Программа элективного курса предпрофильного обучения

Южное управление Министерства образования и науки Самарской области
государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области средняя
общеобразовательная школа «Образовательный центр» с.Августовка муниципального
района Большечерниговский
Самарской области
Программа
элективного курса предпрофильного обучения
«Экологические системы России»
Составила: Колесникова Елена Александровна,
учитель биологии
ГБОУ СОШ «ОЦ» с. Августовка
муниципального района
Большечерниговский
Самарской области
контактный телефон: 8 937 6491237
2013
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РОССИИ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Предлагаемая программа, расширяя базисный курс «Основы экологии», более глубоко
рассматривает вопросы, касающиеся экологических систем России, и обогащает учащихся
новыми знаниями.
В курсе «Экологические системы России» дается характеристика естественных и
антропогенных экосистем, раскрывается их многообразие, характерные признаки, структура.
В процессе изучения курса предусмотрена проектная деятельность учащихся, которая
развивает у них экологическое мышление.
Использование разнообразных форм учебно-воспитательного процесса - лекций,
семинаров, практических работ, экскурсий, позволяет связать изучаемый курс с жизнью.
Работа учащихся с дополнительной литературой, подготовка и защита рефератов
способствуют их саморазвитию, самообразованию, самоопределению.
Курс интегрированный, то есть затрагивает многие вопросы, находящиеся на стыке
биологии с другими науками, прежде всего с географией и химией. Рассчитан на 17 часов,
предназначен для профильной подготовки учащихся 10-11 классов.
Цель курса: систематизация, подкрепление и расширение знаний об основных
экологических понятиях, формирование у учащихся знаний о естественных и антропогенных
экосистемах России.
Задачи:
1. Систематизировать и углубить научно- понятийный аппарат, основные биологические
положения.
2. Расширить и углубить знания учащихся о структуре, особенностях, многообразии и
значении экосистем России.
3. Ознакомить учащихся с основными мероприятиями, проводимыми по охране экосистем.
4. Сформировать потребность в приобретении новых знаний и способах их получения
путём самообразования.
5. Развивать умение сравнивать, анализировать, работать с дополнительной литературой,
создавать проекты и защищать их.
Содержание учебного материала программы соответствует целям профильного обучения
и в определённой степени дополняет учебную программу, благодаря чему обеспечивает
знакомство с отраслями биологии, с специальностями экологической направленности,
готовит учащихся к выпускным и вступительным экзаменам, вхождение во взрослую жизнь.
В результате обучения учащиеся должны:
приобрести новые дополнительные знания по биологии (сверх базового уровня)
осознать свою индивидуальность, научиться бережно относиться к своему здоровью, к
окружающему миру, к малой родине, к родному краю,расширить свои представления о
профессиях.
Ожидаемые результаты.
1.Получение учащимися знаний о естественных и антропогенных экосистемах России и
мероприятиях по их охране.
2.Развитие познавательной активности, умение создавать проекты, работать с
дополнительной литературой, сравнивать, анализировать и делать выводы.
Основными формами и методами изучения курса являются лекции, семинары,защита
рефератов, практикумы по решению задач, устные сообщения учащихся с последующей
дискуссией. Предусматривается и индивидуальная форма работы. Для фиксации результатов
и коррекции познавательной деятельности учащихся необходимо иметь разнообразные виды
заданий, в том числе и тестовых. Измерителем обученности учащихся могут быть:
альтернативные задания, биологический диктант, обобщающие вопросы и задания, тесты.
Все эти приёмы направлены на стимулирование познавательного интереса учащихся и
формирование у них творческих умений.
Формы отчетности.
1.Разработка и защита проектов озеленения своего города (школы, классы, квартиры).
2.Написание и защита рефератов.
3.Итоговое тестирование.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
ВВЕДЕНИЕ (1ч)
Экология — наука о взаимоотношениях живых организмов и условий среды их обитания.
Вклад К. Линнея, Ж.-Б. Ламарка,
Т. Мальтуса, Ч. Дарвина в развитие экологии. Вклад русских учёных (А. Т. Болотова; Н. И.
Вавилова, В. В. Докучаева, В. И. Bepнадского, В. Н. Сукачёва и др.) в развитие экологии.
Экологические «законы» Барри Коммонера. Причины тяжёлого экологического положения в
России. Проблемы экологии России. Методы экологии. Структура экологии: общая экология
и прикладные экологические науки.
ЭКОСИСТЕМЫ (4ч)
Общая характеристика экосистем. Состав экосистем: живые организмы (автотрофы и
гетеротрофы) и абиотические факторы. Взаимосвязь компонентов экосистемы. Типы
экосистем: естественные и антропогенные. Биомная классификация экосистем. Популяция
как элемент экосистемы. Биологическая продуктивность экосистем.
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ РОССИИ (7ч)
Экологическое равновесие в естественных экосистемах. Взаимодействия между
организмами:
горизонтальные
(конкуренция
и
взаимопомощь),
сигнальные
взаимоотношения (зрительные, звуковые, химические), вертикальные взаимоотношения
(хищник - жертва, хозяин - паразит); мутуализм.
Многообразие естественных экосистем, их характерные признаки, особенности, видовое
разнообразие, значение. Характеристика экосистем леса, степи, пустыни, луга, тундры,
горных экосистем, экосистем пресных водоёмов и морских экосистем. Мероприятия по
охране естественных экосистем.
Демонстрация таблиц с изображением различных экосистем; просмотр видеофильма
«Экологические системы».
АНТРОПОГЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (5ч)
Сельскохозяйственные экосистемы, их общая характеристика. Факторы, влияющие на
структуру экосистем. Ресурсы агроэкосистем, их классификация и значение.
Сельскохозяйственное загрязнение: стоками животноводческих ферм, пестицидами,
тяжёлыми металлами, загрязнение почвы и продуктов питания нитратами. Мероприятия по
охране сельскохозяйственных экосистем.
Городские экосистемы: характеристика и особенности. Промышленное загрязнение среды:
химическое, биологическое, тепловое, радиационное, электромагнитное. Мероприятия по
охране городских экосистем. Экология автомобильного транспорта. Зелёные насаждения
города. Квартира как экосистема.
Экскурсия в Эколого-биологический центр города Самары с целью ознакомления с
экологическими проблемами города и района.
Демонстрация видеофильма «Экология. Охрана природы».
РАЗРАБОТКА И ЗАЩИТА ПРОЕКТОВ ОЗЕЛЕНЕНИЯ СВОЕГО ГОРОДА, СЕЛА,
ШКОЛЫ, КЛАССА, КВАРТИРЫ (1
Тематический план
№
Тема
п/п
I
Введение
Общее
кол- во
часов
Из них
Теория
1
1
4
2
Семинар
___
Практические
___
Формы
контроля
Вводный
контроль
Занятие 1.
Проблемы
экологии России
II
Экосистемы
2
___
Занятие 2.
Творческие
задания
1
Общая
характеристика
экосистем
1
Занятие 3.
Классификация
экосистем
Тест
Творческие задания
1
Занятие 4.
Биологическая
продуктивность
экосистем
Участие в
семинаре
1
Занятие 5.
Устойчивость и
динамика
экосистем
III
Естественные
экосистемы
России
Занятие 6.
Экологическое
равновесие в
естественных
экосистемах
7
4
3
1
___
___
1
___
___
Творческие
задания
Занятие 7.
Взаимодействие
между
организмами
1
Занятие 8.
Многообразие
естественных
экосистем
___
___
___
1
___
Творческие
задания
Участие в
семинаре
Рефераты
Занятие 9.
Характеристика
экосистем леса,
степи. пустыни.
луга, тундры
Занятие 10.
Экосистема
пресного водоёма
Занятие 11.
Морская
экосистема
___
1
___
1
___
___
1
___
Участие в
семинаре
Участие в
семинаре
___
Творческие
задания
___
Рефераты
Занятие 12.
Мероприятия по
охране
естественных
экосистем
IV
Антропогенные
экосистемы
Занятия 13.
Городские
экосистемы:
характеристика и
особенности
Занятие 14.
Агроэкосистемы
их общая
характеристика
Занятие 15.
5
1
2
1
2
__
___
___
1
___
___
1
Практическ
ая
самостоятельная
работа
Мероприятия по
охране городских
экосистем
Занятие 16.
Квартира как
экосистема
Занятие 17.
Разработка и
защита проектов
озеленения своего
села
(школы,класса,
квартиры)
Итого
17
8
___
1
___
Участие в
семинаре
___
1
___
Защита
проекта
7
2
Знания, умения, навыки, полученные учащимися за курс обучения.
Предметно-информационная составляющая образованности:
знание (понимание) специфики экологической ситуации в регионе и по месту
жительства;
знание (понимание) основных методов осуществления природоохранительной
деятельности, применяемых в мире, регионе, конкретной местности;
представление о способах сохранения и укрепления собственного здоровья;
умение
объяснять:
роль
биологии
в
формировании
современной
естественнонаучной картины мира, в практической деятельности людей и самого
ученика; родство, общность происхождения и эволюцию растений и животных (на
примере сопоставления отдельных групп); роль различных организмов в жизни
человека и собственной деятельности; взаимосвязи организмов и окружающей
среды; биологическое разнообразие в сохранении биосферы; необходимость
защиты окружающей среды; родство человека с млекопитающими животными,
место и роль человека в природе; взаимосвязи человека и окружающей среды;
зависимость собственного здоровья от состояния окружающей среды; причины
наследственности и изменчивости, проявления наследственных заболеваний,
иммунитета у человека; роль гормонов и витаминов в организме.
Деятельностно-коммуникативная составляющая образованности:
умение изучать биологические объекты и процессы: ставить биологические
эксперименты, описывать и объяснять результаты опытов; наблюдать за ростом и
развитием растений и животных, поведением животных, сезонными изменениями
в природе;
умение выявлять изменчивость организмов, приспособления организмов к
среде обитания, типы взаимодействия различных видов в экосистеме;
умение сравнивать биологические объекты и делать выводы на основе
сравнения;
умение определять принадлежность биологических объектов к определенной
систематической группе (классификация);
умение проводить самостоятельный поиск биологической информации:
находить в тексте учебника отличительные признаки основных систематических
групп; в биологических словарях и справочниках значения биологических
терминов; в различных источниках необходимую информацию о живых
организмах (в том числе с использованием информационных технологий);
находить информацию об особенностях экологической ситуации в регионе и по
месту жительства;
умение регулировать собственное психофизическое и социальное здоровье;
соблюдать нормы, обеспечивающие безопасную жизнедеятельность человека;
умение использовать методы сохранения и укрепления здоровья;
использование приобретенных знаний и умений в практической деятельности и
повседневной жизни;
участие в экологических акциях двора, школы, микрорайона.
Ценностно-ориентационная составляющая образованности:
понимание ответственности за качество приобретенных знаний;
понимание ценности адекватной оценки собственных достижений и
возможностей;
умение анализировать и оценивать воздействие факторов окружающей среды,
факторов риска на здоровье, последствий деятельности человека в экосистемах,
влияние собственных поступков на живые организмы и экосистемы;
ориентация на постоянное развитие и саморазвитие;
понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте;
ответственно относиться к природе и занимать активную позицию в ее
сохранении.
Нормы оценки знаний, умений и навыков учащихся по биологии.
Исходя из поставленной цели и возрастных возможностей учащихся, необходимо учитывать:
— правильность и осознанность изложения содержания, полноту раскрытия понятий,
точность употребления научных терминов;
— степень сформированности интеллектуальных и общеучебных умений;
— самостоятельность ответа;
— речевую грамотность и логическую последовательность ответа.
Отметка «5»:
— полно раскрыто содержание материала в объеме программы и учебника;
— четко и правильно даны определения и раскрыто содержание понятий; верно
использованы научные термины;
— для доказательства использованы различные умения, выводы из наблюдений и опытов;
— ответ самостоятельный, использованы ранее приобретенные знания.
Отметка «4»:
— раскрыто основное содержание материала;
— в основном правильно даны определения понятий и использованы научные термины;
— ответ самостоятельный;
—
определения
понятий
неполные,
допущены
незначительные
нарушения
последовательности изложения, небольшие неточности при использовании научных
терминов или в выводах и обобщениях из наблюдений и опытов.
Отметка «3»:
— усвоено основное содержание учебного материала, но изложено фрагментарно, не всегда
последовательно;
— определения понятий недостаточно четкие;
— не использованы в качестве доказательства выводы и обобщения из наблюдений и опытов
или допущены ошибки при их изложении;
— допущены ошибки и неточности в использовании научной терминологии, определении
понятий.
Отметка «2»:
— основное содержание учебного материала не раскрыто;
— не даны ответы на вспомогательные вопросы учителя;
— допущены грубые ошибки в определении понятий, при использовании терминологии.
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ПО БИОЛОГИИ
с помощью коэффициента усвоения К
К = А:Р, где
А – число правильных ответов в тесте
Р – общее число ответов
Коэффициент К
Оценка
0,9-1
«5»
0,8-0,89
«4»
0,7-0,79
«3»
Меньше 0,7
«2»
Введение
Слово "экология" образовано из двух греческих слов: "oicos", что
означает дом, жилище, и "logos" - наука и дословно переводится как наука о
доме, местообитании. Впервые этот термин использовал немецкий зоолог
Эрнст Геккель в 1886 году, определив экологию как область знаний,
изучающую экономику природы, - исследование общих взаимоотношений
животных как с живой, так и с неживой природой, включающей все как
дружественные, так и недружественные отношения, с которыми животные
и растения прямо или косвенно входят в контакт. Такое понимание экологии
стало общепризнанным и сегодня классическая экология - это наука об
изучении взаимоотношений живых организмов с окружающей их средой.
Живое вещество настолько многообразно, что его изучают на разных
уровнях организации и под разным углом зрения.
Различают следующие уровни организации биосистем. Уровни организмов,
популяций и экосистем являются областью интересов классической экологии.
В зависимости от объекта исследования и угла зрения, под которым он
изучается, в экологии сформировались самостоятельные научные направления.
По размерности объектов изучения экологию делят на аутэкологию
(организм и его среда), популяционную экологию (популяция и ее среда),
синэкологию (сообщества и
их
среда),
биогеоцитологию
(учение
об
экосистемах) и глобальную экологию ( учение о биосфере Земли).
В зависимости от объекта изучения экологию подразделяют на экологию
микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека, агроэкологию,
промышленную (инженерную), экологию человека и т.п.
По средам и компонентам
различают
экологию
суши,
пресных
водоемов,моря, пустынь, высокогорий и других средовых пространств.
Примерное содержание отдельных занятий
Занятие 1
Экологические проблемы России
Цели: систематизировать и углубить знания о экологических проблемах
России, главных задачах решения наступающего экологического кризиса не
только в нашей стране, но и всего человечества.
Формы и методы: лекция.
Ход занятия
Лекция.
1. Глобальные проблемы.
Экологические проблемы человечества стали весьма существенными
проблемами всей природы на Земле.
Объем антропогенного воздействия на природу и окружающую
человека среду в ХХ веке стал слишком велик и приблизился к пределу
устойчивости биосферы, а по некоторым параметрам и превзошел его.
Проявления:
· резкое сокращение площади ненарушенных естественных экосистем, их
существенная антропогенная деградация на остальной площади суши,
уменьшение биологического разнообразия ослабляют и нарушают природные
потоки вещества и энергии, вызывают необратимое количественное и
качественноеобеднениебиосферы;
· потребление и изъятие человеком возобновимых природных ресурсов –
пресной воды, почвенного гумуса, биомассы и продукции растений – достигло
критической скорости или превысило темпы их естественного воспроизводства;
· отходы человеческого хозяйства загрязняют среду, так как они содержат
множество веществ и материалов, не утилизируемых в естественных
природных круговоротах; загрязнение ведет к химической деформации
окружающей среды и неблагоприятным геоклиматическим изменениям, создает
угрозу
здоровью
людей,
вызывает
деградацию
экосистем;
· на потоках веществ и энергии в природе стала сказываться существенная
разомкнутость антропогенного круговорота веществ;
появились признаки нарушения биосферного равновесия, ослабления
средообразующей
и
средорегулирующей
функции
биосферы;
· резко сократились и продолжают быстро уменьшаться запасы многих
невозобновимых, главным образом минеральных и топливных ресурсов Земли;
что, в свою очередь, создает серьезные экономические проблемы.
Все это означает наступление глобального антропогенного кризиса.
Природа отвечает на возрастающее антропогенное давление часто
непредвиденными изменениями, создающими экологическую опасность:
· химическое и радиационное загрязнение среды ускоряет мутации и приводит
к появлению новых биологических форм, обладающих повышенной
устойчивостью, адаптивностью, а иногда и опасными для человека свойствами;
· избирательное воздействие на отдельные виды микроорганизмов, растений
или животных – исключение этих организмов из природных сообществ
вызывает неконтролируемые цепные реакции, нарушает устойчивость
экосистем;
· антропогенное преобразование ландшафтов и загрязнение среды часто имеют
неконтролируемое последствие, приводящее к возникновению зон
повышенного экологического риска, экологических бедствий и экономических
потерь.
Человек оказался в ловушке противоречия между своей консервативной
биологической сущностью и нарастающим отчуждением от природы.
Используя изобретенные им технологии и средства жизнеобеспечения, человек
в большей мере освободился от давления естественного отбора и межвидовой
конкуренции. Он на несколько порядков превысил биологическую видовую
численность и еще в десятки раз объем использования веществ и энергии для
удовлетворения надбиологических потребностей. Человечество ХХ века
приобрело
черты
цивилизации
потребления,
экономика
которой
поддерживается преимущественно за счет провокации большого числа
вторичных,
факультативных
(необязательных)
потребностей.
2. Главные задачи.
Перечень проблем и структура мегаэкологии позволяют понять многообразие
ее задач.
Важнейшие общие задачи современной экологии в ее широком понимании это:
1. Всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов;
определение порога выносливости живой природы планеты – биосферы по
отношению к антропогенной нагрузке, т.е. к тем помехам и утратам – изъятию
биологических ресурсов, загрязнению среды, изменениям климата, которые
наносятся человеческой деятельностью, и выяснение степени обратимости этих
изменений.
2. Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей
человека среды при разных сценариях экономического и социального развития
человечества.
3. Отказ от природопокорительской идеологии; формирование новой идеологии
и методологии экоцентризма, связанной с переходом к постиндустриальной
цивилизации и направленной на экологизацию экономики, производства,
политики,образования.
4. Выработка критериев оптимизации – выбора наиболее согласованного с
экологическим императивом и экологически ориентированного социально
экономического
развития
общества
экоразвития.
5. Формирование такой стратегии поведения человеческого общества, такой
экономики и таких технологий, которые приведут масштабы и характер
хозяйственной деятельности в соответствие с экологической выносливостью
природы
и
остановят
глобальный
экологический
кризис.
Все эти глобальные и национальные проблемы имеют не только экологические
причины. Многое зависит от экономики, общественной идеологии и политики.
Но именно современная экология вносит коррективы команднобюрократическую систему управления, в которой главенствовали
заидеологизированные технократы и военные. Сформировалось ресурсоемкое,
энергоемкое и, следовательно, природоемкое хозяйство, что привело к
глубоким нарушениям природных систем и окружающей человека среды.
Экономика становится не только «глупее» с деградацией прогрессивных
отраслей,
но
и
«грязнее»
с
увеличением
удельного
веса
природоэксплуатирующих секторов хозяйства.
Переход к рыночной экономике при отсутствии экологической
регламентации усугубляет эти тенденции. А ухудшение экологической
ситуации, в свою очередь, создает дополнительные экономические трудности.
Превышение допустимой антропогенной нагрузки на природную среду в
России обусловлено многими факторами, среди которых наиболее
существенны:
· значительная территориальная неравномерность (в основном по оси востокзапад) распределения ресурсов, плотности населения и хозяйственного
потенциала; большая протяженность энергетических и транспортных
коммуникаций;
· высокая концентрация промышленности в крупных индустриальных центрах,
чаще всего со стихийно возникшим, далеким от оптимума набором отраслей
· неблагоприятные климатические условия, требующие высокого удельного
энергопотребления
и
других
эксплуатационных
затрат;
·
низкий
технологический
уровень
многих
подготовленных
и
производственных
процессов;
медленная
обновляемость
основных
производственных фондов, их высокий износ и аварийность; большая
отходность производства, низкий уровень рециклинга и переработка вторичных
ресурсов;
· экстенсивная эксплуатация земельных, водных и лесных ресурсов при
недостаточном уровне их восстановления и высоком проценте невозвратимых
потерь;
малая
относительная
площадь
заповедных
территорий;
· низкая эффективность контроля эксплуатации природных ресурсов и
загрязнения среды;
слабость оперативной обратной связи между состоянием среды и техногенной
нагрузкой. Состояние здоровья населения России ухудшается под двойным
прессом неблагоприятных экономических и экологических условий.
· проявления деградации фонда наследственной информации у значительной
части населения, что выражается в росте числа наследственных заболеваний;
· заболевания, их хронизация, потери трудоспособности и сокращение
продолжительности жизни, обусловленные плохими экологическими и
гигиеническими условиями проживания и труда, а также курением,
алкоголизмом
и
наркоманией
· высокая химическая и радиационная нагрузка на значительные контингенты
населения, приводящая к широкому спектру экопотологий, в том числе к
злокачественным
новообразованиям,
иммунодефициту и
аллергиям;
· большая частота нарушений беременности и родов, тератогенных эффектов –
дефектов развития новорожденных, высокая детская заболеваемость и
смертность.
Основные проблемы природопользования в России такие же, как и во всем
мире:
1.загрязнение атмосферы – радиационное, химическое, тепловое разрушение
озонового слоя; загрязнение международных вод нефтепродуктами,
радиоактивными отходами, химическими загрязнителями;
2.использование гидроресурсов на пограничных территориях, реках;
уничтожение
редких
животных.
Состояние окружающей среды определяется состоянием атмосферы,
водных и лесных ресурсов. Экологический кризис характеризуется состоянием,
когда «потребительское давление населения Земли», т.е. индустриальное
потребление различных видов ресурсов становится близким к пределу
способности самопроизводства природы.
Это требует выработки такого экономического механизма
природопользования. В России с переходом на рыночные отношения острота
проблемы зачастую снижается или снижается медленными темпами в связи с
сокращением производства.
Суть экологического кризиса в нашей стране состоит в том, что
технологический способ производства пришел в неразрешимое противоречие с
природой.
В нашей стране наблюдается устойчивая тенденция сокращения
площадей продуктивных сельскохозяйственных земель. С 1990 по 1995 гг. их
площадь уменьшилась на 1,17 млн га, а площадь пашни – на 2,46 млн га.
Только за 1997 г. площадь земель сельскохозяйственного назначения
сократилась на 7,9 млн га. В 1997 году в составе сельскохозяйственных угодий
России более 116 млн га занимают эрозионно-опасные и подверженные водной
и ветровой эрозии земли, в том числе эродированные (53,6 млн га).
Общая площадь оврагов составила более 2 млн га, а площадь заовраженных
земель – более 5 млн га. Каждый третий гектар пашни и пастбищ является
эродированным и нуждается в осуществлении мер защиты от деградиционных
процессов.
Многие водоемы оцениваются как экологически неблагополучные. Около
половины населения страны вынуждено использовать для питья воду, не
соответствующую по ряду показателей гигиеническим требованиям.
Хроническое загрязнение водоемов привело к серьезному ухудшению условий
воспроизводства ценных видов рыб, сокращению их запасов и уловов.
Большой ущерб лесному хозяйству причиняют лесные пожары.
Площадь сгоревших лесов ежегодно превышает 1 млн га.
По данным на 1996 г., 109 млн россиян из 148 млн проживают в
неблагоприятных экологических условиях. 40–50 млн человек испытывают
влияние 10-кратного превышения предельно допустимых концентраций (ПДК)
различных вредных веществ в окружающей среде, 55–60 млн – 5-кратного
превышения
ПДК.
3.Экологические проблемы ВВП.
Вызваны
загрязнением
окружающей
природной
среды:
– отходами отработанного ядерного топлива на базах и судовых комплексах,
попаданием радиоактивных отходов в море (с 1961 по 1990 гг. в районах
Баренцева и Карского морей затоплено более 11 тысяч контейнеров с
радиоактивными отходами и 15 аварийных реакторов с атомных подводных
лодок, в Японском море – 2 ядерных реактора). Ежегодно образуется до 20
тысяч куб.м жидких и до 6 тысяч тонн твердых радиоактивных отходов;
– проведенными ранее испытаниями атомного оружия (например, уровни
радиоактивных выпадений в северных регионах страны возросли на 2–3
порядка);
– падением частей ракет-носителей с остатками компонентов жидкого
ракетного топлива (отмечается на 9 млн кв. км площади).
Около 30 тыс. тонн компонентов ракетного топлива, снятых с
вооружения систем, скопилось в войсках противовоздушной обороны;
– авариями при хранении химического оружия (около 40 тысяч тонн);
– проливом и утечкой горюче-смазочных материалов (армия и флот расходуют
ежегодно около 10 млн т горюче-смазочных материалов и имеют более 50
трубопроводов и объектов наливного оборудования). Напряженная ситуация
сложилась на объектах ВВС и ПВО (на значительных площадях в верхних
горизонтах грунтовых вод образовались «линзы» авиационного керосина –
аэродромы в городах Энгельс, Моздок, Каменск-Уральский, Ейск).
К числу основных экологических проблем оборонных отраслей
промышленности относят проблемы хранения, утилизации и уничтожения
ядерных реакторов атомных кораблей, ракет, боеприпасов различного (в том
числе
и
химических.)
Утилизация и уничтожение ВВП (порядка 300 типов) повлекут за
собой выброс в окружающую природную среду значительных объемов
загрязняющих продуктов различной степени токсичности (например, около 240
кг пыли токсичных металлов и 250 кг газовых выбросов при разрезании одной
атомной подводной лодки).
При годовом спаде производства в отрасли на 30% и сокращении на
20% объемов использования водных ресурсов сокращение сброса загрязненных
сточных вод в природные объекты составляет около 33%, а выбросов в
атмосферу
37%.
В докладе Госатомнадзора России отмечается, что в 1995 г. ни одна
атомная станция России не имела полного комплекта установок для подготовки
жидких и твердых радиоактивных отходов к захоронению, а отходы при
организации их хранения не проходили экологическую экспертизу.
4.
Современное
состояние
здоровья
населения
России:
Продолжительность жизни всего населения в России в 1995 г. составляла 65
лет, иными словами, среднестатистический россиянин жил на 10–15 лет
меньше, чем гражданин страны с развитой экономикой. По продолжительности
жизни мужчин Россия находится на 135 месте в мире, а женщин на 100 месте.
Рост заболеваемости и смертности от инфекционной патологии связаны с
эпидемиологической обстановкой в России, которая остается очень
напряженной. Обеспечение населения питьевой водой хорошего качества
остается крайне неудовлетворительным. Доля проб водопроводной воды, не
соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим
показателям, составила 21,55% на коммунальных водопроводах и 23,22% на
ведомственных, а по микробиологическим показателям – 8,68 и 13,59%
соответственно. От 7 до 15% основных продуктов питания (молочных, мясных,
рыбных) не отвечают требованиям стандартов по микробиологическим
показателям, до 10% исследованных образцов продуктов содержат токсичные
микроэлементы
и
антибиотики.
В России угрожающе растет число болезней, передаваемых половым путем.
Так, заболеваемость сифилисом в 1996 г. на 100 тыс. населения была 254,2, а в
1989 г. она составляла соответственно 5,4. В крупнейших городах страны
заболеваемость венерическими болезнями была еще более высокой. В 1995 г. в
России было зарегистрировано 1269 случаев ВИЧ-инфицированных. За первое
полугодие 1996 г. в стране было выявлено в два раза больше ВИЧинфицированных, чем за тот же период в 1995 году. Такую ситуацию медики
связывают, в частности, с тем, что вирус СПИДа попал в среду наркоманов, где
достаточно быстро передается через внутривенные инъекции наркотиков.
Обоснованную тревогу у специалистов вызывает состояние здоровья женщин
России. На фоне воздействия сложного комплекса неблагоприятных факторов,
в том числе состояния окружающей среды, социальных проблем,
промышленно-экологической ситуации, качества пищи и питьевой воды,
недостаточной витаминной и минеральной насыщенности продуктов питания,
продолжает ухудшаться состояние здоровья матери в период вынашивания
ребенка. Различные гинекологические заболевания выявляются у 10–12%
девочек и девушек-подростков, у 40–60% женщин детородного возраста (15–49
лет)
Гигиенические исследования, проведенные в последние годы в России,
установили, что вклад загрязнения атмосферного воздуха в суммарную
заболеваемость детей составляет примерно 37%, а в развитие заболеваний
органов дыхания – 50,8%. Зависимость хронических заболеваний миндалин и
аденоидов от загрязнения воздуха составляет 35,2%, хронического бронхита –
34,3%, болезней крови – 26,4%, заболеваний эндокринной системы и обмена
веществ – 16,3%, органов пищеварения –18,1%, мочеполовой системы – 12,4%.
В России среди детей, проживающих в загрязненных районах, болезни крови и
кроветворных органов встречаются в 3,5 раза, мочевыделительной системы в
2,8 раза, глаз в 1,8 раза, кожи и подкожной клетчатки в 1,3 раза, органов
дыхания в 1,4 – 1,8 раза чаще, чем в среднем по стране. На характер детской
заболеваемости влияет профиль промышленных предприятий вблизи детских
садов и школ. В зоне влияния химических производств заболеваемость детей в
1,5–2 раза, около нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводов в 2–3
раза, около металлургических комбинатов в 4–5 раза выше, чем в контрольных
районах.
Стерлитамак – один из экологически неблагоприятных городов России с
развитой углехимической, нефтехимической и химической промышленностью
и чрезвычайно опасным уровнем загрязнения атмосферы. Здесь, по сравнению
со средними показателями, увеличены: мертворождаемость – в 5,5 раза,
антенатальная гибель плода – в 2 раза, рост врожденных пороков развития – в 3
раза; онкологическая заболеваемость – в 2,2 раза, число детей с нарушениями
физического развития – в 2 раза; заболеваемость гепатохолециститом – в 2–5
раз; бронхиальной астмой – в 6 раз. В г. Чапаевске Самарской области
расположены крупные химические заводы, деятельность которых привела к
интенсивному загрязнению окружающей среды. В результате детская
смертность здесь в два раза выше, чем в среднем по области, значительно
больше врожденных аномалий развития, гепатитов, циррозов печени.
Сибирский город Братск относится к числу городов с очень интенсивным
загрязнением среды. При обследовании 2128 детей из дошкольных учреждений
было выявлено значительное распространение среди них аллергических
заболеваний, состояний иммунологической недостаточности, патологии ЛОРорганов. Только 13,5% детей были отнесены к категории «практически
здоровых», а 17,8% детей – к категории «страдающих хроническими
заболеваниями».
К серьезным нарушениям здоровья приводит загрязнение источников
водоснабжения. На фоне общего поражения организма в первую очередь
страдают мочевыводящая система и органы пищеварения. Так, в г. Уфе в марте
1990 г. вследствие аварии на крупном нефтеперерабатывающем производстве
сточные воды с высоким содержанием фенола попали в водоносные горизонты,
из которых поступает питьевая вода для южной части города с населением 600
тыс. человек. В результате резко повысилась заболеваемость населения, в том
числе детей. Питьевая вода была загрязнена в течение 15 дней. Проведенное
через 2 месяца обследование показало, что за это время в пораженном районе
дети пропустили в школе в 3 раза больше дней, чем в контрольном районе.
Высокие концентрации загрязняющих веществ в разных компонентах
окружающей среды привели к появлению так называемых «экологических
заболеваний». В их числе описаны химическая астма; Киришский синдром
(тяжелая аллергия, связанная с выбросами от производства белкововитаминных концентратов); синдром тикеров, который развивается у детей в
зонах нефтеперерабатывающей промышленности; общая иммунная депрессия
при интоксикации тяжелыми металлами, диоксинами и др.; болезнь Юшо,
связанная с действием на организм ребенка полихлорированных бифенилов.
На Урале появилось заболевание, получившее название «картофельной
болезни» (симптом «хлюпающей стопы»); в Алтайском крае обнаружено
заболевание,
которое
назвали
«жёлтые
дети».
5.Экологические
проблемы
Дальнего
Востока.
Дальний Восток, отдельный мир из шести областей и краев, грандиозный и
хрупкий, освоенный и малодоступный, значение которого станет фактором
благополучия 21 в. Элементы колониальности в экономике ДВ усугублены
демографической ситуацией, а также концентрацией производства и населения
при
одновременном
свертывании
хозяйственной
деятельности
и
инфраструктуры в относительно отдаленных материковых и островных
районах и обширной пограничной полосе. Условия глобального
антропогенного пресса разрушают главное богатство региона – его генофонд и
воспроизводство эндемичной биологической продукции. «Китами» экономики
ДВ считают добывающую промышленность, лесную промышленность и
рыболовство.
Проблемы рационального природопользования обострены человеческим
фактором, устранением конкретного человека от сбережения предоставленного
нам природой при общих заверениях «сберегать, охранять, сохранить на вечные
времена». Становятся пустошами земли там, где 1 га леса способен накапливать
в год до 15–20 м3 древесины – на юге Хабаровского края и Сахалинской
области, в Приморье. Уникальные ландшафты остаются за семью печатями и
пока не востребованы в отсутствие национальных или природных парков, не
только открывающих вид на неповторимый ландшафт, но и представляющих
минимум.
Заповедники, заказники, национальные парки, ботанические сады призваны
сберечь на вечные времена главное богатство ДВ – его генофонд: калана,
морского котика, соболя, лососей; кедр, хвойно-широколиственные леса с
обширной группой лекарственных растений, красивейшие береговые леса. И
вряд ли это удастся сделать, если на заповедники приходится менее 2%
территории. Национальных парков по-прежнему нет, в регионе площадью 3
млн км2 имеется один достаточно устоявшийся, с пятидесятилетней историей
ботанический сад во Владивостоке. Немного на ДВ и дендрариев, только на юге
Приморского и Хабаровского краев, Амурской области и на юге-востоке
Камчатки.
Защитные, пользовательские, буферные земли в зоне основных нерестилищ
должны примерно соотноситься как 4:1:2 или 6:1:2, т.е. сельскохозяйственное
использование территории и отвод лесов под сплошные и условно-сплошные
рубки возможны только на 1/7 или 1/9 территории. А правовая основа защиты
распространяется в лучшем случае на 1/4 земель. Положение ухудшилось из-за
общего снижения культуры, грамотности природопользования. Поэтому
совершенно неудивительно истощение лесов там, где допустимы только
выборочные
рубки
при
обеспечении
сбережения
подроста.
На ДВ велики возможности вовлечения минеральных ресурсов, например
цеолитов, для подъема продуктивности животноводства и птицеводства: путем
повышения усвояемости кормов, применения биогенных стимуляторов,
использования вторичного сырья. Из добываемых на ДВ углей в год образуется
примерно 12 млн т золы, из которых возможно извлечь 350 тыс. т железа, 5 т
золота, другие цветные и редкие металлы, легирующие добавки, раскислители
для сельскохозяйственных земель, стройматериалы. В Германии золы
энергетических углей используются на 80%, во Франции – на 65%, у нас – на
13%.
Биологическое разнообразие региона уникально как раз в пределах
флористических провинций и не может быть сохранено защитными мерами
только на юге Приморья и юге Сахалинской области. На Джугджуре, берегах
Западного Приохотья, Чукотском полуострове, а отчасти и на Камчатке тоже
свой неповторимый, в определенной степени эндемичный генофонд. Этот
генофонд однажды будет востребован как экономикой и селекцией на местах,
так и в других, весьма удаленных районах с климатическими аналогиями – в
Северной
Америке
и
Северной
Европе.
Сбережение экосистем и видов – проблема не только южной, более теплой
зоны ДВ, где в холодные периоды прошлого не было вечномерзлых грунтов, а
разнообразие локальных флор сосудистых растений даже превышало 1000
видов. Просто на юге ДВ сбережение разнообразия видов требует многих
мероприятий, их сложной системы в связи с целой серией проблем защиты
многообразных ценозов в непростой ситуации динамичного климата,
природных и антропогенных смен ландшафта и разветвленного
природопользования.
Уникальность и географическое положение региона позволяют надеяться, что в
будущем он станет центром туризма, сопоставимым с Швейцарией или
Испанией. Но для этого нужны стабильность и обустроенность.
Занятие 2.
Общая характеристика экосистем.
Цель: сформировать понятие об экосистеме, познакомить с разными видами
экосистем,
формировать
умение сравнивать
природные
экосистемы
и
агроэкосистемы.
1.Экосистема - основное понятие экологии
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой
природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной
системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично,
а определенным образом организовано, подчинено законам.
Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и
детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их
средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким
образом, что
эта единая система сохраняет устойчивость в течение
продолжительного времени.
Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:
1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и
неживых компонентов.
2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания
органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические
составляющие;
3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что
обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических
компонентов.
Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра,
суша, океан, биосфера.
Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно
организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в
данном случае экологических.
Таким образом, устройство природы следует рассматривать как системное
целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из
которых является уникальная глобальная экосистема - биосфера. В ее
рамках происходит обмен энергией и веществом между всеми живыми и
неживыми
составляющими
в
масштабах
планеты.
Грозящая
всему
человечеству катастрофа состоит в том, что нарушен один из признаков,
которым
должна
обладать
экосистема:
биосфера
как
экосистема
деятельностью человека выведена из состояния устойчивости. В силу своих
масштабов и
многообразия
взаимосвязей она
не
должна
от
этого
погибнуть, она перейдет в новое устойчивое состояние, изменив при этом
свою структуру, прежде всего неживую, а вслед за ней неизбежно и живую.
Человек как биологический вид меньше других имеет
шанс приспособиться к новым быстро изменяющимся внешним условиям и
скорее всего исчезнет первым. Поучительным и наглядным тому примером
является история острова Пасхи.
На одном из полинезийских островов, носящем название острова Пасхи, в
результате сложных миграционных процессов в VII веке возникла замкнутая
изолированная
от
всего
мира
цивилизация.
В
благоприятном
субтропическом климате она за сотни лет существования достигла известных
высот развития, создав самобытную культуру и письменность, до наших
дней не поддающуюся расшифровке. А в XVII веке она без остатка
погибла, уничтожив вначале растительный и животный мир острова, а затем
погубив себя в прогрессирующей дикости и каннибализме. У последних
островитян
не
осталось
уже
воли
и материала, чтобы построить
спасительные "ноевы ковчеги" - лодки или плоты.
В память о себе исчезнувшее сообщество оставило полупустынный остров с
гигантскими каменными фигурами - свидетелями былого могущества.
Итак, экосистема является важнейшей структурной единицей устройства
окружающего мира.
Основу
экосистем составляют
живое
вещество,
характеризующееся
обусловленная
биотической
совокупностью
структурой,
экологических
и
среда
обитания,
факторов. Рассмотрим их
более подробно.
2. Биотическая структура экосистем
Экосистема основана на единстве живого и неживого вещества. Суть этого
единства проявляется в следующем.
Из элементов неживой природы,
главным образом молекул CO2 и H2O, под воздействием энергии солнца
органические вещества, составляющие все живое на планете.
Процесс
создания органического вещества в природе происходит одновременно с
противоположным процессом - потреблением и разложением этого вещества
вновь на исходные неорганические соединения. Совокупность этих процессов
протекает в рамках экосистем различных уровней иерархии. Чтобы эти
процессы были
уравновешены, природа за миллиарды лет отработала
определенную структуру живого вещества системы.
Движущей силой в любой материальной системе служит энергия. В
экосистемы она поступает главным образом от Солнца. Растения за счет
содержащегося в них пигмента хлорофилла улавливают энергию излучения
Солнца и используют ее для синтеза основы любого органического вещества глюкозы C6H12O6.
Кинетическая энергия солнечного излучения преобразуется таким образом в
потенциальную энергию, запасенную глюкозой. Из глюкозы вместе с
получаемыми из почвы минеральными элементами питания - биогенами образуются все ткани органическое вещество планеты.
Кроме растений продуцировать органическое вещество могут некоторые
бактерии. Они создают свои ткани, запасая в них, как
и
растения,
потенциальную энергию из углекислого газа без участия солнечной энергии.
Вместо нее они используют энергию, которая образуется при окислении
неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы (в
глубоких океанических впадинах, куда не проникает солнечный свет, но где в
изобилии скапливается сероводород, обнаружены уникальные экосистемы).
Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому организмы
называются хемосинтетиками.
Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество
из неорганических составляющих с помощью энергии окружающей среды.
Их
называют
запасенной
продуцентами
продуцентами
существование
или
автотрофами.
потенциальной
всех остальных
видов
Высвобождение
энергии
живого
на
обеспечивает
планете.
Виды,
потребляющие созданную продуцентами органику как источник вещества
и
энергии
для
своей жизнедеятельности, называются консументами или
гетеротрофами.
Консументы - это самые разнообразные организмы (от микроорганизмов до
синих китов): простейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и,
наконец, млекопитающие, включая человека.
Консументы, в свою очередь, подразделяются на ряд подгрупп в
соответствии с различиями в источниках их питания.
Животные, питающиеся непосредственно
продуцентами, называются
первичными консументами или консументами первого порядка. Их самих
употребляют
в
пищу
вторичные
консументы.
Например,
кролик,
питающийся морковкой, - это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся
за
кроликом,-
организмов
консумент
второго
порядка.
Некоторые
виды
живых
соответствуют нескольким таким уровням. Например, когда
человек ест овощи - он консумент первого порядка, говядину - консумент
второго порядка, а употребляя в пищу хищную рыбу, выступает в роли
консумента третьего порядка.
Первичные консументы, питающиеся только растениями, называются
растительноядными
или
фитофагами.
Консументы
высоких порядков - плотоядные. Виды,
второго
употребляющие
в
и
более
пищу
как
растения, так и животных, относятся к всеядным, например, человек.
Мертвые растительные и животные остатки, например опавшие листья,
трупы животных, продукты систем выделения, называются детритом. Это
органика! Существует множество организмов,
специализирующихся
на
питании детритом. Они называются детритофагами. Примером могут служить
грифы, шакалы, черви, раки, термиты, муравьи и т.п. Как и в случае обычных
консументов,
различают
первичных
детритофагов,
питающихся
непосредственно детритом, вторичных и т.п.
Наконец, значительная часть детрита в экосистеме, в частности опавшие
листья, валежная древесина, в своем исходном виде не поедается животными, а
гниет и разлагается в процессе питания ими грибов и бактерий.
Поскольку роль грибов и бактерий столь специфична, их обычно выделяют в
особую группу детритофагов и называют редуцентами. Редуценты служат
на Земле санитарами и замыкают биогеохимический круговорот веществ,
разлагая органику на исходные неорганические составляющие - углекислый газ
и воду.
Таким образом, несмотря на многообразие экосистем, все они обладают
структурным
сходством.
фотосинтезирующие
В
растения
каждой
-
из
них
продуценты,
можно
различные
выделить
уровни
консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую
структуру экосистем.
3. Экологические факторы
Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека,
носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды,
влияющих на организмы, называются экологическими факторами.
По природе происхождения выделяют абиотические, биотические и
антропогенные факторы. Абиотические факторы - это свойства неживой
природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.
Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг
на друга.
Раньше к биотическим факторам относили и воздействие человека на живые
организмы, однако в настоящее
время
выделяют
особую
категорию
факторов, порождаемых человеком. Антропогенные факторы - это все формы
деятельности человеческого общества, которые
приводят
к
изменению
природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются
на их жизни.
Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой
природы, организмов других видов, в том числе и человека, и, в свою
очередь, оказывает воздействие на каждую из этих составляющих. Законы
воздействия экологических факторов на живые организмы
Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их
происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности
их воздействия на живые организмы.
Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если
все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то
именно то условие становится решающим для жизни рассматриваемого
организма.
поэтому
Оно
ограничивает
называется
(лимитирует)
лимитирующим
развитие
фактором.
организма,
Первоначально
было
установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток
какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В
середине XIX
века
немецкий
химик органик Юстас Либих
первым
экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента
питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он
назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют
законом Либиха.
В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость
организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических
потребностей. Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть
не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель урожая из-за
дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п. Понятие о том, что наравне
с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел спустя
70 лет
после Либиха американский
зоолог
В.Шелфорд,
сформулировавший
закон толерантности.
Согласно
закону
толерантности
лимитирующим
фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так
и
максимум экологического
определяет
величину
воздействия,
выносливости
а
диапазон
(предел
между
ними
толерантности)
или
экологическую валентность организма к данному фактору.
Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной
оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение
действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает
жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения.
Максимально и минимально переносимые
значения
фактора
это
-
критические точки, за пределами которых существование организма или
популяции уже не возможно.
В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или
энергии оказывается загрязняющим среду началом. Так, избыток воды даже в
засушливых районах вреден и вода может рассматриваться как обычный
загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она просто необходима. В
частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в
черноземной зоне.
Виды, для существования которых необходимы строго определенные
экологические
условия,
называют
стенобионтными,
а
виды,
приспосабливающиеся к экологической обстановке с широким диапазоном
изменения параметров, -эврибиотными.
Среди законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с
окружающей его средой, выделим правило соответствия условий среды
генетической предопределенности организма. Оно утверждает, что вид
организмов может существовать до тех пор и постольку,
поскольку
окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям
приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.
Абиотические факторы среды обитания
Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или
косвенно влияют на живые организмы. На
приведена классификация
абиотических факторов. Начнем рассмотрение с климатических факторов
внешней среды.
Температура является наиболее важным климатическим фактором. От нее
зависит интенсивность обмена веществ организмов и их географическое
распространение. Любой организм способен жить в пределах определенного
диапазона температур. И хотя для разных видов организмов (эвритермных и
стенотермных) эти интервалы различны, для большинства из них зона
оптимальных
температур,
при
которых
жизненные
функции
осуществляются наиболее активно и эффективно, сравнительно невелика.
Диапазон температур, в которых может существовать жизнь, составляет
примерно 300 С : от -200 до +100 С. Но большинство видов и большая часть
активности
приурочены
к
еще более
узкому
диапазону
температур.
Определенные организмы, особенно в стадии покоя, могут существовать по
крайней мере некоторое время, при очень низких температурах. Отдельные
виды
микроорганизмов,
главным
образом
бактерии
и
водоросли,
способны жить и размножаться при температурах, близких к точке кипения.
Верхний предел для бактерий горячих источников составляет 88 С, для синезеленых водорослей - 80 С, а для самых устойчивых рыб и насекомых - около
50 С. Как правило, верхние предельные значения фактора оказываются
более критическими, чем нижние, хотя многие организмы вблизи верхних
пределов диапазона толерантности функционируют более эффективно.
У водных животных диапазон толерантности к температуре обычно более
узок по сравнению с наземными животными, так как диапазон колебаний
температуры в воде меньше, чем на суше.
Таким
образом,
температура
является
важным
и
очень
часто
лимитирующим фактором. Температурные ритмы в значительной степени
контролируют сезонную и суточную активность растений и животных.
Количество осадков и влажность - основные величины, измеряемые при
изучении этого фактора. Количество осадков зависит в основном от путей и
характера больших перемещений воздушных
масс.
Например,
ветры,
дующие с океана, оставляют большую часть влаги на обращенных к океану
склонах,
в результате
чего
за
горами
остается
"дождевая
тень",
способствующая формированию пустыни. Двигаясь в глубь суши, воздух
аккумулирует некоторое количество влаги, и количество осадков опять
увеличивается. Пустыни, как правило, расположены за высокими горными
хребтами или вдоль тех берегов, где ветры дуют из обширных внутренних
сухих районов, а не с океана, например, пустыня Нами в Юго-Западной
Африке.
Распределение
осадков
по временам года - крайне важный
лимитирующий фактор для организмов.
Влажность - параметр, характеризующий содержание водяного пара в
воздухе. Абсолютной влажностью называют количество водяного пара в
единице объема воздуха.
В
связи
с
зависимостью
количества
пара,
удерживаемого воздухом, от температуры и давления, введено понятие
относительной влажности - это отношение пара, содержащегося в воздухе, к
насыщающему пару при данных температуре и давлении. Так как в природе
существуют суточный ритм влажности - повышение ночью и снижение
днем, и колебание ее по вертикали и горизонтали, этот фактор наряду со
светом и температурой играет важную роль в регулировании активности
организмов.
Доступный
живым организмам запас поверхностной воды
зависит от количества осадков в данном районе, но эти величины не всегда
совпадают. Так, пользуясь подземными источниками, куда вода поступает из
других районов, животные и растения могут получать больше воды, чем от
поступления ее с осадками. И наоборот, дождевая вода иногда сразу же
становится недоступной для организмов.
Излучение Солнца представляет собой электромагнитные волны различной
длины. Оно совершенно необходимо живой природе, так как явля
Занятие 4. Биологическая продуктивность экосистем
Энергия в экосистемах.
Напомним, что экосистема - это совокупность живых организмов,
обменивающихся непрерывно энергией, веществом и информацией друг с
другом и с окружающей средой. Рассмотрим сначала процесс обмена энергией.
Энергию определяют как способность производить работу. Свойства энергии
описываются законами термодинамики.
Первый закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергии
утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она
не исчезает и не создается заново.
Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропии утверждает, что в
замкнутой системе энтропия может только возрастать. Применительно к
энергии
в
экосистемах
удобна
следующая
формулировка:
процессы,
связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно
только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в
рассеянную,
то есть деградирует. Мера количества энергии,
которая
становится недоступной для использования, или иначе мера изменения
упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия.
Чем выше упорядоченность
системы, тем меньше ее энтропия.
Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема,
поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в
окружающей среде в избытке даровой энергии (энергия Солнца); во вторых,
способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию
улавливать и концентрировать, а использовав - рассеивать в окружающую
среду.
Таким образом, сначала улавливание, а затем концентрирование энергии с
переходом от одного трофического уровня
к
другому
обеспечивает
повышение упорядоченности, организации живой системы, то есть уменьшение
ее энтропии.
Энергия и продуктивность экосистем
Итак, жизнь в экосистеме поддерживается благодаря непрекращающемуся
прохождению через живое вещество энергии, передаваемой от одного
трофического
уровня
к
другому;
при
этом
происходит
постоянное
превращение энергии из одних форм в другие. Кроме того, при превращениях
энергии часть ее теряется в виде тепла.
Тогда возникает вопрос: в каких количественных соотношениях, пропорциях
должны находиться между собой члены сообщества разных трофических
уровней в экосистеме, чтобы обеспечивать свою потребность в энергии?
Весь запас энергии сосредоточен в массе органического вещества биомассе, поэтому интенсивность образования и разрушения органического
вещества на каждом из уровней определяется прохождением энергии через
экосистему ( биомассу всегда можно выразить в единицах энергии) .
Скорость образования органического вещества называют продуктивностью.
Различают первичную и вторичную продуктивность.
В любой экосистеме происходит образование биомассы и ее разрушение,
причем эти процессы всецело определяются жизнью низшего трофического
уровня - продуцентами. Все остальные организмы только потребляют уже
созданное растениями органическое вещество и, следовательно, общая
продуктивность экосистемы от них не зависит.
Высокие скорости продуцирования биомассы наблюдаются в естественных
и искусственных экосистемах там, где благоприятны абиотические факторы,
и особенно
при
уменьшает
собственные
жизнедеятельности.
поступлении
дополнительной
затраты
системы
энергии
на
извне,
что
поддержание
Такая дополнительная энергия может поступать в
разной форме: например,
на возделываемом поле - в форме энергии
ископаемого топлива и работы, совершаемой человеком или животным.
Таким образом, для обеспечения энергией всех особей сообщества живых
организмов
экосистемы
соотношение между
детритофагами
необходимо
продуцентами,
определенное
консументами
и редуцентами. Однако для
количественное
разных
порядков,
жизнедеятельности
любых
организмов, а значит и системы в целом, только энергии недостаточно,
они обязательно должны получать различные минеральные компоненты,
микроэлементы,
органические вещества, необходимые для построения
молекул живого вещества.
Занятие5.
Круговорот элементов в экосистеме
Откуда изначально берутся в живом веществе необходимые для построения
организма компоненты? Их поставляют в пищевую цепь
все
те
же
продуценты.
Неорганические минеральные вещества и воду они извлекают из почвы, CO2 из воздуха, и из образованной в процессе фотосинтеза глюкозы с
помощью биогенов строят далее
сложные
органические
молекулы
-
углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, витамины и т.п.
Чтобы необходимые элементы были доступны живым организмам, они
все время должны быть в наличии. В этой взаимосвязи реализуется закон
сохранения вещества. Его удобно сформулировать следующим образом:
атомы в химических реакциях никогда не исчезают, не образуются и не
превращаются
образованием
друг
в
друга;
различных
они
молекул
только перегруппировываются
и
соединений
с
(одновременно
происходит поглощение или выделение энергии). В силу этого атомы могут
использоваться в самых различных соединениях и запас их никогда не
истощается. Именно это происходит в естественных экосистемах в виде
круговоротов элементов. При этом выделяют два круговорота: большой
(геологический) и малый (биотический).
Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности
земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и
биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного
состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение
воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и
выпадение осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Если
же водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот
становится значительно сложнее. В этом случае часть осадков испаряется и
поступает обратно в атмосферу, другая - питает реки и водоемы, но в итоге
вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая тем самым
большой круговорот. Важное свойство круговорота воды заключается в том,
что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом,
связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу,
подземные воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего
живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани растения в процессе
транспирации,
привносят
минеральные
соли,
необходимые
для
жизнедеятельности самих растений.
Обобщая законы функционирования экосистем, сформулируем еще раз
основные их положения:
1) природные экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду
даровой солнечной энергии, количество которой избыточно и относительно
постоянно;
2) перенос энергии и вещества через сообщество живых организмов в
экосистеме происходит по пищевой цепи; все виды живого в экосистеме
делятся по выполняемым ими функциям в этой цепи на продуцентов,
консументов, детритофагов и редуцентов - это биотическая структура
сообщества; количественное соотношение численности живых организмов
между
трофическими
уровнями
отражает
трофическую
структуру
сообщества, которая определяет скорость прохождения энергии и вещества
через сообщество, то есть продуктивность экосистемы;
3) природные экосистемы
благодаря
своей
биотической
структуре
неопределенно долго поддерживают устойчивое состояние, не страдая от
истощения ресурсов и загрязнения собственными отходами;
получение
ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех
элементов.
Занятие 7.
Биотические отношения и роль видов в экосистеме
Ареалы распространения и численность организмов каждого в вида
ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их
отношениями с организмами других
видов.
Непосредственное
живое
окружение организма составляет его биотическую среду, а факторы этой среды
называются
биотическими.
Представители
каждого
вида
способны
существовать в таком окружении, где связи с другими организмами
обеспечивают им нормальные условия жизни.
Рассмотрим характерные особенности отношений различных типов.
Конкуренция является в
природе
наиболее
всеохватывающим
типом
отношений, при котором две популяции или две особи в борьбе
за
необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно.
Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой.
Внутривидовая борьба происходит между особями одного и того же вида,
межвидовая конкуренция имеет место между особями разных видов.
Конкурентное взаимодействие может касаться жизненного пространства,
пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других
жизненно важных факторов. Межвидовая конкуренция, независимо от того,
что лежит в ее основе, может привести либо к установлению равновесия
между двумя видами, либо к замене популяции одного вида популяцией
другого, либо к тому, что один вид вытеснит другой в иное место или же
заставит его перейти на использование иных ресурсов. Установлено, что два
одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида не могут
сосуществовать в одном месте и рано или поздно один конкурент вытесняет
другого. Это так называемый принцип исключения или принцип Гаузе.
Поскольку в структуре экосистемы преобладают пищевые взаимодействия,
наиболее характерной формой взаимодействия видов в трофических цепях
является хищничество, при котором особь одного
вида,
называемая
хищником, питается организмами (или частями организмов) другого вида,
называемого жертвой, причем хищник живет отдельно от жертвы. В таких
случаях говорят, что два вида вовлечены в отношения хищник - жертва.
Еще один тип взаимодействия видов - паразитизм. Паразиты питаются за
счет другого организма, называемого хозяином, однако в отличие
от
хищников они живут на хозяине или внутри его организма на протяжении
значительной части их жизненного цикла. Паразит использует для своей
жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постоянно
ослабляя, а нередко убивая его.
От паразитизма отличается аменсализм, при котором один вид причиняет
вред другому, не извлекая при этом для себя никакой пользы. Чаще всего это
те случаи, когда причиняемый вред заключается в изменении среды. Так
поступает человек, разрушая и загрязняя окружающую среду.
Нейтрализм - это такой тип отношений, при котором ни одна из популяций
не оказывает на другую никакого влияния: никак не сказывается на росте его
популяций,
находящихся
в
равновесии,
и
на
их
плотности.
В
действительности бывает, однако, довольно трудно при помощи наблюдений
и экспериментов в природных условиях убедиться, что два вида абсолютно
независимы один от другого.
Обобщая рассмотрение форм биотических отношений, можно сделать
следующие выводы:
1) отношения между живыми организмами являются одним из основных
регуляторов численности и пространственного распределения организмов в
природе;
2) негативные взаимодействия между организмами проявляются на начальных
стадиях развития сообщества или в нарушенных природных условиях; в
недавно
сформировавшихся
или
новых
ассоциациях
вероятность
возникновения сильных отрицательных взаимодействий больше, чем в старых
ассоциациях;
3) в процессе эволюции и развития экосистем обнаруживается тенденция к
уменьшению
роли
отрицательных
взаимодействий
за
счет
положительных, повышающих выживание взаимодействующих видов. Все эти
обстоятельства человек должен учитывать при проведении мероприятий по
управлению экологическими системами и отдельными популяциями с целью
использования их в своих интересах,
а
также
предвидеть
косвенные
последствия, которые могут при этом иметь место.
Лекция 8. Типы экосистем
Классификация экосистем
Классификация экосистем довольно разнообразна. По Ю. Одуму выделяются
моря – огромные, наиболее густо, но неравномерно заселенные экосистемы.
Эстуарии и морские побережья – полоса разнообразных экосистем, лежащая
между морями и континентами. Эта переходная зона богата жизнью. Ручьи и
реки – особые экосистемы пресных проточных вод. Их биоценозы наиболее
полно используются человеком. Озера и пруды – в абсолютном большинстве
водоемы со стоячей пресной водой, хотя встречаются и соленые озера.
Пресноводные болота характеризуются периодическими колебаниями уровня
воды. Они в какой-то степени приближаются к эстуариям, поскольку обладают
высоким плодородием и стабильностью. Пустыни – экосистемы,
формирующиеся в районах, где за год выпадает менее 250 мм осадков, а также
в областях с очень жарким климатом и нерегулярно выпадающими осадками.
Тундра – экосистемы, занимающие положения между лесами и Ледовитым
океаном. Тундры – это своеобразные арктические пустыни. Как и в пустыне, в
них обитают специфические растения и хорошо приспособившиеся животные.
Травянистые ландшафты – степные экосистемы, формирующиеся в областях,
где среднее годовое количество осадков лежит в пределах от 250 до 750 мм, т.
е. выше, чем в пустынях, и ниже, чем в лесах. Леса – экосистемы, занимающие
важное место в биосфере по биомассе и роли в биологической регуляции на
планете. Лесные экосистемы формируются в самых различных климатических
зонах – от экватора до северных широт в тайге. Они обладают огромным
разнообразием растений и животных, максимальной стабильностью.
Широко используется классификация по биомам. Биом – это крупная
биосистема, включающая в себя множество разнообразных экосистем. Биом
также определяют как крупное системно-географическое подразделение,
включающее различные организмы и среду их обитания в пределах природноклиматической (ландшафтно-географической) зоны. Выделяют биомы тундры,
бореальных хвойных лесов, листопадных лесов, саванн, степей умеренной
зоны, пустынь, тропических лесов .
Классификация экосистем
Цель: дать общую характеристику экосистем, их классификацию и значение.
Формы и методы: лекция
Экосистема- это любое сообщество живых существ вместе с его физической
средой обитания, функционирующее как единое целое. Примером экосистемы
может служить пруд, включающий сообщество организмов, жизнь которых
протекает в воде, физические свойства и химический состав воды,
особенности рельефа дна, состав и структуру грунта, взаимодействующий с
поверхностью воды атмосферный воздух, солнечную радиацию.
Рассмотрение экосистемы важно в тех случаях, когда речь идет о потоках
вещества и энергии, циркулирующих между живыми и неживыми
компонентами природы, о динамике элементов, поддерживающих
существование жизни, об эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни
популяцию, ни сообщество в целом нельзя изучать в отрыве от окружающей
среды. Экосистема, по сути, это то, что мы называем природой.
Экосистема — понятие очень широкое и применимое как к естественным
(например, тундра, океан), так и к искусственным комплексам (например,
аквариум, квартира).
Экосистема - это совокупность взаимодействующих живых организмов и
физических условий среды - значительно правильнее, постольку здесь понятие
«экосистема» не входит требование «сохранять устойчивость». При таком
понимании экосистемой может быть назван любой по сложности и размеру
природный и искусственный объект: участок леса, озеро или пруд, муравейник.
Классификация экосистем разнообразна и зависит от ее цели и выбранных
критериев.
Функциональная классификация экосистем
Тип экосистемы
источнику углерода
по Тип экосистем по роли
человека
Естественный
Автотрофный:
Антропогенный
фототрофы
Тундра,
леса,
луга, Агроэкосистемы,
степи, болота, моря, лесные
культуры,
пресноводные водоемы морские огороды
хемотрофы
Экосистемы подземных Экосистемы
вод
гетеротрофный
Экосистемы
океанических
глубин,
экосистемы
высокогорных ледников
биологических
очистных сооружений
Занятие 10.
Водоем как пример экосистемы
... Экосистема пресного водоема. Наиболее благоприятные условия для
жизнедеятельности организмов создаются в прибрежной зоне. Вода здесь до
самого дна прогревается солнечными лучами и насыщена кислородом. Вблизи
берега развиваются многочисленные высшие растения (камыш, рогоз, водяной
хвощ) и водоросли. В жаркое время у поверхности образуется тина — это тоже
водоросли. На поверхности плавают листья и цветки белой кувшинки и желтой
кубышки, мелкие пластинки ряски полностью затягивают поверхность
некоторых прудов. В тихих заводях скользят по поверхности воды хищные
клопы-водомерки и вращаются кругами жуки-вертячки.
В толще воды обитают рыбы и многочисленные насекомые — крупный
хищный клоп гладыш, водяной скорпион и др. Мхи образуют на дне обширные
темно-зеленые скопления. Донный ил населяют плоские черви планарии,
весьма распространен кольчатый червь трубочник и пиявки.
Несмотря на внешнюю простоту пресноводного водоема, его трофическая
структура (система пищевых отношений) достаточно сложна. Высшими
растениями питаются личинки насекомых, амфибий, скоблящие брюхоногие
моллюски,
растительноядные
рыбы.
Многочисленные
простейшие
(жгутиковые, инфузории, голые и раковинные амебы), низшие ракообразные
(дафнии, циклопы), фильтрующие двустворчатые моллюски, личинки
насекомых (поденок, стрекоз, ручейников) поедают одноклеточные и
многоклеточные водоросли. Рачки, черви, личинки насекомых служат пищей
рыбам и амфибиям (лягушкам, тритонам). Хищные рыбы (окунь) охотятся за
растительноядными (карась), а крупные хищники (щука) — за более мелкими.
Находят себе пищу и млекопитающие (выхухоль, бобры, выдры): они поедают
рыбу, моллюсков, насекомых и их личинки.
Органические остатки оседают на дно, на них развиваются бактерии,
потребляемые простейшими и фильтрующими моллюсками. Бактерии,
жгутиковые и водные виды грибов разлагают органику на неорганические
соединения, вновь используемые растениями и водорослями.
Причиной слабого развития жизни в некоторых водоемах является низкий
уровень содержания минеральных веществ (соединений фосфора, азота и пр.)
или неблагоприятная кислотность воды. Внесение минеральных удобрений и
нормализация
кислотности
известкованием
способствует
развитию
пресноводного планктона — комплекса мелких взвешенных в воде организмов
(микроскопических водорослей, бактерий и их потребителей: инфузорий,
рачков и пр.). Планктон, являясь основанием пищевой пирамиды, питает
различных животных, потребляемых рыбами. В результате восстановительных
мер продуктивность рыбных хозяйств значительно возрастает.
На развертывании в пространстве пищевых цепей водоема разработана
технология переработки отходов животноводства. Навоз смывается в
отстойники, где служит питанием многочисленным одноклеточным
водорослям, вода "цветет". Водоросли вместе с водой небольшими дозами
перемещают в другой водоем, где их поедают дафнии и другие рачкифильтраторы. В третьем пруду на рачках выращивают рыбу. Чистая вода вновь
используется на фермах, избыток рачков идет на белковый корм скоту, а рыба
потребляется человеком.
Водоем, как и любой биоценоз, — целостная система, взаимосвязи в которой
порой бывают очень сложны. Так, уничтожение бегемотов в некоторых
африканских озерах привело к исчезновению рыбы. Фекалии бегемотов
служили естественным удобрением водоемов и основой развития фито- и
зоопланктона. Россия издавна славилась жемчугом, добытым из раковин
жемчужниц. Личинки пресноводных двустворчатых моллюсков европейской
жемчужницы первые недели могут развиваться только на жабрах лососевых —
семги, форели, хариуса. Перевылов лососей в северных реках сократил
численность жемчужниц. Теперь без моллюсков реки очищаются недостаточно
эффективно, и икра лосося не может в них развиваться.
Пресноводный водоем и листопадный лес имеют однотипные пищевые группы.
Продуценты в лесу — деревья, кустарники, травы и мхи, в водоеме —
укореняющиеся и плавающие растения, водоросли и сине-зеленые. Консументы
в лесу — насекомые, птицы, растительноядные и плотоядные звери, в водоеме
— водные насекомые, амфибии, ракообразные, растительноядные и хищные
рыбы. Редуценты в лесу представлены наземными, а в водоеме — водными
грибами, бактериями и беспозвоночными. Эти же пищевые группы организмов
присутствуют во всех наземных и водных экосистемах. Первичным источником
энергии в сообществах водоема и леса, как и в большинстве экосистем, служит
солнечный свет. Биоценозы представляют собой слаженные системы
организмов, в которых одни сообщества и виды удивительно сочетаются с
другими, проявляя целостность и взаимосвязь бого-сотворенного мира.
(автор Вертьянов С. Ю.,
Занятие12.
Мероприятия по охране естественных экосистем
Воздействие человека на окружающую его природную среду может
рассматриваться в разных аспектах в зависимости от цели изучения этого
вопроса. С точки зрения экологии представляет интерес рассмотрение
воздействия
человека
на
экологические
системы
под
углом
зрения
соответствия или противоречия действий человека объективным законам
функционирования природных экосистем. Исходя из взгляда на биосферу
как
глобальную экосистему,
человека
в
биосфере
все
приводит
многообразие
к
изменениям:
видов
деятельности
состава
биосферы,
круговоротов и баланса слагающих ее веществ; энергетического баланса
биосферы; биоты. Направленность и степень этих изменений таковы, что
самим человеком им дано название экологического кризиса. Современный
экологический кризис характеризуется следующими проявлениями:
- постепенное изменение климата планеты вследствие изменения баланса
газов в атмосфере;
- общее и местное (над полюсами, отдельными участками суши) разрушение
биосферного озонового экрана;
- загрязнение Мирового океана тяжелыми металлами, сложными
органическими
соединениями,
нефтепродуктами,
радиоактивными
веществами,
насыщение вод углекислым газом;
- разрыв естественных экологических связей между океаном и водами суши
в результате строительства плотин на реках, приводящий к изменению
твердого
стока, нерестовых путей и т.п.;
- загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков,
высокотоксичных веществ в результате химических и фотохимических
реакций;
- загрязнение вод суши, в том числе речных, служащих для питьевого
водоснабжения,
высокотоксичными
веществами,
включая
диоксиды,
тяжелые
металлы, фенолы;
- опустынивание планеты;
- деградация почвенного слоя, уменьшение площади плодородных земель,
пригодных для сельского хозяйства;
- радиоактивное загрязнение отдельных территорий в связи с захоронением
радиоактивных отходов, техногенными авариями и т.п.;
- накопление на поверхности суши бытового мусора и промышленных
отходов, в особенности практически не разлагающихся пластмасс;
- сокращение площадей тропических и северных лесов, ведущее к
дисбалансу газов атмосферы, в том числе сокращению концентрации
кислорода в
атмосфере планеты;
- загрязнение подземного пространства, включая подземные воды, что
делает их непригодными для водоснабжения и угрожает пока еще мало
изученной
жизни в литосфере;
- массовое и быстрое, лавинообразное исчезновение видов живого
вещества;
- ухудшение среды жизни в населенных местах, прежде всего
урбанизированных территориях;
- общее истощение и нехватка природных ресурсов для развития
человечества;
- изменение размера, энергетической и биогеохимической роли организмов,
переформирование пищевых цепей, массовое размножение
отдельных
видов
организмов;
- нарушение иерархии экосистем, увеличение системного однообразия на
планете.
Выводы
Когда в середине шестидесятых годов двадцатого столетия проблемы
окружающей среды оказались в центре внимания мировой общественности,
встал вопрос: сколько времени в запасе у человечества? Когда оно начнет
пожинать плоды пренебрежительного отношения к
окружающей
его
среде? Ученые рассчитали: через 30-35 лет. Это время настало. Мы стали
свидетелями глобального
экологического
кризиса,
спровоцированного
деятельностью человека. Вместе с тем последние тридцать лет не прошли
даром: создана более твердая научная основа понимания проблем окружающей
среды,
образованы
регламентирующие
органы
на
всех
уровнях,
организованы многочисленные общественные экологические группы, приняты
полезные законы и постановления, достигнуты некоторые международные
договоренности.
Однако
ликвидируются
сложившегося положения.
в
основном
Например,
последствия,
люди
а
не
применяют
причины
все
новые
средства борьбы с загрязнениями на автомобилях и стараются добывать все
больше
нефти
необходимость
вместо того,
чтобы
поставить
под
вопрос
саму
удовлетворения чрезмерных потребностей. Человечество
безнадежно стремится
спасти
от вымирания
несколько
видов,
не
обращая внимание на
собственный демографический взрыв, стирающий с
лица земли природные экосистемы.
Основной вывод из рассмотренного в учебном пособии материала
совершенно ясен: системы, противоречащие естественным принципам и
законам, неустойчивы. Попытки сохранить их
становятся
все
более
дорогостоящими и сложными и в любом случае обречены на неудачу.
Чтобы принимать долгосрочные решения, необходимо обратить внимание
на принципы, определяющие устойчивое развитие, а именно:
стабилизация численности населения;
переход к более энерго и ресурсосберегающему образу жизни;
развитие экологически чистых источников энергии;
создание малоотходных промышленных технологий;
рециклизация отходов;
создание сбалансированного сельскохозяйственного производства, не
истощающего почвенные и водные ресурсы и не загрязняющего землю и
продукты питания;
сохранение биологического разнообразия на планете.
СОСТОЯНИЕ ЭКОСИСТЕМ
И БИОПРОДУКТИВНОСТЬ ЕВРОПЕЙСКИХ МОРЕЙ РОССИИ
Цель: подробно познакомить учащихся с состоянием морских экосистем
Форма: лекция
Европейские моря России - важный источник морепродуктов. Предметом
нашего изучения стали морские экосистемы. Как известно, это сложные
природные образования, связывающие воедино среду и биоту. Примером такой
мозаики видов и межвидовых связей может служить экосистема морей
Арктики. Современный уровень знаний о жизни в морях базируется на
различных методах наблюдений, охватывающих все ступени экосистемной
пирамиды - от бактерий до китов и белых медведей. Особенно важно при этом
учитывать ключевые пищевые связи, которые
естественных и антропогенных условий.
зависят от множества
Недостаток понимания этих проблем и погрешности прогнозов привели к тому,
что сегодня наблюдается уменьшение численности и изменение видового
состава морской фауны. Это наглядно видно, в частности, из динамики уловов
промысловых рыб, которые, в свою очередь, служат индикаторами динамики
экосистем (Матишов, Денисов, 1999).
Известно, что развитие морской биоты на всех уровнях определяется
естественным ходом природных процессов. Климатические изменения на
протяжении истории нашей планеты являются важнейшим фактором эволюции.
Экосистемы моря отражают сложное геологическое прошлое, связанное с
ледниковыми эпохами и колебаниями уровня моря. Перестройки земной
поверхности неоднократно приводили к созданию природных мостов, новых
проливов,
периодическому
осушению
шельфа,
что
способствовало
естественным миграциям животных. В позднем кайнозое, миллионы лет назад,
южные моря занимали большую часть современной европейской территории и
через сеть водотоков соединялись с нынешним Северным ледовитым океаном.
Позднее на месте Понтического моря обособились Черное, Азовское,
Каспийское и Аральское моря. Поэтому в южных морях присутствуют
эндемики северного происхождения - каспийский тюлень, лососи - кумжа,
белорыбица. В позднеледниковое время (9 - 14 тыс. лет тому назад) свободный
обмен морской фауной между Северным и Баренцевым морями происходил как
через Норвежское море, так и через ныне не существующий пролив между
Балтикой и Белым морем. Все это протекало на фоне ощутимых, порой
драматических изменений, таких, как четвертичные оледенения, вымирания
видов и др. В результате длительной эволюции сформировалась современная
морская биота, адаптированная к
масштабным флуктуациям климата. Если взять последнее столетие, то на
примере Баренцева моря можно видеть чередование аномально теплых и
холодных периодов. При этом наиболее ярко проявляют себя 11 и 33-летняя
ритмика
колебаний
сопровождались
температуры
сопряженным
и
солености
затоком
из
вод. Холодные
Атлантики
крупных
циклы
линз
распресненных вод, которые известны как «Великие соленосные аномалии».
Только в течение нынешнего столетия 4 раза (1902, 1933, 1965, 1988) замерзал
обычно «незамерзающий» Кольский залив. В 1999 году Кольский залив замерз
в пятый раз, т.е. впервые два года подряд, чего не наблюдалось в прошлые
годы. По нашим данным в 1988 - 1999 гг. произошла экспансия арктической
биоты на запад Баренцева моря. Все это подтверждает факт начавшегося
похолодания в Арктике. Такие региональные проявления похолодания климата
заставляют с большой осторожностью относиться к распространенной
концепции о глобальном потеплении. Поэтому сегодня важно не ослаблять
внимания к изучению экологической роли морского льда, айсбергов, ледников
в биологически продуктивных водоемах.
Для понимания природных явлений в отдельных европейских морях необходим
широкий географический взгляд на ключевую роль Атлантики. Так, из
факторов, влияющих на продуктивность Балтийского моря, следует выделить
как один из важнейших - адвекцию вод из Атлантики и связанный с ней общий
баланс солености вод в бассейне. В периоды распреснения, например, на
рубеже 70 - 80-х годов происходил спад продукции балтийской трески и других
морских рыб (Антонов, 1998).
В функционировании экосистем замкнутых южных морей, подобно Балтике,
жизненно важную роль играют изменения солености вод и гидрохимического
режима в целом. Уровень солености в Азовском море определяется балансом
пресного стока и трансформированных атлантических вод (Макаров и др., 1998;
Матишов и др., 1998). Еще более разительны циклические изменения уровня
моря внутриматерикового Каспия, обусловленные климатом. По наблюдениям
с 1930 по 1997 гг. размах колебаний здесь составил 3 м (при скорости
изменения до 15 см в год). Известное и широко обсуждаемое в 60 - 70-е годы
падение уровня этого моря в 1978 г. сменилось на устойчивый рост. Такая
масштабная динамика уровня Каспийского моря является важнейшим
фактором формирования биопродуктивности.
Складывающиеся в периоды трансгрессии моря условия благоприятны для
воспроизводства рыбных ресурсов (Власенко, 1997).
Черное море - крупнейший резервуар сероводорода, который насыщает воды
глубже 130 м, поэтому здесь отсутствует характерная для других морей богатая
промысловая донная фауна. В поверхностной толще черноморских вод,
включая узкий шельф, нет хронического дефицита кислорода и развита
разнообразная фауна.
В рамках данной статьи невозможно подробно остановиться на всех природных
факторах,
определяющих
современную
эволюцию
морских
экосистем.
Подчеркнем только, что в результате их сложного взаимодействия происходят
изменения пищевых связей, численности популяций, уровня естественного
воспроизводства, путей миграции и других жизненно важных функций морской
биоты.
Теперь перейдем к рассмотрению антропогенных факторов эволюции морских
экосистем. Их действие в текущем столетии развивалось по нарастающей.
Общеизвестна роль химического загрязнения в жизнедеятельности биоты.
Совокупность имеющихся данных позволяет сделать вывод, что в открытом
Баренцевом море степень накопления поллютантов в среде и биоте очень
низкая. В частности, концентрация искусственных радионуклидов в морских
организмах ниже фонового уровня. Аналогичная картина наблюдается по
тяжелым металлам и другим загрязнителям (Матишов, 1992: Химические
процессы...., 1992).
По
степени
относительного
загрязнения
лидируют
мелководные
полузамкнутые морские бассейны, расположенные в зоне индустриализации Азовский, Балтийский и Северокаспийский. Концентрация поллютантов в
среде и биоте здесь во много раз превышает предельно допустимую
концентрацию (ПДК). За последние 15 лет в водах Северного Каспия
значительно возросло содержание тяжелых металлов: с 80-х до конца 90-х
годов их концентрация, в среднем, достигла 4 - 5 ПДК (Костров и др., 1997). По
мнению специалистов, хроническое загрязнение бассейнов Азовского моря и
Северного Каспия явилось одной из причин ухудшения условий естественного
воспроизводства ценных рыб.
Потенциально опасно то, что в морских водоемах поллютанты, в том числе
радиоактивные, аккумулируются в донных осадках. Большинство же ценных
промысловых рыб, ракообразных и моллюсков ведут придонный образ жизни.
Однако и здесь есть свои парадоксы. Все много слышали о радиоактивной
опасности баз атомных подводных лодок и новоземельских полигонов. В
районах атомных взрывов существует остаточная радиация, однако в целом
факты таковы: в донных отложениях Таганрогского залива измеренные уровни
цезия-137 достигают 100 Бк/кг, а на баренцевоморском шельфе - доходят
только до 20 Бк/Кг (Матишов и др., 1998).
К драматическим последствиям для южных морей привело строительство
каскадов плотин на Днепре, Дону и Волге. Зарегулирование этих рек
обернулось утратой нерестилищ осетровых и других ценных рыб и
радикальным (на 25 - 30 %) уменьшением стока рек в Азовское, Черное и
Каспийское моря. Дефицит пресного стока в Азовское море вызвал
компенсационное увеличение его солености в среднем на 3 %.
В бассейне Баренцева и Белого морей аналогичную картину можно наблюдать
на реках Териберка, Тулома, Воронья Кольского полуострова. Плотины
перекрыли доступ семги к естественным нерестилищам.
Кроме того, загрязнение водоемов вместе со стоком в моря удобрений и
промышленных отходов приводит к нежелательному явлению эвтрофикации «цветению» микроводорослей, дефициту кислорода и заморным явлениям.
Недостаточное значение, на наш взгляд, придается экологическим оценкам
воздействия на морские экосистемы морского судоходства, шумовых эффектов,
явлений кавитации, взмучивания илистых грунтов, загрязнению акватории
нефтепродуктами. Все это, безусловно, оказывает воздействие на морскую
биоту, но главное - в другом. С балластными водами или на днищах судов
случайные морские организмы заносятся в европейские моря. Таким путем,
вероятно, со времен Х. Колумба были расселены в другие части света многие
тысячи видов морской биоты. Ряд видов - вселенцев, обладая экологической
пластичностью и высокой скоростью воспроизводства, формируют в новых
водоемах массовые популяции и изменяют видовую и пищевую структуру
экосистем. Это свойственно всем морям. Например, экзотические крабы вселенцы дополнили аборигенную фауну ракообразных в Баренцевом,
Балтийском и Черном морях. В Черное море был случайно завезен гребневик,
который вместе с медузой через Керченский пролив вторгся в Азовское море.
Его масса быстро достигла колоссальных размеров (Виноградов и др., 1989).
Среди
вселенцев
есть
много
птиц,
осваивающих
пустующие
ниши
самостоятельно, без помощи технических средств. Например, большой
поморник и северная олуша - североатлантические вселенцы в Баренцевом
море.
Теперь перейдем к проблеме планомерного переселения в европейские моря
отдельных представителей фауны из водоемов Дальнего Востока и Северной
Америки. Так, камчатский краб хорошо прижился в Баренцевом море: за
последние десятилетия численность его выросла почти до 1 млн. экз. и ареал
расширился до Южной Норвегии. В Азово-Черноморский бассейн в 60-е годы
был вселен дальневосточный пиленгас - разновидность кефали (Макаров и др.,
1998). Он быстро занял свободную пищевую нишу. В результате натурализации
сформировалась местная популяция пиленгаса, который сейчас включен в
число основных промысловых объектов. Сходная разновидность кефалей –
сингиль прижился в Каспии.
Рассмотренные примеры внешне успешных интродукций, с биологической
точки ставят вопрос, насколько полезны в экосистемном отношении подобные
преобразования.
Сегодня
далеко
не
ясны
многие
стороны
биологии
размножения пиленгаса и серебряного карася и их взаимоотношения с
местными
видами.
Аналогичные
неопределенности
существуют
по
камчатскому крабу и другим вселенцам.
Обратимся к промысловой или искусственной смертности морской фауны.
Среди всех рассмотренных выше антропогенных факторов главным надо все же
считать добычу животных человеком. В результате промысла уничтожаются
киты, тюлени, моллюски, водоросли. Сегодня переэксплуатация привела к
необратимой разбалансировке ключевых звеньев морских экосистем, в
частности структуры промысловых популяций рыб.
Невозможно не согласиться с тем, что киты и китообразные - венец и символ
экосистемы мирового океана. Большая численность и размеры, особенности
поведения и коммерческая привлекательность быстро поставили китов на грань
уничтожения. Сегодня, например, гренландских китов осталось всего около 5
тысяч. Многие виды китов занесены в Красную книгу и их добыча строго
запрещена. Ситуация с мелкими китами развивалась в XX в. аналогичным
образом. Ярким примером нерационального использования биоресурсов
является черноморский дельфин. В начале 50-хгодов дельфинов насчитывалось
около 1 млн., а сейчас, несмотря на запрет промысла, их осталось 50 - 100 тыс.
голов. В северных морях сходная судьба оказалась у белухи. Статистика
убедительно свидетельствует о прогрессирующей деградации ценных видов
ластоногих за счет зверобойного промысла на фоне ухудшения рыбных
ресурсов. Больше всего пострадали атлантические моржи, гренландский и
каспийский тюлени. Бесконтрольный промысел атлантического моржа привел к
сокращению его численности от многих сотен тысяч до нескольких десятков
тысяч особей (Бычков, 1976). С 1974 г. атлантический морж занесен в Красную
книгу. К концу XX века серый и пятнистый тюлени, а также ряд других
ластоногих, отнесены к числу редких и особо охраняемых видов. В южных
морях плохие условия обитания и отсутствие должных мер охраны ставят
морских млекопитающих на грань вымирания.
Сокращение численности морских млекопитающих - высших обитателей
пелагиали - неминуемо нарушает устойчивость соответствующих экосистем и,
в конечном счете, ведет к снижению их продуктивности (Экология птиц...,
1997). Многие птицы в силу своей многочисленности оказывают большое
влияние на функционирование водоема, особенно в районах прибрежья.
Используя в пищу морских животных - от ракообразных, моллюсков до рыб,
многомиллионные популяции птиц являются важнейшим звеном в круговороте
фосфора. В одном только Баренцевом море в первой половине
текущего столетия их численность достигала нескольких десятков миллионов
особей. На 50-ти новоземельских птичьих базарах гнездилось до 2 - 4 млн.
толстоклювых кайр, не считая других видов птиц.
Ряд видов морских птиц имели значительную промысловую ценность (гага,
кайра и др.) из-за пуха, яиц и мяса. Причиной катастрофического снижения в 60
- 80-х годах птичьих колоний был дефицит кормов как следствие уничтожения
мелких стайных рыб (Матишов, Денисов, 1999).
Ключевым
элементом
экосистем
являются
рыбы.
Несмотря
на
предпринимаемые усилия и меры, очевидным фактором остается неуклонное
падение их численности. На примере самых продуктивных морей - Баренцева и
Азовского наглядно видна общая тенденция снижения запасов и вылова ценных
видов рыб в 5 - 10 раз. В 30 - 50-е годы уловы в Азовском море достигали 150 300 тыс. т в год, причем речь идет о самых ценных и всем известных рыбах:
осетровых, судаке, леще, тарани, рыбце и др.
В конце 70-х годов добыча морепродуктов в Баренцевом море достигала 4.5
млн. т в год. Только трески вылавливали до 1.2 -1.4 млн. т. Во второй половине
80-х годов с прекращением промысла сельди, мойвы, сайки общий вылов
составил около 300 тыс. т. К началу 90-х годов биомасса нерестового стада рыб
в Баренцевом море была самой низкой за всю историю рыболовства в этом
бассейне.
Сегодня большую тревогу вызывает состояние запасов осетровых в Азовском и
Каспийском морях, учитывая, что на Россию приходится около половины
мировых уловов этих рыб. В прошлом веке их добыча составляла 10 - 14 тыс. и
40 тыс. т соответственно. В последние годы уловы на Азовском море упали до
0.5 тыс. т, а на Каспии - до 3 тыс. т.
На севере вместо осетровых приоритетное место в коммерческой пирамиде
биоресурсов по праву занимает семга. В прошлом веке в бассейнах Белого и
Баренцева морей ее вылавливалось порядка 2 тыс. т в год, т.е. в 10 раз больше,
чем теперь. Интенсивному изъятию промыслом в Баренцевом море были также
подвержены коммерчески ценные виды донных беспозвоночных
(исландский гребешок, северная креветка и др.) Так, вылов гребешка в 1990 1997 гг. на юго- востоке Баренцева моря вырос от 2 до 14 тыс. т в год. В
настоящее время запасы этого моллюска сокращаются и для восстановления
его популяции потребуется возможно 10 -15 лет. Вылов северной креветки в
1984 - 1985 гг. составлял до 120 тыс. т. В последующие годы запас и добыча
креветки начали падать и в 1995 г. изъятие составило менее 25 тыс. тонн.
Начавшийся в 80-х годах экосистемный кризис в Баренцевом море продолжает
развиваться. В течение последних двадцати лет так и не восстановились до
экологически безопасных размеров баренцевоморский палтус, окунь - клювач,
зубатка, морская камбала.
Последствия коллапса мойвы и сайки - ключевых пелагических рыб,
сохранятся очевидно и в дальнейшем.
Таким образом, развитие цивилизации на фоне глобальных природных
изменений в совокупности привело к тому, что к началу XXI в. экосистемы
приобретают новые черты. Произошли серьезные изменения структуры
популяций и видового состава, нарушился общий дисбаланс в биологических
процессах. В течение последних ста лет прогрессивно уменьшалось видовое
разнообразие ихтиофауны, особенно южных морей. В Азовском море из ранее
встречавшихся 62-х видов рыб, 23 - сегодня уже не обнаруживается. Еще целый
ряд ценных видов находится под угрозой
исчезновения. Перелов оказал селективное влияние на половую и возрастную
структуру популяций промысловых рыб. Анализ баренцевоморской трески в
уловах 50 - 90-х годов показал, что вместо зрелой рыбы 15 - 20-летнего
возраста стала преобладать молодая (3 - 6-летняя) рыба. Подобная динамика
характерна для всех объектов промысла. Главной причиной нарушения
энергетического баланса и роста естественной смертности морской фауны
стало чрезмерное изъятие массовых короткоживущих пелагических рыб.
Именно мойва, сайка, сельдь, хамса, тюлька являются ключевыми звеньями
пищевой цепи. Размножению мелких стайных рыб свойственна природная
цикличность. При совпадении циклов низкой рождаемости с интенсивным
промыслом происходит коллапс популяции. Самый характерный пример судьба мойвы и баренцевоморских птиц. Фактически повсеместно произошел
разрыв взаимосвязей между низшими (планктон, бентос, водоросли) и
высшими (хищные рыбы, птицы, млекопитающие) элементами экосистемы
моря. В частности, ослабление звена орнитофауны, естественно, снижает
биопродуктивность водоемов за счет обратных связей. Следует добавить, что
радикальное сокращение численности пелагических рыб привело к усилению
крайней формы трофических взаимоотношений - чрезмерному каннибализму.
Отдельного рассмотрения требуют неоднозначные биологические последствия,
возникшие
в
результате
естественного
и
искусственного
замещения
исчезающих или ослабленных звеньев морских экосистем. Многие вселенцы
относительно быстро после своего внедрения давали вспышки численности,
существенно нарушая сложившиеся пищевые цепи и условия воспроизводства
местной фауны. Миллионная популяция камчатского краба в прибрежье
Баренцева моря сейчас успешно конкурирует с аборигенной фауной за одни и
те же пищевые ресурсы. Каспийский рачок - церкопагис, поселившийся в
Финском заливе, распространяется в Балтийское море и постепенно занимает
нишу кильки и шпрота. Дальневосточный пиленгас и амурский чебачок в
Азовском море постепенно вытесняют местные ценные рыбы из их природных
экологических ниш. Пиленгас, в частности, представляет конкуренцию
осетровым рыбам.
Внедрение в европейские моря инородной фауны, в целом, привели к
нежелательным последствиям из-за смешения природных фаун, популяций и
генофондов, потери естественной зоогеографической специфики, вытеснению
местных рыб. Поэтому необходимо определить приоритеты: либо продолжать
практику «усовершенствования» природы за счет интродукции, либо более
последовательно возрождать аборигенную ихтиофауну. Наша позиция состоит
в том, чтобы создать условия для воспроизводства местных ценных видов рыб.
Любое
искусственное
вмешательство
в
морские
экосистемы
должно
предваряться
фундаментальными
биологическими
исследованиями
и
государственной экспертизой (Матишов, Денисов, 1999).
Итак, на рубеже веков морские экосистемы существенно пострадали и
фактически видоизменились, снизилась численность ключевых видов и
изменилось их соотношение. Как следствие, произошло изменение общей
структуры и функционирования морских экосистем (обеднение видового
разнообразия, изменение размерно-возрастной структуры популяций,
нарушение пищевых связей, биоэнергетический дисбаланс, сокращение
естественного воспроизводства и т.д.) Несмотря на огромную разницу в
уровнях загрязнения представленных морей, степень снижения численности
промысловых видов в них практически одинакова (в 5 – 10 раз). С этой
реальностью трудно спорить. На наш взгляд, выделение одного фактора
загрязнения для объяснения происходящих изменений недостаточно. К
сожалению, попытки вернуть экосистему в первоначальное состояние и
восстановить численность традиционных объектов промысла пока не дают
желаемых результатов. Это связано, в том числе, и с отсутствием теории
управления морскими экосистемами. Если в XXI в. мы сохраним обычную
практику использования биоресурсов, то окажемся в ситуации, когда все
традиционные промысловые рыбы наших морей перейдут в разряд строго
охраняемых видов. Это происходит уже с белыми медведями, китами,
моржами, тюленями и морскими птицами.
Актуальные задачи по сохранению морских биоресурсов в настоящее время
можно определить следующим образом. Прежде всего надо восстановить
систему морского мониторинга, чтобы уменьшить степень неопределенности
при разработке экосистемных прогнозов и принятии решений. Совершенно
необходимо,
опираясь
на
мировой
опыт,
усовершенствовать
экотоксикологические критерии и величины ПДК. В настоящее время эти
нормы практически не разработаны для различных по типу морских бассейнов
с учетом климатических условий. Здесь одинаково важны как недоучет
опасности химического загрязнения, так и переоценка его воздействия. В
современной экологической ситуации необходимо также государственное
регулирование режима и объема стока речных вод. Надо учитывать сезонность
жизненных циклов биоты в конкретном бассейне. Так, для повышения
эффективности
естественного
воспроизводства
обеспечивать
пропуск
производителей в верховья рек, не допускать резких колебаний объемов сброса
воды через гидроузлы в период массовой миграции рыб, поддерживать
естественный режим течений на нерестилищах.
Сегодня,
как
никогда,
чрезвычайно
актуальна
проблема
обеспечения
устойчивого рыболовства в российских морях. Дальнейшее использование
морских биоресурсов требует перехода от оценок допустимых уловов
нескольких основных промысловых видов рыб и морских млекопитающих к
экосистемным принципам управления. Необходимо принципиально менять
подходы к созданию концепции эксплуатации гидробионтов. Она должна быть
основана на фундаментальных представлениях о роли морских птиц и
млекопитающих и их взаимосвязях с другими звеньями экосистем. Без этого
традиционные пути охраны (создание заповедников и заказников) становятся
бессмысленными. Возможно промысел дешевых массовых рыб в 50 - 80-е годы
был оправдан в силу неразвитости марикультуры и потребительского рынка.
Если думать о возрождении морских экосистем, то надо строго ограничить
промысел тюльки, сайки, мойвы и других мелких рыб, поскольку это даст шанс
спасти ценные промысловые рыбы. Важным направлением в поддержании
биоразнообразия является сохранение репродуктивных свойств популяций
морских
животных.
Учитывая
высокую
искусственную
смертность
ихтиофауны, необходима более гибкая система временных ограничений на
промысел рыб во время нереста.
Поиск экологически безопасных, но действенных методов борьбы с экспансией
чужеродных видов фауны - важнейшая задача естественных наук и
рыбохозяйственной практики. В конце XX в. наблюдается стремительный рост
товарного выращивания и других форм аквакультуры. Объемы продукции
аквакультуры достигли в мире более 25 млн. тонн. Это - рыба
(49.5 %), водоросли (28 %), моллюски (182 %). Сегодня одна только Норвегия
ежегодно выращивает на фермах до 0.4 - 0.5 млн. т семги.
В современной ситуации, особенно для России, наиболее перспективным
направлением рыбной отрасли является осетровое хозяйство. Азовское море и
Северный Каспий могут быть переориентированы на морское рыбоводство в
полном цикле - от икры до товарной продукции
(море
«большой
-
садок»).
Одновременно
нужно
восстанавливать
искусственное воспроизводство осетровых и других ценных пород рыб с
учетом богатого отечественного опыта. Планы развития марикультуры в морях
России должны разрабатываться при тщательном учете климатических
особенностей региона и экосистемных связей конкретного водоема. В этом
случае акцент должен быть сделан на восстановление местных видов фауны. В
гораздо
более
холодном
Баренцевом
регионе
возможно,
например,
искусственное выращивание молоди с последующим выпуском рыб в море.
Конечно, богатый мировой опыт марикультуры не следует слепо копировать.
Иначе мы дискредитируем саму идею постепенного перехода от национальной
охоты и рыбалки к устойчивому морскому рыболовству и рыбоводству.
Разумеется, что восстановление морских экосистем и воспроизводство
биоресурсов требуют больших капитальных вложений. Безусловно, нужна
государственная поддержка, но главный вклад финансовых средств в
марикультуру все же должен быть сделан в качестве
компенсаций при развитии нефтегазового комплекса на шельфе России.
Россия не должна потерять свои морские биоресурсы. Тем более, что
население,
в
рационе
питания
которого
большую
долю
составляют
морепродукты, отличается наиболее высокой продолжительностью жизни.
Поэтому роль фундаментальных морских биологических исследований должна
быть важна.
ЗАНЯТИЕ16
КВАРТИРА КАК ЭКОСИСТЕМА
ЦЕЛЬ: СИСТЕМАТИЗИРОВАТЬ И УГЛУБИТЬ ЗНАНИЯ О ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ, СОСТАВЛЯЮЩИЕ
ЭКОСИСТЕМЫ КВАРТИРЫ.
Мы часто и совершенно справедливо говорим о неблагополучии окружающей природной среды и считаем, что опасность исходит прежде всего от загрязненных
воздуха, почвы, воды. Но мы забываем, что люди значительную часть своего времени
проводят в помещении.
Сколько времени каждый из нас проводит в помещении и сколько вне помещения?
Отвечая на этот вопрос, я пришла к выводу, что большая часть жизни многих людей
проходит в помещениях — квартирах, детских садах, - школах, служебных
помещениях(20, а иногда и больше часов в сутки).
Квартира — наша «крепость», в которой должны быть обеспечены полноценный
отдых и восстановление сил после работы и учебы, возможность удобного
приготовления и приема пиши и т. д.
Я поставила перед собой цель: выяснить, является ли квартира экосистемой; что
ее отличает от природной экосистемы; что входит в понятие «экологически
чистое» жилище.
Определила задачи, которые позволят достичь данную цель:
1.Дать определение понятия «экосистема».
2. Схематично изобразить квартиру и внести в нее следующие параметры:
а.) виды энергии, поступающие в квартиру извне;
б.) какие продуценты, консументы и редуценты участвуют в образовании
экосистемы квартиры, привести примеры и указать роль представителей каждой
группы, какие связи между ними существуют;
в.) определить виды отходов в своей квартире.
3. Составить схему «Источники загрязнения среды в жилище», указать на ней
загрязняющие вещества, установить, как эти вещества воздействуют на человека, как
снизить их влияние в квартире.
4. Самостоятельно поработать с литературой.
Экосистема- это любое сообщество живых существ вместе с его физической
средой обитания, функционирующее как единое целое. Примером экосистемы
может служить пруд, включающий сообщество организмов, жизнь которых
протекает в воде, физические свойства и химический состав воды,
особенности рельефа дна, состав и структуру грунта, взаимодействующий с
поверхностью воды атмосферный воздух, солнечную радиацию.
Рассмотрение экосистемы важно в тех случаях, когда речь идет о потоках
вещества и энергии, циркулирующих между живыми и неживыми
компонентами природы, о динамике элементов, поддерживающих
существование жизни, об эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни
популяцию, ни сообщество в целом нельзя изучать в отрыве от окружающей
среды. Экосистема, по сути, это то, что мы называем природой.
Экосистема — понятие очень широкое и применимое как к естественным
(например, тундра, океан), так и к искусственным комплексам (например,
аквариум, квартира).
I. Составляющие экосистемы квартиры
Продуцентами (производителями органических веществ) в квартире могут
быть комнатные растения и растения аквариума.
Хлорофитум кучковатый (Семейство Лилейные. Родина — Южная Африка).
Травянистое растение с коротким стеблем. Узколанцетные, зеленые,
дугообразно изогнутые листья вырастают пучком из верхушки стебля. Известны
пестролистные формы со светлыми полосами в середине и по краю листа. Из
верхушки стебля вырастают тонкие свисаюшие побеги, на которых сидят
мелкие белые трехчленные цветки и новые растеньица — детки с пучком листьев
и корней. Корни у хлорофитума белые, вздутые, как шишки, и очень сочные.
Это неприхотливое растение. Поливать его можно очень редко, так как влага
накапливается в его корнях. Размножается хлорофитум семенами, детками и
делением куста.
Хлорофитум не только хорошо очищает комнатный воздух. Американский
ученый Билл Вилвертон, много лет изучавший комнатные растения, отметил:
«По каким-то причинам хлорофитум ассимилирует (поглощает) вредные газы с
феноменальной скоростью и очишает воздух лучше, чем некоторые технические
устройства». Особенно «неравнодушен» хлорофитум к окисидам азота, тяжелым
металлам. Причем чем хуже качество воздуха для человека, тем лучше для
растения. 4-5 экземпляров хлорофитума на 10м2 помещения способны очистить
воздух от различных примесей на 70-80%.
Консументами (потребителями органических веществ), помимо человека,
в квартире могут быть домашние питомцы — кошки, собаки, хомячки, птицы.
В числе редуцентов (разлагателей органических веществ) могут быть
сапротрофные клещи (те самые, которые появляются в рекламе пылесоса
«Электролюкс»). Эти клеши питаются отмершими частичками кожи, волос и
пуха, отшелушившимися частичками ногтей и т.п. Если в квартире не проводить
влажную уборку, то сгустки пыли могут содержать значительные количества
этих мелких животных, которые, попадая в дыхательные пути человека,
вызывают неприятные ощушения в горле и могут стать причиной аллергии.
Не менее интересной мне показалась информация о моли. Оказывается,
личинки моли, питающиеся частичками шерстяной одежды, утилизируют их до
углекислого газа, воды и неорганических веществ, которые потом могут
использоваться продуцентами.
II. От чего зависит качество жилиша
Квартира — не только укрытие от неблагоприятных условий окружаюшего
мира, но и мощный фактор, воздействующий на человека и в значительной
степени определяющий состояние его здоровья. На качество среды в жилише
влияют:
— наружный воздух;
— продукты неполного сгорания газа;
— вещества, возникающие в процессе приготовления пиши;
— вещества, выделяемые мебелью, книгами, одеждой и т.п.;
— продукты табакокурения;
— бытовая химия и средства гигиены;
— комнатные растения;
— соблюдение санитарных норм проживания (количество людей и домашних
животных);
— электромагнитное загрязнение и др.
Концентрация загрязняющих веществ в квартирах в 2-5 раз выше, чем на улице
города.
Источники загрязнения среды в жилище. (СХЕМА-1)
ПЫЛЬ
Наружный
воздух
и
Летучие
вещества,
вещества, поступающие с
содержащиеся
в
ним в помещение
водопроводной воде
Продукты табакокурения
Продукты
деструкции
полимерных материалов
Соединения,выделяющиеся
из
строительных
конструкций и почвы, на
которой построено
здание
Продукты
неполного
сгорания природного газа,
Вещества, загрязняющие
верхнюю одежду.
жилище
Пестициды,
применяющиеся
в
помещении
с
различными целями.
Антропоксины
вещества, выделяющиеся
в
результате
жизнедеятельности
организма человека
Вещества, образующиеся Вещества
при
использовании возникающие
моющих средств
результате
приготовления
пищи.
Соединения,поступающие в
воздух
в
процессе
индивидуальной трудовой
деятельности ("хобби")
в
III. Отделочные материалы и экология
1. Покрытие пола в квартире может быть самым разным — деревянные
покрашенные плиты, паркет, древесно-стружечная плита (ДСП), древесноволокнистая плита (ДВП), мрамор, кафель, линолеум, ковровое покрытие, ковры
и др. Каким покрытиям следует отдавать предпочтение? Установлено, что эко-
логически чистые — натуральные материалы (дерево, мрамор).
В литературе отмечен следующий факт. В течение длительного времени в
поликлинику обращались пациенты, въехавшие в новые дома, с жалобами на
тошноту, головокружение, рвоту, слезотечение, но назначаемое лечение слабо
помогало. При обследовании этих домов сотрудники СЭС выявили, что для приклеивания линолеума была использована мастика, не разрешенная к
применению в закрытых помещениях жилых домов.
Другой пример. В ходе ремонта замена полов в палатах одной из больниц привела
к осложнению основных заболеваний у больных. Болезненные проявления были
расценены врачом как лекарственная аллергия, однако отмена ряда
лекарственных препаратов к улучшению не привела. Больные были выписаны
домой, где симптомы полностью исчезли. При поступлении в больницу новых
больных картина повторилась. Только после этого факта были вызваны
эксперты, которые обнаружили вредные, летучие соединения, выделяемые
напольным покрытием.
2. Стены наших домов — чаше бетонные или кирпичные — внутри помещений
могут быть покрыты бумажными обоями, краской разного типа и т.п. Наиболее
безопасны — бумажные обои. Для отделки потолка целесообразно использовать
побелку известью, которая обладает замечательным качеством — при несколько
повышенной влажности воздуха известь «забирает» излишнюю воду, при
высокой сухости воздуха при центральном отоплении — «отдает» воду.
Что собой представляет «экологически чистая» мебель?
Мебель, выполненная из натуральных материалов — например дерева, но не
ДСП, пропитанной химически опасными для здоровья человека наполнителями.
Наши квартиры «нашпигованы» электроприборами. Создаваемое ими
электромагнитное поле негативно воздействует на кровеносную, иммунную,
эндокринную и др. системы органов человека.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА
1. Раздражение верхних дыхательных путей
2. Головные боли.
3. Расстройство желудочно- кишечного тракта.
4. Возникновение злокачественных опухолей.
Для снижения ее загрязнения, необходимо принимать следующие меры:
1. Сведение до минимума использования химикатов.
2. Проверка состояния газовых плит и бытовой техники.
3. Регулярная влажная уборка и проветривание.
Таким образом, квартира-это экосистема.
Квартира считается экологически чистой, если в ней имеют место:
 Побелка известью.
 Бумажные обои.
 Паркет (деревянный настил).
 Мебель из натурального дерева.
Практическая работа по теме
«Измерение осаждения загрязнителей из воздуха»
Цели: выявить количество загрязняющих веществ в окружающей среде
(собрать осаждающиеся из воздуха загрязнители и рассчитать возможное
количество их осаждения за один год на 1 м2); изучить осевшие загрязнители с
помощью микроскопа и простых химических тестов.
Оборудование: два сосуда емкостью 1—2 л, дистиллированная вода,
микроскоп, весы аналитические, предметные и покровные стекла, 10%
растворы соляной и азотной кислот, пипетка.
Задания для исследования 1
1. Тщательно вымойте два сосуда емкостью 1—2 л с широким
горлышком и налейте в них дистиллированной воды до высоты 1,5-2.5.
2. ОДИН
сосуд
поставьте
у источника загрязнения (дорога,
промышленное предприятие и т.д.), а другой в 60 м от него (сосуды должны
находиться на высоте не ниже, чем 120 см над землей).
3. Оставьте сосуды на местах на один месяц. По мере испарения
жидкости добавляйте дистиллированную воду. Если сосуды переполнятся в
результате попадания осадков, закончите эксперимент.
4. Взвесьте чистый лабораторный стакан, затем налейте в него собранный
за месяц
материал и выпарите раствор досуха. Взвесьте стакан снова и
определите количество осадка в граммах (m1).
5. Определите площадь отверстия сосуда (S=πR2), затем рассчитайте
количество осевшего материала на 1 м2 по формуле m=m1*m12/πR2. Вычислите
количество осаждающихся загрязнителей за один год.
6. Приготовьте микропрепарат изучаемого осадка и рассмотрите его под
микроскопом (внешний вид пылевых частиц: размеры, форма, цвет).
7. Поднимите покровное стекло и капните раствор соляной кислоты;
наблюдайте, произошло ли растворение водорастворимых солей (например,
NaCI, KCI, CaCI2 и др.), входят ли в состав осадка карбонаты (бурное
закипание). С помощью азотной кислоты можно наблюдать растворение
большинства других минеральных солей.
Примечание: так как ионы металлов в изучаемом осадке содержатся в
микродозах,
а
разделение
веществ
требует
токсичных
реактивов,
рекомендуем провести химический анализ в лаборатории по охране окружающей среды; учащимся можно предложить сравнить полученные результаты
с предельно допустимой концентрацией этих веществ. ПДК в воде (мг/л): РЬ
— 0,03, Hg — 0,0005, As - 0,01, Cd - 0,001, Си - 1, Zn – 1, Ni - 0,1, Со - 0,1, Fe 0,5, Sn - 2, Cr - 0,5.
8. Сделайте выводы.
Практическая работа
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ И АГРОЭКОСИСТЕМ
СВОЕЙ МЕСТНОСТИ
Ц е л ь: сравнить природные экосистемы и агроэкосистемы, указать их
сходство и различия.
Ход урока
1. Выберите природную экосистему(лиственный лес, пресноводный
водоем, степь, луг т.д.) и агроценоз (поля, огород, сад и т.д.) для исследования.
2. Проведите сравнение по следующим параметрам:
а) наличие трех групп организмов – производители, потребители,
разрушители, органических веществ;
б) разнообразие видов;
в) составьте несколько пищевых цепей для природной экосистемы и для
агроценоза; сравните их;
г) источник используемой энергии;
д) характер круговорота веществ;
е) степень устойчивости экосистемы.
3.Составьте сравнительную таблицу.
Биогеоценоз и агроценоз.
Биогеоценоз
Сходства
Агроценоз
Различия
4. Сделайте выводы о путях повышения устойчивости и продуктивности
агроценозов.
Домашнее задание: § 81. Подготовка к выполнению практической работы
«Выявление антропогенных изменений в экосистемах своей местности». В
рамках темы можно изучать антропогенное влияние на биогеоценозы
пресноводного водоема, леса, степи. В данном случае предлагается выполнение
творческого проекта по теме «Проведение экологической экспертизы
населенного пункта, микрорайона».
Ц е л ь п р о е к т а : анализ и комплексная оценка экологического
состояния среды в данной местности, а также формирование у учащихся
умения использовать приобретенные знания и умения в практической
деятельности.
Учащиеся разбиваются на группы по 2-6 человек; в группе распределяются
обязанности
и каждый учащийся получает задание. В каждой группе
назначается ответственный, который координирует и направляет работу всей
группы.
Ход исследовательской работы
1. Составление плана населенного пункта, микрорайона: жилые дома,
дороги, социальные объекты, парки, промышленные предприятия.
2. Разделение территории на участки, закрепление их за группами учащихся
для изучения экологического состояния.
3. Обозначить на плане источники загрязнений, загрязняющие вещества.
4. При обследовании экологического состояния участка необходимо:
а) установить площадь, занимаемую зелеными насаждениями, и их видовой
состав;
б) выяснить состояние растений; отметить на плане засохшие деревья,
дуплистые, с обнаженной корневой системой, с поврежденной корой,
засохшими ветками, суховершинностью;
в) установите причины: антропогенные – загрязнения, свалки; биологические
– заболевания растений, насекомые – вредители;
г) обследовать водоемы и водные источники, установить их экологическое
состояние;
д) определить степень захламления территории. С этой целью провести
наблюдения по следующим параметрам:
– границы ареалов врановых птиц, видовой состав, численность;
– источники пищи для птиц;
– миграционные пути птиц в микрорайоне;
е) определить степень загрязнения атмосферы. Для этого использовать
наблюдения за распространением лишайников, раковых опухолей у деревьев.
Лишайники – индикаторы чистоты воздуха: полное отсутствие лишайников
указывает на сильное загрязнение воздуха, при среднем загрязнение
встречаются ксантории, фисции, леканоры. В районах с чистым воздухом
живут эвергии, алектории, пармелии, уснеи.
5. Сфотографируйте и зарисуйте неблагополучные в экологическом плане
участки.
6. Составьте общую оценку экологического состояния населенного пункта,
микрорайона.
7. Предложите мероприятия по снижению загрязнения ландшафта.
Работа рассчитана на три-четыре недели, и творческий отсчет
целесообразно приурочить к заключительному уроку по теме «Основы
экологии».
Сроки, условия, требования к выполнению работы следует разместить в
уголке кабинета биологии. Форма презентации проекта: компьютерная,
видеофильм, стендовая сессия.
Литература, использованная при подготовке программы
1. Адольф, Т. А. Заповедными тропами. - М.: Просвещение, 1980.
2. Акимова, Т. А., Хаскин, В. В. Экология. - М.: Юнити, 1999.
3. Аллен Р. Как спасти Землю: Всемирная стратегия охраны природы, - М.: Мысль, 1983.
4. Бондаренко, И. А. Тесты по общей биологии. - Саратов: Лицей, 1999.
5.Голубев, И. Р., Новиков, Ю. В. Окружающая среда и её охрана. — М.: Просвещение, 1985.
6. Дроздов Н.Н. Ключи к тайнам природы.- М.:Знание, 1988.
7.Захлебный, А. П., Суравегина, И. Т. Экологическое образование школьников во
внеклассной работе. - М.: Просвещение, 1984.
8.Израэль Ю. А. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем., Т1-6
1983.
9.Израэль Ю. А. Берегите биосферу. М.:Педагогика, 1987
10.Ландсберг Г. Е. Климат города. Л.,1983
11.Лаптев И.П. Теоретические основы охраны природы. Томск,1975.
12.Матвеев В. И. и Горелов М.С. Памятники природы Куйбышевской области.
Куйбышев.:1986.
13.Миркнн, Б. М., Наумова, Л. Г. Экология России. - М.: Устойчивый мир, 2000.
14.Муравей, Л. А. Экология и безопасность жизнедеятельности. - М: Юнити, 2000.
15.Никитин, Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек. М.,1980
16.Петров, К. М. Экология человека и культура. - СПб.: Химиздательство. 1999.
17..Петров, В. В. Растительный мир нашей Родины. - М.: Просвещение, 1981.
18.Петров, В. В. Жизнь леса и человек. - М.: Наука,1985
19.Петров В.В. Правовая охрана природы. - М.: 1980
20.Рикфлес Р. Основы общей экологии. М.: 1979
21.Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология М.: "ВШ" 1988
22.Торочешников Н.С., Техника защиты окружающей среды. М, 1981
23.Яблоков А.В. Уровни охраны живой природы.- М,: Наука, 1985
24.Журнал «Биология в школе» № 4,5,6 1999 г, №1-4 2006г.
25.Приложение к газете 1 сентября «Биология»1. Антонов А.Е. О современном
климатическом тренде и ожидаемой естественной
26.Эволюции биопродуктивности морских экосистем // Тез. докл. VII Всерос. конф. по
проблемам промысл. прогнозирования. г. Мурманск, 7 - 9 октября 1998 г.; Мурманск, 1998.
С. 30 - 33.
27. Бычков В.А. Охрана и рациональное использование ластоногих. М., 1976, 62 с.
28.Власенко А.Д. Оценка запасов промысловых рыб в Каспийском бассейне. //Первый
конгресс ихтиологов России (г. Астрахань, сентябрь 1997 г.). Тез. докл. М., 1997. С. 411.
29.Виноградов М.Е., Шушкина Э.А., Мусаева Э.И., Сорокин П.Ю. Новый вселенец в Черное
море - гребневик Mnemiopsis leidyi (A. Agassiz) (Сtenophora: Lobata) //Океанология. 1989.Т.
29, № 2. С. 293 - 299.
30.Костров В.П., Панарин А.П. Загрязнение металлами вод и рыбы Среднего Каспия. //
Первый конгресс ихтиологов России (г. Астрахань, сентябрь 1997 г.) Тез. докл. М., 1997. С.
430 31.Макаров Э.В., Воловик С.П., Хрусталев Ю.П., Грибанова С.Э. Эколого-географические
Проблемы Азовского моря. //Научная мысль Кавказа. 1998. № 1. С. 9 - 17
32.Матишов Г.Г. Антропогенная деструкция экосистем Баренцева и Норвежского морей.
Апатиты. 1992. 112 с.
33. Матишов Г.Г., Денисов В.В. Экосистемы и биоресурсы европейских морей России на
рубеже XX и XXI веков. Мурманск. 1999. 126 с._
34. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: М.:Мир, 1993.
35. Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 1986.
36. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды:- М.:Просвещение,
1992. - 320 с.
37. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология.М.:Просвещение, 1999
Литература, рекомендуемая для учащихся
1. Адольф, Т. А. Заповедными тропами. - М.: Просвещение, 1980.
2. Акимова, Т. А., Хаскин, В. В. Экология. - М.: Юнити, 1999.
3. Аллен Р. Как спасти Землю: Всемирная стратегия охраны природы, - М.:
Мысль, 1983.
4. Бондаренко, И. А. Тесты по общей биологии. - Саратов: Лицей, 1999.
5. Голубев, И. Р., Новиков, Ю. В. Окружающая среда и её охрана. — М.:
Просвещение, 1985.
6. Дроздов Н.Н. Ключи к тайнам природы.- М.:Знание, 1988.
7. Захлебный, А. П., Суравегина, И. Т. Экологическое образование школьников
во внеклассной работе. - М.: Просвещение, 1984.
8. Израэль Ю. А. Проблемы экологического мониторинга и моделирования
экосистем., Т1-6 1983.
9. Израэль Ю. А. Берегите биосферу. М.:Педагогика, 1987
10. Ландсберг Г. Е. Климат города. Л.,1983
11. Лаптев И.П. Теоретические основы охраны природы. Томск,1975.
12. Матвеев В. И. и Горелов М.С. Памятники природы Куйбышевской области.
Куйбышев.:1986.
13. Миркнн, Б. М., Наумова, Л. Г. Экология России. - М.: Устойчивый мир,
2000.
14. Муравей, Л. А. Экология и безопасность жизнедеятельности. - М: Юнити,
2000
15.Никитин, Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек. М.,1980
16. Петров, К. М. Экология человека и культура. - СПб.: Химиздательство.
1999.
17. Петров, В. В. Растительный мир нашей Родины. - М.: Просвещение, 1981.
18. Петров, В. В. Жизнь леса и человек. - М.: Наука,1985
19. Петров В.В. Правовая охрана природы. - М.: 1980
20. Рикфлес Р. Основы общей экологии. М.: 1979
21. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология М.: "ВШ" 1988
22. Торочешников Н.С., Техника защиты окружающей среды. М, 1981
23.Яблоков А.В. Уровни охраны живой природы.- М,: Наука, 1985
Контроль знаний
 Что такое агроценоз? Почему его можно назвать экосистемой?
 Опишите видовой состав поля пшеницы.
 Почему цепи питания в агроэкосистеме очень короткие?
 Объясните, почему для агроэкосистемы характерен незамкнутый круговорот
веществ.
 Назовите источники энергии в агроэкосистеме.
 Какие способы повышения продуктивности агроэкосистем применяют в
сельском хозяйстве?
 Какие экосистемы называют антропогенными? Чем они отличаются от
естественных биогеоценозов?
 Чем агроэкосистема отличается от биогеоценоза?
 Как знания о симбиотических взаимоотношениях организмов в биогеоценозе
можно использовать для улучшения азотного питания культурных растений в
агроэкосистеме?
 Почему нельзя увеличивать площади земель, занятых агроценозами?
 Почему экологическая пирамида энергии, влючающая растения, домашних
животных, человека, энергетически менее эффективна, чем пирамида,звеньями
которой растения и человек?
Темы проектов, рефератов, исследовательских и творческих работ.
 Аптека на подоконнике
 Река моего детства
 Экскурсия к истокам р.Большой Иргиз
 Памятники природы Большечерниговсого района
 Последние из могикан
 Сестринские окаменелости
 Живи мой парк, живи!
 Зависимость трудоспособности,здоровья человека от отрицательных факторов
городских экосистем
 Положительная роль зелёных насаждений и оформления защитных зелёных зон
в создании благоприятных условий городских экосистем
 Экологические проблемы города Самары
 Последствия применений ядохимикатов в сельском хозяйстве, воздействие этих
веществ на здоровье людей, пути передачи токсических веществ по пищевой
цепи
 Экологические проблемы нефтедобычи на территории Большечерниговского
района
 Почему опасен «водный голод» и как не допустить его появления?




ТЕСТ ПО ЭКОЛОГИИ
1. Часть природы, в которой обитает живой организм, является его:
средой обитания;
видовым ареалом;
областью обитания;
местожительством.




2. Факторами, ограничивающими распространение растений и животных в
условиях тундры, являются:
недостаток тепла;
недостаток влаги и тепла;
недостаток пищи и влаги;
избыток влаги и недостаток пищи.
3. Биомасса и продукция экосистемы при смене одного биогеоценоза другим:




уменьшается
увеличивается
не изменяется
в одних случаях уменьшается, в других — увеличивается.




4. К абиотическим факторам природной среды относятся:
только свет, температура и влажность;
свет, температура, влажность и почвенные грибы;
свет, температура, влажность и почвенные животные;
свет, температура, влажность и газовый состав атмосферы




5. К биотическим факторам природной среды относятся:
солёность воды и освещённость в лесу;
образование и отложение в болотах торфа;
солёность воды и газовый состав атмосферы;
минеральный состав почвы и температура воды.




6. К антропогенным факторам природной среды относятся:
горообразование;
образование торфа;
образование каменного угля;
использование торфа как удобрения.




7. Наиболее эффективно проявляется действие экологического фактора на
организм при его значениях:
постоянных;
оптимальных:
экстремальных;
максимальных.








8. Назовите число звеньев, из которых состоит большинство пищевых цепей:
2-3
3-5
5-7
7-9
9. Как называются крайние знамения интенсивности экологического фактора,
при которых ещё возможно функционирование организма?
Норма реакции;
ограничивающие факторы;
пределы выносливости;
оптимальные значения.
10.
Как сказывается изменение интенсивности одного экологического

















фактора на пределах выносливости организма по отношению к другому
фактору ?
Пределы выносливости не изменяются;
изменяются в ту или ИНУЮ сторону;
всегда сужаются;
всегда расширяются.
11. Каким термином называется прирост за единицу времени биомассы любой
экологической системы, в том числе биогеоценоза?
Производительность:
прибыль;
продукция;
эффективность.
12.
Как называется экологический фактор, выходящий за пределы
выносливости организма?
Абиотический;
ограничивающий;
биотический;
оптимальный.
13. Укажите наиболее сложный наземный биогеоценоз:
берёзовая роща;
сосновый бор;
дубрава;
пойма реки.
ЗАДАЧИ ПО ЭКОЛОГИИ
Задание 1. Экология – это (выберите правильный ответ):
а) наука о взаимоотношениях человека с окружающей средой;
б) наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой;
в) природа;
г) охрана природы и рациональное природопользование.
Задание 2. Численность любого вида при отсутствии ограничений (обилие
пищи, обилие мест обитания, отсутствие врагов и т.д.) растет в соответствии с:
а) арифметической прогрессией;
б) прямопропорциональной зависимостью;
в) геометрической прогрессией;
г) положительной регрессией;
д) отрицательной регрессией.
Задание 3. Кривая роста численности (зависимость численности от времени)
любого вида, при отсутствии ограничений называются:
а) гиперболой;
б) параболой;
в) прямой;
г) экспоненциальной кривой;
д) степенной кривой.
Задание 4. Почему человек среди птиц одомашнил (для пищевых
потребностей) в основном представителей отряда курообразных и
гусеобразных? Известно, что по качеству мяса, скорости роста, размерам,
степени привыкания к человеку им не уступают ни дрофы, ни стрепеты, ни
кулики, ни голуби.
(О т в е т . У представителей курообразных и в меньшей степени
гусеобразных, при прочих равных особенностях, плодовитость очень
высокая. В среднем в кладке куриных птиц 10 – 12 яиц, у некоторых
видов (перепела) до 20 яиц. В кладке разных видов гусеобразных в
среднем 6 – 8 яиц, у голубей и дроф до 2,у куликов максимально 4.)
Задание 5. Потомство одной тли за год может составить количество, способное
покрыть землю толщиной почти в 1м. Объясните почему этого не происходит?
( О т в е т . Это не происходит, потому что факторы – ограничители
численности тли – нехватка ресурсов, неблагоприятные условия,
враги, болезни и т.д. – не позволяют ей реализовать до конца ее
способности к размножению.)
Задание 6. Почему не один вид на Земле не в состоянии реализовать до конца
свою способность к безграничному размножению?
( О т в е т . Этому препятствуют факторы – ограничители
численности: нехватка ресурсов; неблагоприятные условия жизни;
наличие паразитов и болезней; наличие хищников.)
Задание 7. Если любой вид способен к беспредельному росту численности,
почему же существуют редкие и находящиеся под угрозой исчезновения
организмы?
(О т в е т . В случаях, когда численность вида низка и вид находится на
грани исчезновения, «повинны» факторы-ограничители. Их действия
перекрывает способности вида восстанавливать и увеличива ть свою
численность. В наше время человек своей деятельностью
благоприятствует усилению разнообразных факторов-ограничителей,
которые снижают численность многих видов.)
Задание 8. Постройте графики роста численности домовых мышей в течении
8 мес. в одном амбаре. Исходная численность – две особи (самец и самка).
Известно, что в благоприятных условиях пара мышей приносит шесть мышат.
Через 2 мес. после рождения мышата становятся половозрелыми и способны
размножаться. Отношение самцов и самок в потомстве 1:1. Самки приносят
потомство каждые 2 мес.
( О т в е т . Координаты графика – X,Y, где X – показатель времени, в
месяцах, а Y – показатель численности, в особях: A (0;2), B (1;8), C
(2;14), D (3;38), E (4;80).
Задание 9. Из предложенных видов деревьев постройте ряд ,по возрастанию
числа произведенных ими семян за год: дуб, черешчатый, береза повислая,
кокосовая пальма. Как изменяется в выстроенном ряду деревьев размер семян
(плодов)?
( О т в е т . Кокосовая пальма, дуб черешчатый, береза повислая. Чем
крупнее семена, тем меньше их производит дерево за единицу
времени.)