Через
изменения, миграцию.
Страница 190 из 218
анатомо-морфологические
$$$ 29
$$$ 24
Что
называется
ограничивающими
Что такое ограничивающая температура?
факторами?
А. Температура, превышающая температуру
А. Фактор, ускоряющий созревание плодов
развития
растений
В.
Температура,
не
способствующая
В. Фактор, ограничивающий существование
нормальному развитию организма.
живых организмов.
С. Удобная для всех организмов температура
С. Фактор, ускоряющий или замедляющий
D. Высокая температура
развитие организмов
Е. Низкая температура
D.
Недостающие
или
чрезмерно
действующие факторы.
$$$ 25
Е. Растения, питающиеся животными
У кого из животных плохо развита
регуляция воды в организме?
$$$ 30
А. Ящерица
Выбери правило Аллена
В. Сурок
А. У северных животных толстый и
С. Улитка
пушистый мех
D. Мышь
В. У северных гомойотермных животных
Е. Верблюд
поверхность тела большая
С. У северных животных выступающие
$$$ 26
части тела небольшие
Энергия солнца, действующая на растения,
D. Определение о выступающих частях тела
….
гомойотермных животных
А. Полностью усваивается
Е. Определение о шерстном покрове
В. Преломляется
С. Используется только для согревания
$$$ 31
D. Не используется совсем
На
какие
основные
группы
делят
Е. Используется для фотосинтеза
экологические факторы?
А.
Климатические
абиотические,
$$$ 27
антропогенные;
О чем правило Бергмана?
В.
Абиотические,
биотические,
А. У северных животных мех толстый иантропогеные;
пушистый
С.
Эдафические,
физические,
В. У северных гомойотермных животныхбиотехнические;
поверхность тела большая по сравнению с южными
D.
Абиотические,
гидрологические,
С.
Регуляция
численности
особейэдафические.
противоположного пола.
D.
Понятия
о
выростах
тела
у
$$$ 32
гомойотермных животных
Что такое пеcсимум?
Е. Определение о толщине меха животных
А. Прямое влияние экологических факторов;
В. Состояние покоя растений;
$$$ 28
С. Пассивные движения животных в
Как
приспосабливаются
животные
кбиоценозах;
изменению температуры окружающей среды?
D. Действие неблагоприятных факторов;
А.
Через
изменение
анатомических,
Е. Действие доступных факторов.
морфологических, физиологических признаков и
поведение.
$$$ 33
В. Через зимнюю спячку, миграцию,
Кто
из
ученых
дал
определение
физиологические приспособления
экологического минимума?
С.
Через
анатомо-морфологические
А. А. А. Тенсли;
приспособления.
В. В. Ю. Либих;
D. Через летний и зимний сон.
С. В. Вернадский;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
D. Г. Гаузе;
Е. Ч. Дарвин.
$$$ 34
К каким экологическим факторам относят
создание заповедников?
А. Биотическим;
В. Антропогенным;
С. Абиотическим и биотическим;
D. Эдафическим;
Е. Биотическим и антропогенным.
$$$ 35
Что такое оптимум?
А.
Невыгодные
для
существования
организмов величины экологических факторов;
В. Неблагоприятные факторы;
С. Благоприятные факторы;
D. Опасные факторы;
Е. Факторы, повышающие воспроизводство.
Страница 191 из 218
Е. Нейстон.
$$$ 40
Кто относится к пелагиальным организмам?
А. Планктон, бентос;
В. Нектон, плактон;
С. Бентос;
D. Нектон, плактон, бентос;
Е. Планктон.
$$$ 41
Назови экологические зоны океана?
А. Бентос, пелагиаль;
В. Пектон;
С. Плактон;
D. Пелагиаль, бенталь;
Е. Нектон, планктон, пелагиаль.
$$$ 42
Назови свойства воды.
А. Поглощает солнечные лучи;
В. Не поглощает солнечные лучи;
С. Преломляет все составные солнечного
$$$ 36
Как называется высокая валентность по
отношению к температуре?
света;
А. Эврибионтность;
D. Не пропускает солнечные лучи на дно;
В. Ксенобионтность;
Е. Нет правильного ответа.
С. Эвритермность;
D. Стенотермность;
$$$ 43
Е. Термофильность.
Виды,
предпочитающие
высокие
температуры:
$$$ 37
А. Криофилы;
До
какой
глубины
гидросферы
В. Псаммофилы;
распространены живые организмы?
С. Гетерофилы;
А. 100 М;
D. Термофилы;
В. 1500 М;
Е. Монофилы.
С. 3000 М;
D. До глубины, недоступной для солнечных
$$$ 44
лучей;
Что такое бентос?
Е. До глубины океана.
А. Пелагиальные организмы;
В. Глубоководные организмы;
$$$ 38
С. Организмы соленых водоемов;
Что такое среда обитания?
D. Ныряльщики;
А. Вся среда окружающая живой организм;
Е. Нет правильного ответа.
В. Благоприятные для организмов факторы;
С. Жилище;
$$$ 45
D. Окруженный район;
Выбери
среду
обитания
для
Е. Биотоп.
взаимоотношения «хозяин-паразит»:
А. Нисшие растения;
$$$ 39
В. Высшие растения;
Как называются организмы, обитающие
С. Зоопланктон;
глубоко под водой?
D. Фитопланктон;
А. Перифитон;
Е. Птицы.
В. Планктон;
С. Бентос;
$$$ 46
D. Нектон;
Кто продуценты океанов?
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
А. Нисшие растения
В. Высшие растения;
С. Зоопланктон;
D. Рыбы;
Е. Птицы.
$$$ 47
Что такое детрит?
А. Перегной;
В. Горы;
С. Гидатофиты;
D. Гидробионты;
Е. Мезофилы.
$$$ 48
Кто является продуцентами океана?
А. Нисшие растения;
В. Цветковые;
С. Зоопланктон;
D. Рыба;
Е. Птицы.
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 192 из 218
С. Изменение влажности;
D. Спектра солнечных лучей;
Е. Преломление лучей у поверхности земли.
$$$ 53
Что такое биологические часы?
А. Процессы, регулирующие многообразия
биоценозов;
В.
Процессы,
регулирующие
продолжительность периодов жизнедеятельности;
С. Процессы, регулирующие численность
популяции;
D. Процессы, регулирующие взаимодействие
организмов между собой;
Е. Процессы, регулирующие численность
самок и самцов.
$$$ 54
Какие
организмы
относятся
к
пойкилотермным?
А. Растения;
В. Птицы;
$$$ 49
С. Млекопитающие;
Что стимулирует у живых организмов
D. Растения и млекопитающие;
ростовые процессы и подготовку к размножению?
Е. Беспозвоночные и млекопитающие.
А. Продолжительность дня;
В. Температура;
$$$ 55
С. Погода;
Кто такие гомойотермные животные?
D. Влажность;
А. У которых отсутствуют обмен веществ,
Е. Содержание кислорода.
терморегуляция и непостоянные;
$$$ 50
В. С постоянной температурой тела;
Каковы
физические
пути
регуляции
С. Не имеющие терморегуляцию;
температуры тела?
D. Холоднокровные животные;
А. Увеличение теплообмена;
Е. Разные организмы.
В. Поиск укрытия;
С. Изменение состояние тела;
$$$ 56
D. Испарение при дыхании;
Какие растения относятся к мезофитам?
Е. Потоотделение.
А. Засухоустойчивые;
В. Влаголюбивые;
$$$ 51
С. Обитающие в местах с низкой
Что такое фотопериодизм?
влажностью;
А. Приспособление к продолжительности
D. Встречаются в местах со средней
дня;
влажностью;
В. Приспособление видов к окружающей
Е. Растут в воде.
среде;
С. Смена дня и ночи;
$$$ 57
D. Изменение свойств организма;
Экологически устойчивые виды:
Е. Влияние света.
А. Стенобионты;
В. Эврибионты;
$$$ 52
С. Эвритермы;
От чего зависят суточные изменения
D. Встречаются в местах со средней
поведения животных?
влажностью;
А. Изменений освещения, длины светового
Е. Растут в воде.
дня;
В. Изменение температуры;
$$$ 58
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Кто относится к ночным животным?
А. Мухи;
В. Саранча;
С. Пчела;
D. Тараканы;
Е. Дневные птицы.
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 193 из 218
С.
Достаточность
необходимой
для
организма пищи;
D. Устойчивость вида к меняющимся
условиям среды;
Е. Квартирантство.
$$$ 65
$$$ 59
Кто такие олигофаги?
Кто такие стеногидробионты?
А. Животные, питающиеся небольшим
А. Организмы, живущие в среде сколичеством растений и другими животными.
постоянной влажностью;
В. Питающиеся органическими остатками
В. Адаптированные животные;
С. Организмы, не зависимые от разнообразия
С. Адаптированные к различной влажностии плодородия почвы.
животные;
D.
Глубоководные
с
низкой
D. Адаптированные к высокой температуре; производительностью организмы
Е. Адаптированные к низкой и высокой
Е. Морские донные организмы
температурам.
$$$ 66
$$$ 60
Какие животные относятся к некрофагам?
Где растут эвтрофные растения?
А. Питающиеся детритом;
А. В плодородных почвах;
В. Питающиеся трупами;
В. В бедных, песчаных почвах;
С. Растительноядные;
С. В соленых почвах;
D. Неприхотливые в еде;
D. В частично плодородных почвах;
Е. Насекомоядные.
Е. В песке.
$$$ 67
$$$ 61
Что такое фитофагия?
Кто встречается в подвижных песках?
А. Истребление растений животными;
А. Алиготрофы;
В. Растительноядность;
В. Петрофиты;
С. Насекомоядность;
С. Псаммофиты;
D. Самоистребление;
D. Мезотрофы;
Е. Питание органическими остатками.
Е. Гидрофиты.
$$$ 68
$$$ 62
Как называется организмы с высокой
К какой группе относится лягушка?
экологической валентностью?
А. Пойкилотермы;
А. Эврибионты;
В. Ксерофилы;
В. Эврихоры;
С. Гетеротермы;
С. Стенобионты;
D. Гомойотермы;
D. Эвтрофы;
Е. Эвригалинные организмы.
Е. Эврифонты.
$$$ 63
К какой группе относится кит?
А. Паразиты;
В. Пойкилотермы;
С. Мезофиллы;
D. Геобионты;
Е. Гомойотермы.
$$$ 69
Кто такие виды–индикаторы?
А. Показатели продуктивности биоценоза;
В. Виды- строители;
С. Виды, характеризующие состояние
окружающей среды;
D.
Виды,
характеризующие
форму
биоценоза;
Е. Редкие виды.
$$$ 64
Что такое эврибионтность?
А. Продолжительное употребление пиши;
$$$ 70
В. Процессы, способствующие размножению
Какие
организмы
в течение всего года;
пойкилотермным?
относятся
к
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 194 из 218
А. Имеющие собственную температуру и
механизмы регуляции;
$$$ 76
В. У которых очень высокий обмен веществ;
Как называется совокупность особей,
С.
Холоднокровные,
не
имеющиеобладающих
сходством
морфологических,
терморегуляцию;
физиологических и биохимических особенностей,
D. С постоянной температурой тела;
дающих плодовитое потомство и занимающих один
Е. Нет правильного ответа.
и тот же ареал?
А. Биогеоценозы;
$$$ 71
В. Экосистемы;
Не
связанные
с
дном,
свободно
С. Популяции;
перемещающиеся в воде, организмы называются:
D. Биотопы;
А. Планктон;
Е. Биоценозы.
В. Нектон;
С. Плейстон;
$$$ 77
D. Нейстон;
Демэкология - это:
Е. Бентос.
А. Экология популяций;
В. Экология сообществ;
$$$ 72
С. Глобальная экология;
Сколько
способов
терморегуляции
у
D. Синэкология;
животных?
Е. Биоценология.
А. 2;
В. 4;
$$$ 78
С. 6;
К какой характеристике численности
D. 3;
популяции
относится
увеличение
Е. 5.
количества особей в единицу времени?
А. Смертность;
$$$ 73
В. Скорость роста;
Кто
питается
готовым
органическим
С. Рождаемость;
веществом?
D. Преобладание числа материнских особей;
А. Автотрофы;
Е. Плотность.
В. Редуценты;
С. Консументы;
$$$ 79
D. Продуценты;
Какие популяции относят к устойчивым?
Е. Доминанты.
А. Популяции, не меняющие своей
численности;
$$$ 74
В. Имеющие постоянство численности и
Как называются организмы питающиесяодну и равные рождаемость и смертность;
готовым органическим веществом?
С. Не меняющие половой состав и возраст;
А. Гетеротрофы;
D.
Популяции
с
постоянной
В. Автотрофы;
производительностью;
С. Продуценты;
Е. Гетеротрофные популяции.
D. Хемотрофы;
Е. Фотосинтезирующие.
$$$ 80
Каковы
основные
характеристики
$$$ 75
популяции?
Кто такие виды-индикаторы?
А. Численность, плотность, смертность,
А. Виды, регулирующие производительностьмиграция;
экосистем;
В. Численность, плотность, смертность,
В. Виды-мигранты;
гомеостаз;
С. Виды, определяющие особенности
С. Численность, плотность, возрастной
состояния окружающей среды;
состав, половой состав, гомеостаз, смертность,
D. Виды, определяющие особенностьскорость роста;
строения внешней среды;
D. Численность, плотность, половой состав,
Е. Виды, влияющие на численность другихгомеостаз, миграция;
видов.
Е. Рождаемость.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 195 из 218
$$$ 81
В. Торможение роста одного вида
Что такое гомеостаз популяции?
продуктами выделения другого;
А. Генетическое разнообразие;
С. Выгодное для одного и невыгодное для
В. Чрезмерное увеличение численностидругого взаимоотношение;
популяции;
D.Удобное для одного и не удобное для
С. Постоянство возрастного и половогодругого территориальные взаимоотношение;
состава;
Е. Питание другими видами.
D. Постоянство численности популяции;
Е. Изменение места жилища.
$$$ 87
Что такое конкуренция?
$$$ 82
А. Распространение семян животными;
Какие популяции связаны с территорией?
В. Выгодные для одного и не выгодные для
А.
Географические,
экологические,другого пищевые взаимоотношения;
временные;
С. Борьба за одни и те же экологические
В.
Экологические,
элементарные,условия;
географические;
D. Подавление одних видов другими в
С. Сообщества, экологические, постоянные; биоценозах;
D. Растущие, экологически постоянные;
Е. Квартирантство.
Е. Экологически непостоянные.
$$$ 88
$$$ 83
Что такое биоценоз?
Число особей в популяции, приходящееся на
А.
Атмосфера,
гидросфера,
горы,
единицу объема и
гидрологическое состояние, растения, животные,
площади занимаемой территории, это….
микроорганизмы;
А. Рождаемость;
В..
Единство
растений,
животных,
В. Смертность;
микроорганизмов;
С. Плотность;
С. Районы с одинаковыми природными
D. Гомеостаз;
условиями и живые организмы;
Е. Численность.
D. Сообщества растений и животных;
Е. Правило вертикального расселения
$$$ 84
растений и животных.
Как называется общее число членов
популяции?
$$$ 89
А. Индекс численности;
Кто из ученых в 1877 году ввел термин
В. Многообразия популяции;
“биоценоз”?
С. Плотность;
А. К. Мебиус
D. Экологическая пирамида;
В. Э. Геккель
Е. Численность популяции.
С. В. Вернадский;
D. В. Сукачев;
$$$ 85
Е. А. Тенсли.
Какие популяции постоянные?
А. Не меняющие местообитания;
$$$ 90
В. Имеющие постоянные рождаемость,
Экологическая ниша - это…..
смертность, численность и ареал распространения;
А. Жизненное пространство;
С. Не меняющие возрастной и половой
В. Территория биоценоза;
состав;
С. Совокупность условий жизни внутри
D.
Имеющие
постояннуюэкологической системы, предъявляемых к себе
производительность;
видом;
Е.
Не
имеющие
постоянную
D. Место одной популяции в экосистеме;
производительность.
Е. Биотоп популяции.
$$$ 86
Что такое аменсализм?
А. Конкуренция, борьба;
$$$ 91
Мутуализм – это….
А. Борьба за пищу;
В. Взаимовыгодное сотрудничество;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
С. Выгодное для одного и не выгодное для
другого сотрудничество;
D. Пространственные взаимоотношения;
Е. Поедание одних видов другими.
Страница 196 из 218
D. Нейтрализм;
Е. Хищничество.
$$$ 98
Поедание одним видом пищевых остатков
$$$ 92
другого:
Комменсализм – это….
А. Хищничество;
А. Распространение семян животными;
В. Симбиоз;
В. Выгодное для одного и не выгодное для
С. Амменсализм;
другого взаимоотношения;
D. Паразитизм;
С. Подавляющие (доминантные) виды;
Е. Нахлебничество.
D. Борьба за пищу;
Е. Редкие виды.
$$$ 99
Почему редеет древесный лес?
$$$ 93
А. Из-за старения популяции;
Что такое “экотоп”?
В. Из-за конкуренции внутри видов;
А. Гнездо птицы;
С. Из-за межконкурентной борьбы;
В. Место взаимообмена между биоценозами;
D. Из-за комменсализма;
С. Ареал;
Е. Из-за мутуализма.
D. Место питания;
Е. Биотоп.
$$$ 100
Для
кого
характерна
межвидовая
$$$ 94
конкуренция?
Какие возникают взаимоотношения между
А. Между волками;
видами, занимающих единое
В. Между львами и гепардами;
экологическое пространство?
С. Между паразитами;
А. Объединяются вместе для существования;
D. Между лосем и белкой;
В. Переходят к симбиозу;
Е. Между белой лисой и белым медведем.
С. Комменсализм;
D. Невозможное сосуществование;
$$$ 101
Е. Не мешают друг другу.
Нормальное существование двух видов, не
мешающих друг другу, это:
$$$ 95
А. Аллелопатия;
Кто относится к редуцентам?
В. Мутуализм;
А. Бактерии и грибы;
С. Паразитизм;
В. Высшие растения;
D. Нейтрализм;
С. Водоросли;
Е. Хищничество.
D. Животные;
Е. Низшие растения.
$$$ 102
Сосуществование
в
норе
грызуна
$$$ 96
беспозвоночных животных называют:
Почему волк и лев стоят на одном пищевом
А. Акклиматизация;
уровне?
В. Симбиоз;
А. Крупные размеры;
С. Квартирантство;
В. Обитают на поверхности суши;
D. Нейтрализм;
С. Разная пища;
Е. Комменсализм.
D. Консументы I порядка;
Е. Являются млекопитающими.
$$$ 103
Какой раздел экологии изучает сообщества?
$$$ 97
А. Аутэкология;
Симбиотические отношения, одинаковые
В. Экология животных;
для обоих видов - это:
С. Экология растений;
А. Комменсализм;
D. Популяционная экология;
В. Мутуализм;
Е. Биоценология.
С. Зоохория;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
$$$ 104
Чем определяется богатство биоценоза?
А. Трофическими связями;
В. Молодняком;
С. Объемом;
D. Видовым многообразием;
Е. Экологией.
$$$ 105
С чем связано постоянство природных
систем?
А. С высокой продуктивностью растений;
В. С видовым разнообразием;
С. С микроорганизмами;
D. С органическим составом;
Е. С биомассой организмов.
$$$ 106
Сообщество
организмов,
занимающих
единую
территорию
и
имеющих
взаимосвязи друг с другом, называют:
А. Экосистемой;
В. Биотопом;
С. Биоценозом;
D. Биосферой;
Е. Ярусностью.
$$$ 107
Место обитания биоценоза называют:
А. Экосистемой;
В. Биотопом;
С. Биоценозом;
D. Биосферой;
Е. Ярусностью.
$$$ 108
Какие
биоценозы
относятся
к
ненасыщенным?
А. С бедным видовым разнообразием;
В. С низкой биомассой;
С. Со свободными экологическими нишами;
D. С низкой продуктивностью;
Е. С аридными зонами.
$$$ 109
Какие биоценозы относятся к насыщенным?
А. С высокой биомассой;
В. С высокой продуктивностью;
С. С занятыми экологическими нишами;
D. С богатым видовым разнообразием;
Е. Морские акватории.
$$$ 110
Что характеризует ярусность биоценоза?
Страница 197 из 218
А. Видовой состав;
В. Возрастной состав;
С. Место обитания;
D. Пространственная структура;
Е. Поведение.
$$$ 111
Кто из них редуценты?
А. Гетеротрофы;
В. Растения;
С. Фитофаги;
D. Сапротрофы;
Е. Хищники.
$$$ 112
Кто из них консументы?
А. Фаготрофы;
В. Растения;
С. Фитофаги;
D. Сапротрофы;
Е. Хищники.
$$$ 113
Кто из них зоофаги?
А. Плотоядные животные;
В. Растения;
С. Фитофаги;
D. Сапротрофы;
Е. Хищники.
$$$ 114
Кто из них фитофаги?
А. Гетеротрофы;
В. Растения;
С. Растительноядные животные;
D. Сапротрофы;
Е. Хищники.
$$$ 115
Сукцессия это:
А. Обмен веществ в экосистеме;
В. Изменения биоценоза;
С. Совокупность растений;
D. Совокупность фитофагов;
Е. Совокупность растений и животных.
$$$ 116
Сукцессии бывают:
А. Первичные, смешанные;
В. Вторичные, смешанные;
С. Первичные и вторичные;
D. Сезонные, непрерывные;
Е. Прерывные, поздние.
$$$ 117
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Кто относится к продуцентам?
А. Зеленые растения;
В. Фитофаги;
С. Гетеротрофы;
D. Грибы;
Е. Сапротрофы.
$$$ 118
К консументам относятся:
А. Зеленые растения;
В. Хемотрофы;
С. Грибы, микроскопические организмы;
D. Эфемерные растения;
Е. Животные.
Е. Связано с
органическое вещество.
Страница 198 из 218
видами,
разрушающими
$$$ 124
К гетеротрофам относятся….
А. Обитатели различного климата;
В. Перерабатывающие органические отходы;
С. Уходящие в летнюю спячку;
D. Питающиеся готовыми органическими
веществами;
Е. Эврибионты.
$$$ 125
Сколько видов экологических пирамид?
А. 5;
В. 3;
С. 1;
Е. 4.
$$$ 119
D. 2;
Как
называется
пространственно
определенная совокупность живых организмов
$$$ 126
и среды их обитания, объединенных
Как называют последние формирования
энергетическими взаимодействиями?
относительно устойчивой стадии смены биоценозов,
А. Биоценоз; В. Биотоп;
С.
состоящих в равновесии с окружающей средой?
Экосистема;
А. Экосистемные;
В. Биоценозные;
D. Экологическое пространство;
Е.
С. Климаксы;
Популяция.
D. Сукцессии;
Е. Нет правильного
ответа.
$$$ 120
Термин “экосистема” в 1935 году ввел в
$$$ 127
экологию ученый:
Живые
организмы,
переводящие
А. Э. Геккель; В. Ч. Дарвин; С. А Тенсли; неорганические
вещества
в
органические,
D. К. Мебиус; Е. Е. В. Сукачев.
называются:
А. Консументами;
В.
Симбионатами;
$$$ 121
С. Редуцентами;
Кто ввел в науку термин “Сукцессия” в 1898
D. Продуцентами;
Е. Гетеротрофами.
году?
А. Г. Каулсон; В. В.Вернадский;
С. Э.
$$$ 128
Геккель;
D. Э. Зюсс; Е. Ч. Дарвин.
Живые
организмы,
переводящие
органические вещества в минеральное, называются:
$$$ 122
А. Консументами;
В.
Симбионатами;
Виды пирамид бывают:
С. Редуцентами;
А.
Количественные,
качественные,
D. Продуцентами;
Е. Автотрофами.
энергетические;
В. Пищевые, количественные;
$$$ 129
С. Пирамиды численности, пирамиды
Живые
организмы,
переводящие
биомассы, энергетические;
органические вещества в минеральное, называются:
D. По биомассе, пищевые, количественные;
А. Детритофаги;
В.
Е. По численности и энергетические.
Симбионатами;
С. Редуцентами;
D. Продуцентами;
Е. Автотрофами.
$$$ 123
Почему консументы делятся на 1,2,3
Коллоквиум 2 ( тема 15)
порядок?
$$$ 130
А. Связано с разложением;
Какие группы организмов экосистемы
В. Связано с питанием;
снабжают энергией зеленые растения?
С. Связано с животными, способными
А. Природные гетеротрофы;
переваривать чешую костных рыб;
В. Природные автотрофы;
D. Связано с видами животных;
С. Антропогенные гомоавтотрофы;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
D. Искусственные гетеротрофы;
Е. Антропогенную.
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 199 из 218
А. Биоценоз; В. Фитоценоз; С.
Биогеоценоз; D. Зооценоз;
Е. Биотоп.
$$$ 131
Наземная система, объединяющая на основе
$$$ 138
энергетических взаимодействий сообщество живых
От чего зависит длина цепи питания?
организмов и среду их обитания это:
А. Количества пищи;
А. Природные регионы;
В.
В. Скорости накопления биомассы;
Биогеоценоз; С. Биологические системы;
С. Количества консументов;
D. Экосистемы;
Е.
D. От потери доступной энергии в цепи
Биотопы.
питания;
Е. Числа продуктов.
$$$ 132
От чего зависит высота пирамиды Элтона?
$$$ 139
А. От числа консумента;
При переходе с одного трофического уровня
В. От числа автотрофов;
на другой уровень доступной энергии теряется:
С. От биомассы экосистемы;
А. На 1%;
D. Длины пищевой цепи;
В. На 90%;
Е. От числа редуцентов.
С. На 80%;
D. На 10%;
$$$ 133
Е. На 15%.
Основным компонентом для развития
экосистем является:
$$$ 140
А. Пища;
Какова функция консументов?
В. Минеральные вещества;
А. Переработка остатков экосистемы;
С. Солнечная энергия;
В. Переработка готового органического
D. Химическая энергия;
вещества;
Е. Мертвое-живое вещество.
С. Переработка органических веществ в
минеральные;
$$$ 134
D. Синтез органических соединений из
Как называется постоянство экосистемы?
неорганических;
А. Сукцессия; В. Биоценоз; С. Экотон;
Е. Синтез органических веществ.
D. Гомеостаз;
Е. Климакс
$$$ 141
На что используется энергия в цепях
$$$ 135
питания?
Как называют сообщество животных в
А. Дыхание и размножение;
экосистемах?
В. Рост биомассы, восполнение энергии;
А. Биоценоз; В. Фитоценоз; С.
С. На биологическую продуктивность;
Биогеоценоз;
D. Питание консументов;
D. Зооценоз; Е. Биотоп.
Е. Размножение.
$$$ 136
$$$ 142
Как можно показать трофическую структуру
Как называется прирост массы консументов?
экосистемы?
А. Общий;
В. Начальный; С.
А. Через график энергетического бюджета; Чистый;
В. Через экологическую таблицу;
D. Вторичной продукцией;
Е.
С. Через пирамиду продуктивности;
Первичной продукцией.
D. Через экологические пирамиды;
Е. Через график возрастного состава.
$$$ 143
Как
называется
органическая
масса
$$$ 137
продуцентов?
Как называют сообщества растений в
А. Общая;
В. Начальная; С.
экосистемах?
Чистая;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
D. Вторичной продукцией;
Первичной продукцией.
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Е.
$$$ 144
Как называется среда обитания организма?
А. Экосистема;
В. Биотоп;
С. Биоценоз;
D. Биосфера;
Е. Ярусность.
Страница 200 из 218
$$$ 150
Жизненная оболочка земли это:
А. Гидросфера;
В. Литосфера;
С. Биосфера;
D. Ноосфера;
Е. Атмосфера.
$$$ 151
Как называется совокупность всех живых
организмов?
$$$ 145
А. Живое вещество;
Что такое заповедник?
В. Биогенное вещество;
А. Отдельные природные объекты;
С. Биокостное вещество;
В. Частично охраняемые объекты;
D. Органическое вещество;
С. Территории, освобожденные от других
Е. Организм.
видов деятельности;
D.
Рекреационные
и
территории,
$$$ 152
предназначенные для эстетических целей;
Как называется оболочка земли, связанная с
Е. Нет правильного ответа.
мыслительной деятельностью человека?
А. Биосфера; В. Техносфера;
С.
$$$ 146
Гидросфера; D. Ноосфера; Е. Литосфера.
Когда был организован заповедник “Аксу –
Жабаглы» в Южном Кахахстане?
А. 1925;
$$$ 153
В. 1929;
Какое вещество преобладает в кислотных
С. 1927;
дождях?
D. 1926;
А. Сернистый газ;
Е. 1928.
В. Фреоны;
С. Метан;
$$$ 147
D. Окиси углерода;
Кто автор учения о биосфере?
Е. Окись азота.
А. Э. Зюсс;
В. В. Вернадский;
$$$ 154
С. С.Ю. Либих;
Комплексная система оценки отслеживания
D. Э. Геккель;
окружающей среды называется…
Е. Е.Ч. Дарвин.
А. Кадастр;
В. Дампинг;
$$$ 148
С. Экологическая картография;
Какие элементы относятся к биогенным?
D. Мониторинг;
А. Кальций, фосфор;
Е. Нет правильного ответа.
В. Остатки растений;
С. Живые организмы;
$$$ 155
D. Автотрофы;
Масштабы загрязнения бывают:
Е. Гетеротрофы.
А. Химические, местные, глобальные;
В. Биологические, химические, районные;
$$$ 149
С. Местные, региональные, глобальные;
Обмен каких элементов происходит в
D. Физические, химические, глобальные;
биосфере?
Е. Химические, глобальные, физические.
А. Обмен органических веществ;
В. Поток энергии;
$$$ 156
С. Водный обмен;
Когда принят закон об охране окружающей
D. Обмен газов и газообразных веществ;
среды?
Е. Обмен неорганических соединений.
А. 1993;
В. 1994;
С.
1991;
D. 1996;
Е. 1997;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 201 из 218
Что является предметом исследования
$$$ 157
экологии?
Сколько было сделано ядерных взрывов на
A)
Особи
Семипалатинском ядерном полигоне за 1949-1989
B)
Виды
годы?
C)
Биологические макросистемы
А. 57;
В. 500; С. 350; D. 470; Е. 354;
D)
Клетки
E)
Ткани
$$$ 158
Что
является
причиной
парникового
$$$ 164
эффекта?
Когда окончательно оформилась экология
А. Увеличение концентрации озона;
как самостоятельная наука?
В. Увеличение концентрации углекислого
A)
в начале XIX столетия
газа;
B)
в середине XIX столетия
С. Остатки фреона и метана;
C)
в конце XIX столетия
D. Изменение влажности воздуха;
D)
в начале XX столетия
Е. Нет правильного ответа.
E)
в конце XX столетия
$$$ 159
$$$ 165
В каком году был введен термин Экология?
Какие системы исследует социальная
A)
1855
экология?
B)
1869
A)
общество – окружающая среда
C)
1870
B)
человек – местообитание
D)
1866
C)
биогеоценозы
E)
1890
D)
экосистемы
E)
организм – среда обитания
$$$ 160
Экологи – это:
$$$ 166
A)
наука о жизни
Как называется раздел экологии, изучающий
B)
совокупность
человека
ивзаимоотношения
различных
экологических
окружающей среды
сообществ между собой и окружающей средой?
C)
наука о биоценозах
A)
биоэкология
D)
наука
о
взаимоотношениях
B)
демэкология
живых организмов со средой их обитания
C)
аутэкология
E)
наука об экосистемах
D)
геоэкология
E)
синэкология
$$$ 161
В какое время произошел период развития и
$$$ 167
образования экологии как отдельной науки?
Что такое природная среда?
A)
20-30 гг. XXI века
A)
среда обитания животных
B)
конец XIV века
B)
среда для жизнедеятельности
C)
начало XIX века и 70-80 гг. XXорганизма
века
C)
среда обитания деятельности
D)
начиная с конца XIX века и дочеловека
сегодняшнего периода
D)
среда для производственной
E)
В средневековье
деятельности человека
E)
среда обитания растений
$$$ 162
Термин «Экология» предложен:
$$$ 168
A)
В.И.Вернадским
Какой уровень организации живого является
B)
К.Мебиусом
предметом изучения экологии?
C)
Э.Геккель
A)
клеточный
D)
В.Н.Сукачевым
B)
тканевый
E)
Ч.Элтоном
C)
молекулярный
D)
молеклярно-клеточный
$$$ 163
E)
популяционно-видовой
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 202 из 218
B)
Э.Геккель
$$$ 169
C)
В.Н.Сукачев
Сколько существует сред жизни организмов?
D)
Д.Коммонер
A)
2
E)
В.Шелфорд
B)
3
C)
6
$$$ 175
D)
5
Укажите организмы, приспособленные к
E)
4
резким перепадам температур:
A)
пойкилотермные
$$$ 170
B)
стенотермные
Абиотические факторы наземной среды –
C)
термофильные
это:
D)
эвритермные
A)
зеленые растения
E)
гипотермные
B)
травоядные животные
C)
почвенные организмы
$$$ 176
D)
химический состав воздуха
Назовите второй закон экологии по
E)
Эктопаразиты
Б.Коммонеру:
A)
человек не может жить без
$$$ 171
природы
Совокупность
всех
растительных
B)
рациональное
организмов:
природопользование
A)
фауна
C)
охрана окружающей среды
B)
флоа
D)
все должно куда-то деваться
C)
биота
E)
животные не могут без пищевых
D)
биом
ресурсов
E)
биотон
$$$ 177
$$$ 172
Кто автор закон экологии – «Ничего не
Укажите
закон
о
зависимостидается даром»?
продуктивности растения от вещества находящегося
A)
В.И.Вернадский
в недостатке:
B)
Э.Геккель
A)
закон толерантности
C)
В.Н.Сукачев
B)
закон Шелфорда
D)
Д.Коммонер
C)
закон оптимума
E)
В.Шелфорд
D)
закон Вильяма
E)
закон Либиха
$$$ 178
Кто автор закона «Природа знает лучше»?
$$$ 173
A)
В.И.Вернадский
Сформулируйте закон Либиха:
B)
Э.Геккель
A)
диапазон
между
экологическим
C)
В.Н.Сукачев
минимумом и экологическим максимумом
D)
Д.Коммонер
B)
выносливость
организма
E)
В.Шелфорд
определяется самым слабым звеном в цепи его
экологических потребностей
$$$ 179
C)
при измельчании особей выход
Светолюбивые и сетовыносливые животные:
биомассы с единицы площади в силу более плотного
A)
сциофилы
заселения пространства увеличивается
B)
гелиофобы
D)
мелкие организмы создают меньшую
C)
гелиофилы
биомассу, чем крупные
D)
гидрофилы
E)
выносливость
организма
E)
геобионты
определяется сильным звеном
$$$ 180
$$$ 174
Укажите группу водных организмов:
Кто автор закона толерантности?
A)
пассивно плавающие и активно
A)
В.И.Вернадский
плавающие организмы
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 203 из 218
B)
организмы, выплывающие и не
Слово
«Популяция»
происходит
выплывающие на сушу
латинского «populus» и означает:
C)
плавающие и ныряющие для
A)
государство
добычи пищи
B)
народ, население
D)
организмы, ловящие пищу в
C)
национальность
глубине и на поверхности
D)
вид
E)
планктон, нектон, бентос
E)
класс
от
$$$ 181
$$$ 187
Укажите количество экологических групп
Дайте определение популяции:
растений по отношению к водному режиму:
A)
система совместно живущих
A)
2
организмов
B)
5
B)
совокупность особей одного вида
C)
8
C)
совокупность
нижней
части
D)
7
атмосферы
E)
4
D)
любая система живущих существ
E)
совокупность верхней части
$$$ 182
атмосферы
Как называются водные растения, целиком
или почти целиком погруженные в воду?
$$$ 188
A)
ксерофиты
Численность популяции какого-либо вида из
B)
мезофиты
года в год остается постоянной потому, что?
C)
гигрофиты
A)
каждый год гибнет примерно
D)
гидрофиты
одинаковое число особей
E)
гидатофиты
B)
каждый год рождается примерно
одинаковое число особей
$$$ 183
C)
каждый год мигрирует примерно
Как называются растения умеренно-влажныходинаковое число особей
местообитаний?
D)
различные
факторы
среды
A)
ксерофиты
противодействуют репродуктивному потенциалу
B)
мезофиты
популяции.
C)
гигрофиты
E)
Организмы
прекращают
D)
гидрофиты
размножаться после того, как численность
E)
гидатофиты
популяции превысит средний уровень
$$$ 184
$$$ 189
Укажите количество групп животных по
Кривой роста численности характерный для
отношению к водному режиму:
живых организмов:
A)
3
A)
У-образный
B)
2
B)
Ступенчатый
C)
4
C)
S-образный
D)
6
D)
I-образный
E)
5
E)
Экспоненциальный
$$$ 185
$$$ 190
Организмы, прикрепленные к дну, живущие
Гомеостаз
в осадках:
путем:
A)
бентос
A)
B)
нектон
B)
C)
перифитон
C)
D)
планктон
D)
E)
рыбы
численности
E)
$$$ 186
$$$ 191
популяции не поддерживается
миграции
переселения
каннибализма
искусственного
стресс-реакции
увеличения
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 204 из 218
К
важнейшим
показателям,
характеризующим
структуру
сообщества
не
$$$ 197
относятся:
Организмы,
способные
производить
A)
эдафическое свойство почвы
органические
вещества
из
неорганических
B)
видовое разнообразие
называют:
C)
трофическая структура
A)
продуценты
D)
круговорот веществ и энергии
B)
хемотрофы
E)
возрастной спектр
C)
редуценты
D)
гетеротрофы
$$$ 192
E)
консументы
Ненасыщенные биоценозы, это биоценозы:
A)
имеющие большую биомассу
$$$ 198
B)
дающие большую продукцию
Как
называют организмы способные
C)
богатые видами
питаться лишь одним ресурсом?
D)
в
которых
отсутствуют
A)
фагоцит
свободные экологические ниши
B)
эврифаг
E)
биоценозы морских акваторий
C)
стенофаг
D)
продуцент
$$$ 193
E)
редуцент
Какие виды продукции биоценоза вы знаете:
A)
общая (валовая), первичная,
$$$ 200
видовая, стационарная
Лишайники, травы→олень→волк, человек
B)
общая (валовая), первичная,
Данная пищевая цепь характерна для:
чистая, видовая, промежуточная
A)
тундра
C)
общая
(валовая),
чистая,
B)
тайга
первичная, вторичная
C)
Арктика
D)
общая
(валовая),
чистая,
D)
Антарктида
стационарная, первичная, промежуточная
E)
Арктика, Антарктида
E)
чистая, временная, первичная,
вторичная
$$$ 201
Какие организмы относятся к консументам
$$$ 194
второго порядка?
Вид,
который
является
строителем
A)
плотоядные животные
биоценоза называют:
B)
одноклеточные водоросли
A)
эдификатором
C)
хемосинтезирующие
B)
доминантом
D)
автотрофные
C)
автохоном
E)
растительноядные животные
D)
реликтом
E)
экотипом
$$$ 202
Продуцентами в агроэкосистеме являются:
$$$ 195
A)
сельскохозяйственные растения и
Какая из этих зон бедна видами?
животные
A)
степная
B)
человек и сельскохозяйственные
B)
лесная
растения
C)
экваториальная
C)
сорные и культурные растения и
D)
тундровая
грибы
E)
тропическая
D)
сорные и культурные растения,
почвенные черви
$$$ 196
E)
все культурные растения
Продуцентами в экосистеме не могут быть
A)
растения и водоросли
$$$ 203
B)
животные и грибы
Какую связь формируют птицы, употребляя
C)
водоросли и бактерии
для постройки гнезда ветви деревьев, шерсть
D)
растения
животных:
E)
водоросли
A)
трофические связи
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Феномен нахлебничества основывается на
отношениях, называемых:
A)
комменсализм
B)
мутуализм
C)
аменсализм
$$$ 204
D)
конкуренция
Гетеротрофические
организмы,
E)
нейтрализм
потребляющие органические вещества растений:
A)
продуценты
$$$ 210
B)
консументы
Назовите
компоненты
следующей
C)
редуценты
трофической цепи
D)
автотрофы
«осина→заяц→лиса»:
E)
симбионты
A)
автотроф – гетеротроф – редуцент
B)
продуцент – консумент I порядка –
$$$ 205
консумент II порядка
Кто нуждается в живой пище?
C)
продуцент – гетеротроф – редуцент
A)
сапрофаги
D)
гетеротроф – консумент I порядка –
B)
фитофаги
консумент II порядка
C)
копрофаги
E)
продуцент – консумент – редуцент
D)
некрофаги
E)
зоофаги
$$$ 211
Продолжительность
биогеохимических
$$$ 206
круговоротов углерода, азота, фосфора составляет:
Как называют трупоядных животных?
A)
миллионы лет
A)
сапрофаги
B)
сотни лет
B)
фитофаги
C)
несколько тысячелетий
C)
копрофаги
D)
считанные дни
D)
некрофаги
E)
десятки лет
E)
зоофаги
$$$ 212
$$$ 207
Живая оболочка Земли – это:
Примером биотических отношений двух
A)
гидросфера
видов по типу паразитизма является совместное
B)
литосфера
существование:
C)
гидросфера и литосфера
A)
ели и березы
D)
биосфера
B)
человек и аскариды
E)
атмосфера
C)
росянки и мухи
D)
акулы и рыб-прилипал
$$$ 213
E)
рябины и дрозда-рябинника
Термин «Биосфера» впервые введен:
A)
Вернадским
$$$ 208
B)
Зюссом
Мутуализм – это:
C)
Тенсли
A)
один
вид
угнетает
другой
D)
Ивановым
продуктами своей жизнедеятельности
E)
Сукачевым
B)
когда популяции не влияют друг на
друга
$$$ 214
C)
один вид получает пользу от
Кто из ученых ввел в науку термин
совместного проживания, а другой нет
«ноосфера»?
D)
когда оба организма получают
A)
Вернадский
пользу от совместного проживания
B)
Р.Смит
E)
когда виды могут существовать
C)
А.Григорьев
изолировано, но совместная жизнь приносит пользу
D)
П.Крутцен
обоим видам
E)
К.Мебиус
B)
C)
D)
E)
$$$ 209
топические связи
форические связи
фабрические связи
форические и топические связи
Страница 205 из 218
$$$ 215
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Основоположником
является:
A)
Вернадский
B)
Смоленский
C)
Морозов
D)
Тенсли
E)
Сукачев
учения
о
$$$ 216
Сфера разума:
A)
литосфера
B)
ноосфера
C)
экзосфера
D)
биосфера
E)
атмосфера
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 206 из 218
биосфере
$$$ 221
Воздушная
оболочка
осуществляющая защитные функции – это:
A)
литосфера
B)
гидросфера
C)
атмосфера
D)
биосфера
E)
стратосфера
Земли,
$$$ 222
Границы биосферы в атмосфере достигают в
основном:
A)
4-5,5 км
B)
3-4,5 км
C)
2-3,5 км
D)
6-6,2 км
E)
0,5-1 км
$$$ 217
Техносфера – это
A) это часть биосферы, преобразованной
$$$ 223
технической деятельностью человека
Нижняя граница биосферы в литосфере
B) хозяйственная деятельность людей
определяется:
C) социальная деятельность человека
A)
температурой
D) космическая деятельность человека
B)
давлением
E) агротехническая деятельность человека
C)
отсутствием кислорода
D)
отсутствием воды
$$$ 218
E)
залеганием метаморфических горных
Сфера разума – это:
пород
A)
ноосфера
B)
атмосфера
$$$ 224
C)
биосфера
Среди компонентов атмосферы наиболее
D)
гидросфера
важным для существования живых организмов
E)
литосфера
является:
A)
атмосферный азот и гелий
$$$ 219
B)
углекислый газ и кислород
Биологическое
разнообразие
биосферы
C)
атмосферный азот и водород
важно потому, что оно:
D)
углекислый газ и гелий
A)
ускоряет поток энергии, объединяя
E)
водород и атмосферная влага
океан и сушу
B)
приводит
к
разомкнутости
$$$ 225
круговорота веществ
В каком слое атмосферы находится
C)
ускоряет
круговорот
веществ,озоновый экран?
разширяет биосферу
A)
в стратосфере
D)
делает круговорот веществ более
B)
в тропосфере
замкнутым
C)
в мезосфере
E)
сокращает круговорот веществ и
D)
в термосфере
делает биосферу незамкнутой
E)
в экзосфере
$$$ 220
Воздушная оболочка Земли – это:
A)
литосфера
B)
гидросфера
C)
атмосфера
D)
биосфера
E)
стратосфера
$$$ 226
Наибольшая концентрация озонового слоя в
стратосфере располагается на высоте:
A)
10-12 км
B)
8-10 км
C)
10-15 км
D)
22-24 км
E)
15-20 км
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 207 из 218
A)
обработка почвы культиватором в
период вегетации
B)
искусственное
восстановление
плодородия почвы и растительного покрова после
техногенного нарушения природы
C)
Мероприятия,
направленные
на
улучшение водных ресурсов
D)
Естественное
восстановление
плодородия почвы
$$$ 228
E)
Наблюдение за изменениями погоды
Водная оболочка Земли представляющая
совокупность морей, океанов, озер, рек, подземных
$$$ 234
вод, болот, это:
Антропогенное воздействие на природу –
A)
атмосфера
это:
B)
гидросфера
A)
связанное с деятельностью человека
C)
литосфера
B)
связанное с процессами в биосфере
D)
биосфера
C)
связанное с природными явлениями
E)
стратосфера
D)
связанное
с
геологическими
явлениями
$$$ 229
E)
связанное
с
абиотическими
Что такое литосфера?
процессами
A)
разумная оболочка Земли
B)
озоновый слой атмосферы
$$$ 235
C)
газовая оболочка Земли
Высокая доля использования природных
D)
Водная оболочка Земли
ресурсов, и высокий уровень загрязнения
E)
Твердая оболочка Земли
окружающей среды, характеризуют:
A)
благосостояние населения
$$$ 230
B)
перепотребление
Разрушение почв под действием временных
C)
уровень развития производства
водных потоков:
D)
демографический взрыв
A)
водная эрозия
E)
нерациональное использование
B)
овражная эрозия
C)
ветровая эрозия
$$$ 236
D)
местная эрозия
Каково население земного шара в настоящее
E)
ирригационная эрозия
время:
A)
10 млрд. человек
$$$ 231
B)
8 млрд. человек
Какие
факторы
способствуют
C)
более 6 млрд. человек
возникновению ветровой эрозии:
D)
менее 5 млрд. человек
A)
переувлажнение почвы
E)
12 млрд. человек
B)
засушливость климата, усиленный
ветровой режим
$$$ 237
C)
наличие лесных массивов
Естественное
загрязнение
биосферы
D)
наличие травяной растительности
происходит в результате:
E)
орошение
A)
лесных пожаров
B)
отмирания значительного количества
$$$ 232
биомассы в экосистеме
Эрозия почв опустынивание относится к:
C)
многократного
увеличения
A)
абиотическим факторам
численности одного из видов
B)
биотическим факторам
D)
обработка растений пестицидами
C)
эдафическим факторам
E)
выбросами в атмосферу газа метана
D)
физико-химическим факторам
E)
химическим факторам
$$$ 238
$$$ 233
Рекультивация земель:
$$$ 227
Укажите озонирующие газы:
A)
углекислый газ
B)
озон
C)
метан
D)
фреоны
E)
оксиды азота
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 208 из 218
Какое количество испытаний ядерного
E)
обработка марганцевокислым калием
оружия было проведено на Семипалатинском
полигоне за годы существования:
$$$ 244
A)
250
К выводу об угрозе экологического кризиса
B)
370
привели:
C)
420
A)
уменьшение разнообразия биосферы
D)
470
B)
истощение природных ресурсов
E)
550
C)
загрязнение биосферы
D)
указанные факты в совокупности
$$$ 239
E)
истощение водных ресурсов
Объекты загрязнения:
A)
производства
$$$ 245
B)
оксиды азота и серы
Стратегия устойчивого развития направлена
C)
вода, почва, атмосфера
на достижение гармонии:
D)
технологические устройства
A)
между экономикой и производством
E)
гидроэнергетические устройства
B)
между людьми, экономикой и
производством
$$$ 240
C)
между людьми и между обществом и
Наиболее быстро в крупных промышленныхприродой
городах из-за загрязнения среды идет рост таких
D)
между людьми, экономикой и
заболеваний, как:
обществом
A)
заболевания желудочно-кишечного
E)
между людьми и обществом и
тракта
политикой
B)
легочные заболевания и заболевания
верхних дыхательных путей
$$$ 246
C)
Заболевания кожи
Решение экологической проблемы следует
D)
Заболевания суставов и костей
начинать с такого уровня, как:
E)
Заболевания нервной системы
A)
региональный
B)
локальный
$$$ 241
C)
глобальный
Укажите город в РК, где напряженная
D)
решение следует начинать на всех
экологическая ситуация:
уровнях
A)
Костанай
E)
космического
B)
Кокшетау
C)
Петропавловск
$$$ 247
D)
Астана
Укажите основной источник экологического
E)
Усть-Каменогорск
права в республике Казахстан:
A)
закон РК «Об охране окружающей
$$$ 242
среды»
Сооружение для биологической очистки
B)
Конституция РК
сточных вод с помощью анаэробных бактерий:
C)
Закон об экологической экспертизе
A)
метантенк
D)
Закон об охране атмосферного
B)
аэротенк
воздуха
C)
кяризы
E)
Земельный кодекс РК
D)
бакштаг
$$$ 248
E)
аэрофлокула
Когда был введен в действие Закон
Республики Казахстан «Об охране окружающей
$$$ 243
природной среды»?
Какой способ обеззараживания питьевой
A)
18 июня 1995 г.
воды является экологически безопасным?
B)
12 мая 1996 г.
A)
механическое фильтрование
C)
15 июля 1997 г.
B)
хлорирование
D)
20 апреля 1993 г.
C)
обработка солнечными лучами
E)
15 сентября 1994 г.
D)
обработка
ультрафиолетовыми
$$$ 249
лучами
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 209 из 218
Определите
тип
мониторинга,
если
Как называются участки территории,
наблюдение ведется за состоянием растений вкоторые входят в состав ряда государственных
лесных массивах:
природных заповедников и имеют международный
A)
глобальный мониторинг
статус?
B)
локальный
A)
биосферный заповедник
C)
региональный
B)
фоновый заповедник
D)
биологический
C)
природный национальный парк
E)
химический
D)
заказник
$$$ 250
E)
дендрологический
парк
и
Первый том Красной книги Казахстанаботанический сад
опубликован в:
$$$ 253
A)
1956 г.
Специально приспособленная зона для
B)
1981 г.
отдыха людей называется:
C)
1978 г.
A)
рекреационной зоной
D)
1979 г.
B)
селитебной зоной
E)
1982 г.
C)
промышленной зоной
$$$ 251
D)
лесопарковой зоной
Сколько ботанических садов функционирует
E)
антропогенной зоной
в настоящее время в Казахстане?
$$$ 254
A)
3
Сколько заповедников в Казахстане?
B)
5
A)
10
В)9
С) 8
D) 7
C)
7
Е) 6
D)
9
E)
12
$$$ 252
5 ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
ПорядкоРаздел,
Вид изменения Номер и
вый номер пункт(заменить,
дата
изменения
документа аннулировать,
изменения
добавить)
Изменение внесено
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
1
2
Страница 210 из 218
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
3
ГРИГОРЬЕВА И.Я.
«ЭКОЛОГИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ»
6,0 П.Л.
Семей 2011
4
Дата
5
Ф.И.О, подпись,
должность
6
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 211 из 218
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/01-2011
Ред. №3 от 30. 09.2011 г
Страница 212 из 218