Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

Экология как научная основа охраны природы: подразделения экологии

Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

14

1.       Экология как научная основа охраны природы: подразделения экологии

Экология— наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generalle Morphologie der Organismen»).

Экология – биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и измененных человеком условиях.

Это определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Современное значение слова экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки.

Под экологическими вопросами понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды.

Экология обычно рассматривается как подотрасль биологии, общей науки о живых организмах. Живые организмы могут изучаться на различных уровнях, начиная от отдельных атомов и молекул и кончая популяциями, биоценозами и биосферой в целом.

Экология также изучает среду в которой они живут и её проблемы. Экология связана со многими другими науками именно потому, что она изучает организацию живых организмов на очень высоком уровне, исследует связи между организмами и их средой обитания.

Экология тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика, эпидемиология.

задача прикладной экологии — разработка принципов рационального использования природных ресурсов на основе сформулированных общих закономерностей организации жизни.

Методы исследований в экологии подразделяются на полевые, экспериментальные и методы моделирования.

Полевые методы представляют собой наблюдения за функционированием организмов в их естественной среде обитания.

Экспериментальные методы включают в себя варьирование различных факторов, влияющих на организмы, по выработанной программе в стационарных лабораторных условиях.

Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой.

Охрана окружающей среды, или прикладная экология — комплекс мер, предназначенных для ограничения отрицательного влияния человеческой деятельности на природу.

Такими мерами могут являться:

       Ограничение выбросов в атмосферу и гидросферу с целью улучшения общей экологической обстановки.

       Создание заповедников, заказников и национальных парков с целью сохранения природных комплексов.

       Ограничение лова рыбы, охоты с целью сохранения определённых видов.

       Ограничение несанкционированного выброса мусора. Использование методов экологической логистики для тотальной очистки от несанкционированного мусора территории региона.

2. Трофические цепи питания: продуценты, консументы, редуценты и их роль в экосистеме

Пищевая (трофическая) цепь – ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель.

  Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе.

При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80-90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4-5.

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды.

Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами*. Чаще всего на этом месте находятся растения, грибы, водоросли.

Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю.

При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев.

Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

Обычно для каждого звена цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных с ним отношением «пища — потребитель».

Так, траву едят не только коровы, но и другие животные, а коровы являются пищей не только для человека. Установление таких связей превращает пищевую цепь в более сложную структуру — трофическую сеть.

Трофический уровень — условная единица, обозначающая удалённость от продуцентов в трофической цепи данной экосистемы.

В некоторых случаях в трофической сети можно сгруппировать отдельные звенья по уровням таким образом, что звенья одного уровня выступают для следующего уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется трофическим уровнем.

Существует 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы**, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы***) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными**** организмами и минерализации.

Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам.

В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

Наземные детритные цепи питания более энергоемки, поскольку большая часть органической массы, создаваемая автотрофными организмами, остается невостребованной и отмирает, формируя детрит. В масштабах планеты, на долю цепей выедания приходится около 10% энергии и веществ запасенных автотрофами, 90% же процентов включается в круговорот посредством цепей разложения.

*Продуценты (автотрофные организмы или автотрофы) — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических.

Это, в основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света. Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.

**Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

***Консументы (лат. consumo — потребляю, также гетеротрофные организмы, гетеротрофы, аллотропные организмы) — организмы, неспособные синтезировать органические вещества из неорганических. Потребляют органические вещества в готовом виде (1-го порядка — растительноядные, 2-го и больших порядков — плотоядные и хищники; всеядные животные). Являются вторым, третьим и далее звеньями пищевой цепи.

****Сапрофиты (от греч. Saprós — гнилой и phytón — растение), растения, питающиеся органическими веществами отмерших организмов или выделениями живых. По типу питания сапрофиты относятся к гетеротрофным***** организмам.

Вместе с автотрофными организмами играют важную роль в круговороте веществ в природе, поскольку сапрофиты осуществляют разложение трупов и выделений животных до воды, двуокиси углерода, аммиака и других неорганических соединений. Сапрофиты встречаются главным образом среди бактерий, актиномицетов и грибов.

Среди водорослей типичные сапрофиты — политома (семейство хламидомонадовых), прототека (семейство протококковых) и др. Некоторые сапрофиты могут переходить к питанию на живых организмах, а ряд фотосинтезирующих организмов (например, из зелёных водорослей) может питаться и сапрофитно.

К сапрофитам нередко относят цветковые растения из семейства грушанковых, орхидных, бурманниевых и др., которые правильнее считать микотрофными паразитическими растениями. Питательные вещества эти растения получают из почвы при посредстве микоризного гриба. Вместе с тем такие растения осуществляют и фотосинтез.

*****Гетеротрофные организмы, гетеротрофы, организмы, использующие для своего питания готовые органические соединения (в отличие от автотрофных организмов, способных первично синтезировать необходимые им органические вещества из неорганических соединений углерода, азота, серы и др.).

К гетеротрофным организмам относятся все животные и человек, а также некоторые растения (грибы, многие паразиты и сапрофиты покрытосеменных растений) и микроорганизмы. Однако разделение растений и микроорганизмов на гетеротрофные и автотрофные, несмотря на принципиальное различие в типе их обмена веществ, довольно условно.

Даже типичные автотрофы — фотосинтезирующие зелёные растения — могут усваивать некоторое количество органических веществ из почвы через корни, но их рост и развитие лучше протекают на минеральных источниках азота. Некоторые зелёные растения, обладая способностью к фотосинтезу, являются в то же время насекомоядными (росянка, пузырчатка и др.), т. е.

используют в основном органический азот, а их углеродное питание осуществляется фотосинтетически. Некоторые автотрофы нуждаются в присутствии в среде витаминоподобных веществ, необходимых для автотрофного синтеза, и т.д. В 1921 русский учёный А. Ф. Лебедев показал, а в 1933 с помощью изотопного метода американские учёные Г. Вуд и Ч.

Веркман подтвердили, что даже ярко выраженные гетеротрофные (некоторые бактерии, грибы и др.) способны усваивать углерод CO2. Гетеротрофный синтез обеспечивает незначительное накопление органического вещества (до 10% всего углерода организма).

Возможность усвоения CO2 клеткой, не содержащей зелёного (или иного) пигмента, имеет принципиальное значение для понимания эволюции хемосинтеза и фотосинтеза. Выявлена способность и животных тканей использовать CO2. В связи с этим возникла тенденция к дифференциации организмов на автотрофы и гетеротрофы не по типу углеродного питания, а по характеру источника жизненно необходимой энергии.

В соответствии с этим к гетеротрофным организмам относят организмы, для которых источником углерода служит окисление сложных органических соединений — углеводородов жиров, белков: к фотоавтотрофам — организмы, осуществляющие фотохимические реакции; к хемоавтотрофам — организмы, для которых источником энергии являются реакции окисления неорганических веществ.

Строго гетеротрофные организмы — животные и человек, использующие органические соединения для покрытия энергетического расхода построения и возобновления тканей тела и регуляции жизненных функций.

Такие гетеротрофные организмы различают по потребности в тех или иных органических соединениях (что зависит от степени их участия в обмене веществ организмов), а также по возможности синтезирования этих соединении самими организмами. К числу необходимых, но несинтезируемых гетеротрофными организмами веществ относятся т. н.

незаменимые аминокислоты, витамины и близкие к ним соединения. Осуществляя разложение и минерализацию сложных органических веществ, гетеротрофные организмы играют важную роль в круговороте веществ в природе.

Основу каждой пищевой цепи составляют виды-продуценты — автотрофные организмы, преимущественно зелёные растения, синтезирующие органическое вещество (строят своё тело из воды, неорганических солей и углекислоты, ассимилируя энергию солнечного излучения), а также серные, водородные и другие бактерии, использующие для синтеза органических веществ энергию окисления химических веществ. Следующие звенья пищевой цепи занимают виды-консументы — гетеротрофные организмы, потребляющие органические вещества. Первичными консументами являются растительноядные животные, питающиеся травой, семенами, плодами, подземными частями растений — корнями, клубнями, луковицами и даже древесиной (некоторые насекомые). Ко вторичным консументам относят плотоядных животных, в свою очередь подразделяющихся на две группы: питающихся массовой мелкой добычей и активных хищников, нападающих нередко на добычу крупнее самого хищника. В подавляющем большинстве случаев питание этих консументов носит смешанный характер, включая и некоторое количество растительной пищи. Так, численность куниц и соболей зависит не только от обилия мелких млекопитающих и птиц, но и от урожая плодов и семян, в частности — кедровых орешков. Вместе с тем и растительноядные животные потребляют какое-то количество животной пищи, получая этим путём необходимые им незаменимые аминокислоты животного происхождения. Наконец, организмы, называемые сапрофитами, преимущественно грибы и бактерии, получают необходимую энергию, разлагая мёртвое органическое вещество. Личинки и взрослые особи животных, для которых характерен метаморфоз, имеют разный тип питания и занимают различное положение в пищевой цепи. Положение вида (или отдельных фаз его развития) в пищевой цепи и его отношения с партнёрами, представляющими собой выше- и нижележащие звенья в пищевой цепи, определяют его экологическую нишу. Один вид может своими отдельными популяциями или возрастными группами входить в несколько пищевых цепей, объединяя их в более сложные комплексы.

Источник: https://www.stud24.ru/ecology/jekologiya-kak-nauchnaya-osnova-ohrany/353815-1095006-page1.html

Экология как научная основа природопользования

Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

36.

Люди живут за счет природы, обеспечивая свое благополучие и развитие общества. В использовании и преобразовании природы современное обш;есгво руководствуется научными знаниями.

На их основе работают заводы и фабрики, горнодобывающая и строительная промышленность, энергетические предприятия, сельское хозяйство и системы связи.

Как же служит человечеству экологическая наука? Почему экология считается сейчас важнейшей областью знания, способной указать новые пути сохранения и развития человеческой цивилизации?

В центре внимания экологии — живая природа. А ведь именно она обеспечивает и пищевые ресурсы людей, и регуляцию условий жизни в биосфере.

Что станет с человечеством, если живая природа Земли будет сильно разрушена в результате мощного наступления техники, как это уже происходит в настоящее время? Как предвидеть последствия разных форм человеческой деятельности, при которых сильно изменяется природная среда? Как выгоднее, разумнее вести хозяйство, чтобы не навредить будущим поколениям?

В своей практической деятельности человек всегда был вынужден считаться с законами живой природы, особенно в сельском хозяйстве, лесоводстве и промыслах. Сначала это происходило стихийно, на основе опыта, проб и ошибок.

С развитием научной экологии стало ясно, что именно она является основой, на которой возможно не стихийное, а сознательное, грамотное хозяйствование людей на Земле.

Ведь экология — наука о связях, на которых основывается устойчивость всех форм жизни.

Практическая значимость экологии проявляется в каждом ее разделе, любом положении, от глобальных законов до частных зависимостей.

Так, когда были оценены масштабы биологической продукции на планете, стало ясным, что наступило время соотносить деятельность и потребности людей с возможностями биосферы. Понимание того, как устроены и поддерживают себя природные экосистемы, позволяет повышать устойчивость агроценозов, культурных ландшафтов, городской среды.

Человеческая цивилизация не может уже развиваться, не считаясь с законами устойчивости природы. Главный из них — поддержание и усиление интенсивности круговорота веществ. Современные технологии промышленности и сельского хозяйства таковы, что не могут не нарушать природную среду. Стремительно ухудшаются и условия жизни людей.

Поэтому встает вопрос об изменении методов использования при- Роды и ее ресурсов.

Основной принцип экологически грамотного хозяйствования — действовать не против природы, а в соответствии с ее законами. Любое экологическое знание можно превратить в полезную и выгодную людям технологию.

Например, если мы знаем, что по цепям питания передаются и ядохимикаты, которые попадают из загрязненной среды сначала в растения, а затем в животных, то на основе этого может быть разработана и технология очистки почв или водоемов.

Сейчас испытывается метод очистки почв, при котором на загрязненных тяжелыми металлами участках выращивают специально подобранные растения с высоким коэффициентом усвоения этих соединений, а затем превращают их в золу, очищая почвы.

Еще эффективнее может быть использование для этих целей животных-сапрофагов, питающихся загрязненными растительными остатками.

Популяционная экология раскрывает возможности управления численностью видов. Это важно и для получения нужной биологической продукции, и для предупреждения размножения вредителей, и для борьбы со многими возбудителями болезней.

Знание экологии сообществ позволяет не только поддерживать природные биоценозы, но и управлять производительностью полей, пастбищ и садов. Зная законы самовосстановления и саморазвития сообществ, можно ускорить залечивание ран, нанесенных природе сведением лесов или добычей полезных ископаемых.

Экология становится наукой, необходимой во всех сферах деятельности человека. Она обладает огромным практическим потенциалом. Люди еще не научились полностью использовать уже накопленные экологические знания.

Трудности заключаются в том, что необходимо знать не только общие принципы, управляющие жизнью организмов, популяций, сообществ, экосистем и биосферы в целом.

Ведь важнейшая черта жизни не только ее упорядоченность, но и огромное биологическое разнообразие.

Каждый объект жизни уникален, поэтому нужно знать также отличительные особенности любой природной системы, на которую распространяется влияние человека.

Экологическое образование не кончается, а только начинается с познания основ общей экологии. Далее требуются развитие профессиональных знаний и экологическая специализация в любой отрасли деятельности.

Экология — многогранная и универсальная наука, затрагивающая все формы взаимоотношений человека с природой. Само человечество, как часть живой природы, также подчиняется многим экологическим зависимостям. Они составляют предмет особой области знания — социальной экологии.

Примеры и дополнительная информация

1. В настоящее время стала очевидной огромная роль болот в поддержании стабильности климата Земли. До недавнего времени болота старались осушать и мелиорировать в целях преобразования природы.

Сейчас подсчитано, что болотистые районы являются одними из главных поставщиков в атмосферу газа метана. Его вырабатывают бактерии, содержащиеся в бескислородных нижних слоях 14 болот.

Метан относится к так называемым «парниковым» газам, которые задерживают часть теплового излучения Земли в космическое пространство. Если содержание метана в атмосфере резко упадет, климат Земли похолодает вплоть до наступления нового ледникового периода.

Болота Западной Сибири вносят особо ощутимый вклад в регуляцию парниковых газов в атмосфере всей Земли. Проекты осушения этих болот оказались антиэкологичными. Они подорвали бы биосферное равновесие.

2. Некоторые сложные органические соединения важны для ряда областей промышленности, хотя нужны в очень небольших количествах. Например, некоторые ферменты, вызывающие свечение белков.

Для их синтетического получения необходимо разрабатывать сложные и дорогие химические технологии, загрязняющие среду. Эти же соединения легко получать в готовом виде из светящихся животных.

Если освоить, например, разведение жуков- светляков, производство обойдется в тысячи раз дешевле и безопаснее для природы.

3. В природе продукты жизнедеятельности одних организмов перерабатываются другими вплоть до полного разложения на простые соединения, вновь вовлекаемые в круговорот. Этот же принцип необходимо использовать и в организации промышленности. Производство построено экологически грамотно, если отходы одних предприятий являются сырьем для других и из них снова создается нужная человеку продукция.

Например, тепловые электростанции и другие предприятия, сжигающие уголь, выбрасывают в атмосферу большое количество сернистых соединений. Сера — ценное сырье для промышленности. Улавливание ее из промышленных выбросов и дальнейшая переработка частично заменяют дорогостоящую добычу из земных недр. При этом не происходит загрязнения атмосферы.

4. Для борьбы с почвенными личинками жуков, которые в степной полосе наносят сильный вред всходам зерновых, на полях используют большое количество ядохимикатов.

Яды убивают не только вредителей, но и полезных обитателей почвы, и в конце концов по цепям питания попадают к людям. Ростовскими учеными разработан экологически чистый метод борьбы с этими вредителями.

Установлено, что личинок привлекает даже слабый запах особого вещества — лизина, выделяемого прорастающими семенами. Для отвлечения вредителей от растений в почву вносят рядами специальные приманки, содержащие лизин из отходов пищевого производства.

Личинки активно собираются возле них с расстояния в несколько метров. За время их передвижения, занимающего несколько дней, растения подрастают и вредители становятся им не страшны.

5. Сплошные рубки леса проводят без учета экологических связей. Для восстановления после такой рубки еловых лесов требуется не менее 100 лет, а лесов из кедровой сосны на Дальнем Востоке — более 200. Самое прибыльное ведение лесного хозяйства — выборочная рубка деревьев, при которой не нарушается все лесное сообщество.

Такой лес можно использовать непрерывно, он самовосстанавливается. Выборочная рубка освобождает соседние деревья от конкуренции и усиливает их рост. Создается также пространственная мозаика лесного биоценоза, которая, по экологическим законам, способствует устойчивости экосистемы.

Экологические принципы лесного хозяйства были разработаны еще в начале века крупнейшим учены м – л ее о в од о м Г. Ф. Морозовым. Они во многом нарушались в связи с применением мощной лесоповальной техники, позволяющей быстро вырубать леса на больших площадях.

Так как сведение лесов и в нашей стране, и во всем мире принимает угрожающий характер, вновь возвращаются к пропаганде старых, экологически оправданных методов ведения лесного хозяйства.

37. Для того, чтобы ответственно и эффективно на всех уровнях, начиная с государственного, обеспечивать в стране политику по сбережению природных ресурсов и природной среды, необходимо разработать и строго контролировать исполнение соответствующих мер. Меры следует рассматривать с правовых, организационных и технологических позиций.

Правовые меры. Федеральным законом «Об охране окружающей среды» в России определена единая государственная экологическая политика и основные принципы охраны окружающей среды. Действуют экологические нормативы и стандарты.

Законодательно введены платежи за природопользование и загрязнение среды, разрабатываются принудительные меры правового обеспечения экономного использования и восстановления природных ресурсов, пресечения экологических правонарушений и преступлений, привлечения к ответственности виновных в экологических правонарушениях. Упорядочена система санкций к виновным в экологических правонарушениях.

За нарушение законодательства в области охраны окружающей среды, в зависимости от тяжести причиненного природе вреда, устанавливается имущественная, дисциплинарная, административная или уголовная ответственность. Определены виды и размеры финансирования деятельности по предупреждению и ликвидации экологических нарушений, компенсации ущерба населению. Созданы страховые фонды охраны окружающей среды.

Начал осуществляться переход на международные экологические стандарты, касающиеся как качества окружающей среды, так и ресурсосбережения. Часть этих стандартов более жесткие, чем российские.

На международном уровне отношения в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов регулируются договорами Российской Федерации и реальным осуществлением международного сотрудничества.

Организационные меры. Полномочными органами власти осуществляется государственное управление охраной окружающей среды. Устанавливаются меры неукоснительного исполнения природоохранных законов, ведется борьба с коррупцией при выдаче лицензий на разработку месторождений полезных ископаемых, леса, вод и др. Внедряются меры по воспроизводству и рациональному использованию природных ресурсов.

Ведутся государственный мониторинг окружающей среды и государственный контроль ее состояния.

Организованно проведение государственных экологических экспертиз проектов на вновь создаваемые хозяйственные объекты. Экспертизе на экологическую безопасность подвергается хозяйственная деятельность уже действующих объектов.

На отраслевом уровне вводятся в эксплуатацию природоохранные объекты, природоохранные оборудование и технологии на предприятиях.

Эти меры обеспечивают повышение экологической безопасности отрасли, способствуют дальнейшему снижению выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в природную среду, сокращению объемов образования производственных отходов, улучшению экологической обстановки в регионах, уменьшению потребления природных ресурсов.

В стране введена система непрерывного экологического образования, имеющая целю формирования у работников и у населения экологической культуры. Экологическая культура предусматривает прежде всего сознательное бережливое отношение к природе и ее ресурсам. Образовательный процесс, согласно этой системе, начинается с дошкольного и общего образования и проходит на всех стадиях обучения.

Технологические меры. К эффективным технологическим мерам ресурсосбережения относятся такие, которые ориентированы на снижение потребности в сырье и материалах. К ним относятся: комплексное использование ресурсов, внедрение энергосберегающих и материалосберегающих технологий, новые конструктивные не материалоемкие решения.

Суть комплексного использования сырьевых ресурсов состоит в разумном, экономически обоснованном использовании всех компонентов сырья, а не только профилирующих. Практически все сырьевые ресурсы содержат в себе не только основной компонент, на который ведутся разработки.

Сырье имеет достаточное количество сопутствующих компонентов. Например, большое количество серебра, висмута, платины, золота получают попутно при комплексной переработке различных руд, чаще всего медных.

При добыче и переработке руд черных и цветных металлов на поверхность поднимают большое количество породы, которую используют в качестве строительного материала для дорожных покрытий, стеновых блоков взамен специально добываемых для этих целей минеральных ресурсов.

Или многие глиноземные заводы перерабатывают нефелин сразу на целый ряд полезных продуктов — глинозем, соду, поташ и цемент.

На железнодорожном транспорте экономия природных ресурсов является одним из главных источников снижения себестоимости перевозок.

В последнее время активно идет внедрение энергосберегающих технологий. Технологии, при применении которых затраты энергии на производство продукции оказываются минимально возможными, называют энергосберегающими. Для энергоресурсов (нефти, газа, угля и др.

) крайне важно полное полезное использование их возможностей как источников энергии. В качестве примеров рационального использования тепловой энергии можно назвать использование тепла горячих отходящих газов печей по выплавке стали. Оно идет на обогрев рабочих камер этих же печей.

Такая система газооборотных циклов очень эффективна, тепловая энергия практически не рассеивается, а полезно используется.

Помимо энергосберегающих, внедряются материалосберегающие технологии. Технологии, при применении которых затраты сырьевых ресурсов, материалов, полуфабрикатов на производство единицы готовой продукции оказываются минимально возможными, называют материалосберегающими.

В качестве примера материалосберегающей технологии можно назвать применение бессточных систем замкнутого водоснабжения, построенных на сбережении воды за счет ее рециркуляции.

В таких системах отработавшая на охлаждении оборудования вода сама охлаждается в специальных установках, а пар конденсируется и снова поступает в работу.

Цикл оказывается замкнутым, требующим только частичного пополнения водой из систем водоснабжения. Системы замкнутого водосбережения широко применяются на ТЭЦ, в машиностроительной промышленности, на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта. Водоочистка в замкнутых процессах включает в себя извлечение дорогостоящих и дефицитных металлов из отработавших вод.

Примером ресурсосбережения на железнодорожном транспорте является применение на тепловозах электронных систем впрыска топлива с точным его дозированием на разных режимах работы двигателя. Кроме экономии топлива (до 9 %), достигается повышение мощности двигателя на 10—12 %, сокращение выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

Примером внедрения безотходных или малоотходных технологий в области обработки металлов может служить получение деталей сразу точных размеров при отливке их в кокили (специальные формы) или получение их в кокилях из пресс-порошков по специальным технологиям. Новые технологии во многом заменяют традиционные, при которых достижение точных размеров достигается обработкой деталей на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и др.). Последние связаны с очень большими отходами металла.

Эффективной мерой сбережения является выпуск конструкционных материалов со свойствами, позволяющими снизить их расход.

Новые высокопрочные стали, композиционные материалы на различных основах, отличающиеся новым набором полезных свойств (например, большой твердостью или прочностью, стойкостью против коррозии, способностью сохранять свои свойства при высоких температурах и другими), позволяют значительно уменьшить размеры изделий, сохранив при этом их первоначальные характеристики.

Новые магнитные сплавы, сверхпроводники, обмоточная проводниковая медь сверхвысокой очистки обеспечивают резкое снижение массы и габаритов электрических машин, т.е. в итоге дают большую экономию дефицитного природного сырья.

В области электроники и техники полупроводников постоянно идет процесс миниатюризации. Сейчас на кремниевых или германиевых микроплатах площадью 1 мм располагают вычислительные системы, которые еще полвека назад занимали большие объемы.

Резко снижаются размеры электронных приборов и устройств. Так, размеры компьютеров за 50 лет сократились от устройств, занимающих машинные залы, до карманной записной книжки.

Достигнутое сокращение потребности в материалах позволяет резко снизить объемы добычи природных ресурсов и, что также крайне важно, объемы отходов при производстве.

Источник: https://studopedia.su/11_100958_ekologiya-kak-nauchnaya-osnova-prirodopolzovaniya.html

Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

Эксплуатацияприродных ресурсов и природных систембез понимания и учета взаимоотношенияпроцессов, вызванных техническимпрогрессом, с органическим миром(биосферой) неизбежно ведет к необратимымотрицательным последствиям.

Оченьточно эту ситуацию характеризовал Ф.Энгельс: «Не будем … обольщаться нашимипобедами над природой. За каждую такуюпобеду она нам мстит. Каждая из этихпобед имеет, правда, в первую очередьте последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсемдругие, непредсказуемые последствия,которые очень часто уничтожают значениепервых ».

Экологияявляется научнойосновой для грамотной рациональнойохраны природы от вредных антропогенныхвоздействий.В последнее время в связи с этим выделяюттак называемую «промышленнуюэкологию»или «инженернуюэкологию».

Под инженернойэкологией,например, понимается системаинженерно-технических мероприятий,направленных на сохранение качествасреды в условиях растущего промышленногопроизводства.

Речь идет не о каких-тоновых направлениях развития экологии,а об инженерной охране окружающей среды,которая реализуется техническимисредствами.

Решение экологических задачинженерными методами возможно лишь втом случае, если специалист владеетопределенными знаниями в областиэкологии, позволяющими ему оцениватьсвое производство с экологическихпозиций,т. е. обладает необходимым каждомуэкологическиммышлением.

Историческиохрана природы развивалась как системаограничительныхмероприятий, направленных на сохранениеотдельных ландшафтов, памятниковприроды, ценных объектов, редких иисчезающих растений и животных, сокращениеиспользования тех или иных ценныхресурсов, а также на организациюзаповедников,заказникови национальныхпарков.Понятно, что в современных условияхэтого недостаточно. Превратить всюЗемлю в заповедник нельзя. Поэтому внынешних условиях на первое место дляохраны природы выходит тактикарационального взаимодействиячеловека и окружающей среды, черпающеесвое научное обоснование в экологии.

Основныетенденции современного природопользованиямогут быть сведены к двум направлениям(см. рис.). Первое направление основанона принципе ограничения вмешательствачеловека в природную среду. На такомпринципе построены модели “человеческогороста”, “пределов управления”,”лимитированию развития” т.п.

,которые имеют своей конечной цельюуменьшение антропогенного пресса набиосферу в результате ограниченияхозяйственной деятельности человека.В качестве критериев оценки состоянияпри данном подходе, как правило,используются многочисленные ПДК -величины предельно допустимых концентрацийтех или иных веществ.

Вторая тенденциянаправлена на радикальную перестройкутехнологий, создание принципиальноновых экологически безопасныхтехнологических процессов (например,в электронике, энергетике, транспортеи др.

), избавление от просчетов, приведшихк загрязнению и снижению качестваокружающей среды (“программаальтернативной науки и технологии”,модели “замкнутых производств”,”сотворчества человека и природы”,”коэволюции человека и биосферы”).

Обетенденции в равной степени связаны сэкологической переориентациейхозяйственной деятельности человекаи повышением ее экологической безопасности.Оба подхода требуют глубокого изученияи понимания экологических законов.

Экология в обоих случаях выступает,таким образом, в качестветеоретико-методологической базысовременного природопользования.Однако, первый подход может бытьохарактеризован как сдерживающийдальнейшее развитие человеческогообщения и поэтому, по-видимому, тупиковый.Он может быть обозначен как “Консервациябез развития”.

Апологеты данногоподхода не учитывают, что максимальнаяпродолжительность жизни при одновременновысоком качестве ОС наблюдаются внаиболее развитых странах Мировогосообщества – Японии, США, Швеции, Германиии др., а не в тех “райских уголках”,где не используют электроэнергию, ходятбосиком и пьют сырую воду.

Конструктивнымпо своей сути является второй подход,который может быть назван “Развитиебез разрушения”. Он предполагаетдальнейшее развитие, но с использованиемэкологически безопасных и экологическиобоснованным методов хозяйствования.

При этом широкое распространение должнополучить внедрение природоимитирующихинженерных решений и природно-техническихсистем.Очевидно, именно данный подход вприродопользовании может быть положенв основу стратегии устойчивого развития.

Необходимоподчеркнуть, что экология только вкачестве фундаментальной науки служитнаучной базой природопользования.Только знание фундаментальныхэкологических законов позволяетответственно и объективно приниматьрешения по выбору той или иной стратегиихозяйствования.

С этой точки зренияпреподавание в вузах разного рода”энергетических”, “промышленных”,”химических”, “электромагнитных”и прочих “экологий” может выполнятьтолько заведомо вспомогательную функциюв экологическом образовании студентов.

Как правило, эти дисциплины преподаютсяспециалистами, не имеющих специальногоэкологического образования, и посвященырешению чисто технических вопросов.

Приразработке экологических основприродопользования необходимо отдаватьсебе отчет, что экология являетсяестественной наукой (ни в коем случае- не гуманитарной!).

Экологизацияприродопользования и процесса образования(воспитания) будущих природопользователейни в коем случае не является синонимомгуманитаризации, вопреки ошибочнымутверждением ряда авторов.

Гуманитарныенауки являются по своему определениюантропоцентричными, так как в центрвнимания помещают человеческий индивидили общество. Экология же – экоцентрична.Объектом экологии являются экосистемы,даже если человек не является ихкомпонентом.

Следовательно, экологизациясознания, в отличии от его гуманизации,заключается в усвоении экоцентрическихпринципов. В качестве основныхэкоцентрических принципов следуетперечислить следующие положения:

    • сохранение биосферы – основа существования и развития человеческого общества;
    • сокращение экологического разнообразия в результате непродуманной деятельности человека – одна из важнейших причин экологического кризиса, угрожающего перерасти в экологическую катастрофу;
    • дальнейший рост населения и попытки увеличить благосостояние людей несовместимы друг с другом;
    • ориентация на медленное получение благ без учета дальнейших (возможно – весьма отдаленных) экологических последствий смертельно опасна;
    • взаимодействие человека с природой должно быть направлено на удовлетворение потребностей как человека, так и природы.

Источник: https://studfile.net/preview/5992348/page:7/

Экология и охрана природы

Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

1. Разделы экологии

2. Экология и экономика

3. Значение экологии для цивилизации

4. Экологические основы охраны природы

Заключение

Список литературы

fВведение

ЭКОЛОГИЯ (от греч. oikos — дом, жилище, местопребывание и логос — слово, учение), наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем.

Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С сер. 20 в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» – более широкий смысл.

С 70-х гг. 20 в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (напр.

, экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порожденные современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зеленые» и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и др.

отрицательных последствий научно-технического прогресса.

Цель работы – изучить предмет экологии.

Задачи работы – рассмотреть разделы экологии; охарактеризовать взаимосвязь экологии и экономики; определить значение экологии для цивилизации; рассмотреть экологические основы охраны природы.

f1. Разделы экологии

Экология (греч. “ойкос” – дом, “логос” – наука) – общая наука об отношениях организмов к окружающей среде.

Экология – наука о “природном доме”, охватывающая изучение всех живущих в нем организмов и всех функциональных процессов, делающих этот дом пригодным для жизни.

Факториальная экология

Иногда ее называют аутоэколология. Она изучает взаимодействие представителей вида с окружающей средой. Иначе говоря, факториальная экология исследует совокупность экологических факторов, действующих на изолированную особь, и ответные реакции особи на их действие.

Этот раздел экологии иногда называют экологией вида. Факториальная экология довольно тесно связана с физиологией и морфологией.

Разные экологические факторы, такие как температура, влажность, действуют на каждую особь; в ответ на это у организмов через естественный отбор вырабатываются различные морфологические и физиологические приспособления к ним.

Экологическим фактором называют элементы среды, оказывающие существенное влияние на живой организм. Они по своим особенностям весьма разнообразные, имеют различную природу и специфику действия. Экологические факторы делятся на три большие группы:

абиотичесие – факторы неживой природы

биотические – связанные с влиянием живых существ антропогенные – связанные с действиями и деятельностью человека

К абиотическим относятся климатические, эдафические, типографичесие, гидрохимичесие и гидрофизические факторы. Из климатических факторов основное экологическое значение имеют температура, свет и влажность. Наиболее важным климатическим фактором является температурный. От его напряженности зависит интенсивность обмена веществ организмов и их географическое расположение и распространение.

Нормальное существование жизни возможно в пределах от 0 до 50°С. Но температурные границы в пределах которых обнаружена жизнь гораздо шире от -88°С (Антарктика) до +58°С (пустыни) и +80-88°С (горячие источники). Однако ни один организм не может в активном состоянии переносить весь диапазон температур. Каждый организм способен жить в пределах определенного интервала температур.

И, хотя для разных видов организмов эти интервалы различны, для большинства из них амплитуда температур, при которых жизненные функции осуществляются наиболее активно, сравнительно небольшие: оптимальная температура для большинства наземных животных и растений – от +15 до +30°С.

Температурные пределы, в которых жизненные процессы протекают нормально носят название биокинетических температур. Уровень их обуславливается многими факторами и, прежде всего, зависит от таксонамического положения данного вида растения или животного, которое в свою очередь связано с географическими местами происхождения вида, определенными условиями его эволюционного развития.

У большинства животных и птиц есть способность к терморегуляции – поддержанию постоянной температуры своего тела. У организмов с непостоянной температурой тела увеличение температуры окружающей среды вызывает ускорение физиологических процессов: обмена веществ, роста, развития. Из климатических факторов большое значение имеет лучистая энергия Солнца – основного источника жизни на планете.

Как экологический фактор лучистая энергия определяется длинной волны. На этой основе отмечают видимый свет, инфракрасные лучи и ультрафиолетовые лучи. Ультрафиолетовые лучи составляют около 10% всей лучистой энергии. Они невидимы для человека, но воспринимаются органами зрения насекомых и служат им для ориентации на местности в пасмурную погоду.

Еще эти лучи необходимые для нормальной жизнедеятельности животных и человека. Под их воздействием образуется витамин D. Инфракрасные (тепловые) лучи (45%). Это длинноволновое излучение, поглощаясь тканями животных и растений, вызывают их нагревание. Многие холоднокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют эти лучи для повышения температуры тела.

Основную экологическую значимость имеют: фотопериодизм – закономерная смена светлого и темного времени суток; интенсивность освещения; напряжение радиации; химические действия световой энергии.

Значение света – видимой части лучистой энергии, как экологического фактора связано с возможностью фотосинтеза зеленых растений и в конечном счете с созданием органического вещества, растительной биомассы, с суточными ритмами организмов. Экологическая роль вторичных климатических факторов (ветер, атмосферное давление) сравнительно невелика или мало изучена.

К эдафическим факторам относится вся совокупность физических и химических свойств почв (кислотность, наличие полезных ископаемых (песок, уголь, железо)). Эдафическими факторами определяется жизнедеятельность организмов, обитающих в почве постоянно или частично. К гидрофизическим и гидрофизическим факторам относятся все факторы, связанные с водой.

Роль воды как экологического фактора определяется ее физическими и химическими свойствами и подвижностью. Вода – среда обитания разнообразных живых организмов. Тела живых организмов в основном состоят из воды. Так содержание воды в растениях колеблется от 40 до 98%, в теле животных от 35% до 83%. Без воды не могут осуществляться процессы обмена веществ.

Поддержание водяного баланса имеет огромное значение для всех животных организмов. Все живые организмы, в зависимости от потребности их в воде, а следовательно и по местообитаниям, подразделяются на ряд экологических групп: водные или гидрофильные (постоянно живут в воде), гигрофильные (живут в очень влажных местообитаниях), мезофильные (отличаются умеренными потребностями в воде) и ксерофильные (живут в сухих местообитаниях). Каждая группа – хороший индикатор господствующих в данной местности экологических условий [1, 150].

К биотическим факторам относят всю сумму воздействий, которые оказывают друг на друга живые существа – бактерии, растения, животные.

Биотическими факторами являются взаимоотношения между собой организмов, прямые воздействия одних из них на другие.

Иначе, характер биотических факторов определяется формой взаимосвязей и взаимоотношений живых организмов. Биотические факторы принято делить на три группы:

Тонические взаимоотношения организмов на почве их совместного обитания: угнетание или подавление одним видом организмов развития других видов; выделение растениями летучих веществ – фитонцидов, обладающих антибактериальными свойствами.

Трофические поглощения. По способу питания все обитатели нашей планеты делятся на де группы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные организмы обладают способностью создавать органические вещества из неорганических, которые затем используются гетеротрофными организмами.

Генеративные отношения. Складываются на основе размножения. К антропогенным факторам относятся воздействия на организмы общественной среды, т.е. все виды человеческой деятельности, которые приводят к изменению среды обитания организмов.

Популяционная экология

Она изучает условия формирования структуры и динамики естественных группировок особей одного вида – популяции. Термин “популяция” заимствован биологами из социологии и происходит от латинского “популюс” – народ, население. Экологическую популяцию, следовательно, можно представить как население одного вида данной территории.

Популяционная экология рассматривает отдельные особи не изолированно, а в составе популяции таких же особей, относящихся к одному виду. Для вида характерны общность происхождения, сходство облика (фенотипа), единство экологических реакций на влияние воздействия. По мнению большинства экологов, популяции служат основной формой существования вида.

Учение о популяции позволило перейти к изучению более сложных форм существования материи в природе – к биогеоценозам.

Биогеоценология

Раздел общей экологии, изучающий экосистемы (биогеоценозы) и их совокупность – биогеоценотический покров Земли. Она изучает структуру и функционирование различных биогеоценозов, их биологическую продуктивность.

Также биогеоценология исследует взаимоотношения между особями, относящимися к разным популяциям данной группировки, а также между ними и окружающей средой. В задачу биогеоценологии входит установление границ экосистем, анализ существующих в ней пищевых цепей, изучение видового состава, его плотности.

Биогеоценологические исследования обычно носят комплексный стационарный характер и дают основу для прогнозирования последствий различных воздействий на структуру биогеоценозов и протекающие в них процессы.

Особенно важны данные биогеоценологии для решения проблем охраны природы, а также в лесном сельском и водном хозяйстве. У нас в стране биоценологию рассматривают как самостоятельную науку.

Экология человека

Несмотря на различные подходы к пониманию термина “экология”, все ученые-экологи сходятся на том, что экология составная часть любого раздела биологии, связанного с теми или другими систематическими группами.

Наряду с изучением экологии животных, растений, микроорганизмов и их сообществ за последние годы все больше и больше внимания ученых привлекают экология человека. Жизнь живого организма, в том числе человека невозможна без окружающей среды, без природы.

Человеку как живому организму, как биологическому виду присущ обмен веществ с окружающей средой, который является основным условием существования любого живого вида и существа. Организм человека во многом связан с остальными компонентами биосферы – растениями, насекомыми, микроорганизмами и т.д., т.е.

его сложный организм входит в великий круговорот веществ и подчиняется его законам. Непрерывный приток атмосферного кислорода, питьевой воды, пищи абсолютно необходим для биологической жизнедеятельности и существования человека.

Человеческий организм, как и организмы других животных, подчинен суточным и сезонным ритмам, реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивности солнечного излучения. Итак, рассказав это, можно увидеть, что человек и человеческое общество очень сильно зависят от окружающей его среды. Именно это влияние природной среды на человека и изучает современная экология человека [3, 171].

2. Экология и экономика

В настоящее время многие отрасли экологии имеют ярко выраженную практическую направленность и имеют большое значение для развития различных отраслей народного хозяйства.

В связи с этим появились новые научно-практические дисциплины на стыке экологии и сферы практической деятельности человека: прикладная экология, призванная оптимизировать взаимоотношения человека с биосферой, инженерная экология, изучающая взаимодействие общества с природной средой в процессе общественного производства, и др.

В настоящее время многие инженерные дисциплины стараются замкнуться в рамках своего производства и видят свою задачу только в разработке замкнутых, безотходных и других “экологически чистых” технологий, позволяющих уменьшить свое вредное воздействие на природную среду.

Но задачу о рациональном взаимодействии производства с природой подобным путем полностью не решить, так как в этом случае один из компонентов системы — природа — исключается из рассмотрения.

Изучение процесса общественного производства с окружающей средой требует применения как инженерных методов, так и экологических, что привело к развитию нового научного направления на стыке технических, естественных и социальных наук, называемого инженерной экологией.

Особенностью энергетического производства является непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива и его сжигания, причем происходящие изменения природных компонентов являются весьма наглядными.

Природно-промышленные системы в зависимости от принятых качественных и количественных параметров технологических процессов отличаются друг от друга по структуре, функционированию и характеру взаимодействия с природной средой.

В действительности даже одинаковые по качественным и количественным параметрам технологических процессов природно-промышленные системы отличаются друг от друга неповторимостью экологических условий, что приводит к различным взаимодействиям производства с окружающей его природной средой.

Поэтому предметом исследования в инженерной экологии является взаимодействие технологических и природных процессов в природно-промышленных системах.

Природоохранное законодательство устанавливает юридические (правовые) нормы и правила, а также вводит ответственность за их нарушение в области охраны природной и окружающей человека среды.

Природоохранное законодательство включает в себя правовую охрану природных (естественных) ресурсов, природных охраняемых территорий, природной окружающей среды городов (населенных мест), пригородных зон, зеленых зон, курортов, а также природоохранные международно-правовые аспекты [5, 112].

3. Значение экологии для цивилизации

На сегодняшний день в мире существует много экологических проблем, начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных, заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. На данный момент в мире существует много теорий, в которых большое внимание уделяется нахождению наиболее рациональных путей их решения. Но, к сожалению, на бумаге все оказывается значительно проще, чем в жизни.

Также во многих странах проблема экологии стоит на первом месте, но увы в не нашей стране, по крайней мере раньше, но сейчас ей начинают уделять все больше внимания, принимаются новые экстренные меры:

– усилить внимание к вопросам охраны природы и обеспечения рационального использования природных ресурсов;

– установить систематический контроль за использованием предприятиями и организациями земель, вод, лесов, недр и других природных богатств;

– усилить внимание к вопросам по предотвращению загрязнений и засоления почв, поверхностных и подземных вод;

– уделять большое внимание сохранению водоохранных и защитных функций лесов, сохранению и воспроизводству растительного и животного мира, предотвращению загрязнения атмосферного воздуха;

– усилить борьбу с производственным и бытовым шумом [4, 105].

4. Экологические основы охраны природы

Разнообразное вмешательство человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим видам загрязнений, понимая под ними любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения: ингредиентное (ингредиент составная часть сложного соединения или смеси) загрязнение как совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам; параметрическое загрязнение (параметр окружающей среды одно из ее свойств, например уровень шума, освещенности, радиации и т. д.), связанное с изменением качественных параметров окружающей среды; биоценотическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяции живых организмов; стациально-деструкционное загрязнение (стация место обитания популяции, деструкция разрушение), представляющее собой изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования. До 60-х годов нашего века под охраной природы понималась в основном защита ее животного и растительного мира от истребления. Соответственно и формами этой защиты было главным образом создание особо охраняемых территорий, принятие юридических актов, ограничивающих промысел отдельных животных, и т. п. Ученых и общественность волновали прежде всего биоценотическое и частично стациально-деструкционные воздействия на биосферу. Ингредиентное и параметрическое загрязнение, конечно, существовало тоже, тем более что об установке очистных сооружений на предприятиях и речи не шло. Но оно не было столь многообразным и массированным, как теперь, практически не содержало искусственно созданных соединений, не поддающихся естественному разложению, и природа с ним справлялась самостоятельно.

Так, в реках с ненарушенным биоценозом и нормальной скоростью течения, не замедляемой гидротехническими сооружениями, под влиянием процессов перемешивания, окисления, осаждения, поглощения и разложения редуцентами, дезинфекции солнечным излучением и др. загрязненная вода полностью восстанавливала свои свойства на протяжении 30 км от источников загрязнения.

Конечно же, и раньше наблюдались отдельные очаги деградации природы в окрестностях наиболее загрязняющих производств. Однако к середине XX в. темпы ингредиентного и параметрического загрязнений возросли и качественный их состав изменился столь резко, что на значительных территориях способность природы к самоочищению, т. е.

естественному разрушению загрязнителя в результате природных физических, химических и биологических процессов, была утрачена. В настоящее время не происходит самоочищения даже таких полноводных и протяженных рек, как Обь, Енисей, Лена и Амур.

Что же говорить о многострадальной Волге, естественная скорость течения которой в несколько раз снижена гидротехническими сооружениями, или реке Томь (Западная Сибирь), всю воду которой промышленные предприятия успевают забрать для своих нужд и спустить обратно загрязненной, как минимум, 34 раза, прежде чем она доберется от истока до устья.

Способность почвы к самоочищению подрывается резким уменьшением в ней количества редуцентов, происходящим под влиянием неумеренного применения пестицидов и минеральных удобрений, выращивания монокультур, полной уборки с полей всех частей выращенных растений и т. д [2, 134].

Под охраной окружающей среды понимают совокупность международных, государственных и региональных правовых актов, инструкций и стандартов, доводящих общие юридические требования до каждого конкретного загрязнителя и обеспечивающих его заинтересованность в выполнении этих требований, конкретных природоохранных мероприятий по претворению в жизнь этих требований. Только если все эти составные части соответствуют друг другу по содержанию и темпам развития, т. е. складываются в единую систему охраны окружающей природной среды, можно рассчитывать на успех. Поскольку не была решена вовремя задача охраны природы от отрицательного воздействия человека, теперь все чаще встает задача защиты человека от влияния изменившейся природной среды. Оба эти понятия интегрируются в термине «охрана окружающей (человека) природной среды». Охрана окружающей природной среды складывается из: правовой охраны, формулирующей научные экологические принципы в виде юридических законов, обязательных для исполнения; материального стимулирования природоохранной деятельности, стремящегося сделать ее экономически выгодной для предприятий; инженерной охраны, разрабатывающей природоохранную и ресурсосберегающую технологию и технику.

В соответствии с законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» охране подлежат следующие объекты: естественные экологические системы, озоновый слой атмосферы; земля, ее недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, леса и иная растительность, животный мир, микроорганизмы, генетический фонд, природные ландшафты. Особо охраняются государственные природные заповедники, природные заказники, национальные природные парки, памятники природы, редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных и места их обитания. Основными принципами охраны окружающей природной среды должны являться: приоритет обеспечения благоприятных экологических условий для жизни, труда и отдыха населения; научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества; учет законов природы и возможностей самовосстановления и самоочищения ее ресурсов; недопущение необратимых последствий для охраны природной среды и здоровья человека; право населения и общественных организаций на своевременную и достоверную информацию о состоянии окружающей среды и отрицательном воздействии на нее и на здоровье людей различных производственных объектов; неотвратимость ответственности за нарушение требований природоохранительного законодательства [1, 116].

fЗаключение

Познание мира невозможно без познания связей и отношений, существующих в нем. Это относится и к экологическим связям. Изучение этих связей играет важную роль в развитии у детей логического мышления, памяти, воображения, речи. Еще К.Д. Ушинский отмечал, что логика природы как раз и состоит во взаимосвязи, взаимодействии составляющих природу компонентов.

Изучение существующих в окружающем мире связей служит одним из основных звеньев формирования экологической культуры школьников, необходимым условием ответственного отношения к природе.

Современную экологию можно определить как науку о взаимосвязях живых систем различных уровней с окружающей средой, о взаимосвязи, взаимодействии человека и природы.

Законодательные акты об охране природной и окружающей человека среды включают международные или правительственные решения (конвенции, соглашения, пакты, законы, постановления), решения местных органов государственной власти, ведомственные инструкции и т.п., регулирующие правовые взаимоотношения или устанавливающие ограничения в области охраны природной среды, окружающей человека.

fСписок литературы

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

2. Колесников С.И. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.

4. Охрана окружающей среды. / Под ред. Брылова С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. – М.: Высшая школа, 2004.

5. Экологический мониторинг / М.А.Пашкевич, В.Ф. Шуйский.- СПб.: СПбГГИ, 2002.

Источник: https://otherreferats.allbest.ru/ecology/00077612_0.html

Биология в лицее

Экология и охрана природы, экология как научная база природопользования

Экология как научная основа природопользования

Люди живут за счет природы, обеспечивая свое благополучие и развитие общества. В использовании и преобразовании природы современное общество руководствуется научными знаниями.

На их основе работают заводы и фабрики, горнодобывающая и строительная промышленность, энергетические предприятия, сельское хозяйство и системы связи.

Как же служит человечеству экологическая наука? Почему экология считается сейчас важнейшей областью знания, способной указать новые пути сохранения и развития человеческой цивилизации?

В центре внимания экологии – живая природа. А ведь именно она обеспечивает и пищевые ресурсы людей, и регуляцию условий жизни в биосфере.

Что станет с человечеством, если живая природа Земли будет сильно разрушена в результате мощного наступления техники, как это уже происходит в настоящее время? Как предвидеть последствия разных форм человеческой деятельности, при которых сильно изменяется природная среда? Как выгоднее, разумнее вести хозяйство, чтобы не навредить будущим поколениям?

В своей практической деятельности человек всегда был вынужден считаться с законами живой природы, особенно в сельском хозяйстве, лесоводстве и промыслах. Сначала это происходило стихийно, на основе опыта, проб и ошибок.

С развитием научной экологии стало ясно, что именно она является основой, на которой возможно не стихийное, а сознательное, грамотное хозяйствование людей на Земле.

Ведь экология – наука о связях, на которых основывается устойчивость всех форм жизни.

В настоящее время стала очевидной огромная роль болот в поддержании стабильности климата Земли. До недавнего времени болота старались осушать и мелиорировать в целях преобразования природы.

Сейчас подсчитано, что болотистые районы являются одними из главных поставщиков в атмосферу газа метана. Его вырабатывают бактерии, содержащиеся в бескислородных нижних слоях болот.

Метан относится к так называемым “парниковым” газам, которые задерживают часть теплового излучения Земли в космическое пространство. Если содержание метана в атмосфере резко упадет, климат Земли похолодает вплоть до наступления нового ледникового периода.

Болота Западной Сибири вносят особо ощутимый вклад в регуляцию парниковых газов в атмосфере всей Земли. Проекты осушения этих болот оказались антиэкологичными. Они подорвали бы биосферное равновесие.

Практическая значимость экологии проявляется в каждом ее разделе, любом положении, от глобальных законов до частных зависимостей.

Некоторые сложные органические соединения важны для ряда областей промышленности, хотя нужны в очень небольших количествах. Например, некоторые ферменты, вызывающие свечение белков.

Для их синтетического получения необходимо разрабатывать сложные и дорогие химические технологии, загрязняющие среду. Эти же соединения легко получать в готовом виде из светящихся животных.

Если освоить, например, разведение жуков светляков, производство обойдется в тысячи раз дешевле и безопаснее для природы.

Так, когда были оценены масштабы биологической продукции на планете, стало ясным, что наступило время соотносить деятельность и потребности людей с возможностями биосферы. Понимание того, как устроены и поддерживают себя природные экосистемы, позволяет повышать устойчивость агроценозов, культурных ландшафтов, городской среды.

Человеческая цивилизация не может уже развиваться, не считаясь с законами устойчивости природы. Главный из них – поддержание и усиление интенсивности круговорота веществ. Современные технологии промышленности и сельского хозяйства таковы, что не могут не нарушать природную среду. Стремительно ухудшаются и условия жизни людей.

Поэтому встает вопрос об изменении методов использования природы и ее ресурсов.

Основной принцип экологически грамотного хозяйствования – действовать не против природы, а в соответствии с ее законами. Любое экологическое знание можно превратить в полезную и выгодную людям технологию.

В природе продукты жизнедеятельности одних организмов перерабатываются другими вплоть до полного разложения на простые соединения, вновь вовлекаемые в круговорот. Этот же принцип необходимо использовать и в организации промышленности. Производство построено экологически грамотно, если отходы одних предприятий являются сырьем для других и из них снова создается нужная человеку продукция.

Например, тепловые электростанции и другие предприятия, сжигающие уголь, выбрасывают в атмосферу большое количество сернистых соединений. Сера – ценное сырье для промышленности. Улавливание ее из промышленных выбросов и дальнейшая переработка частично заменяют дорогостоящую добычу из земных недр. При этом не происходит загрязнения атмосферы.

Например, если мы знаем, что по цепям питания передаются и ядохимикаты, которые попадают из загрязненной среды сначала в растения, а затем в животных, то на основе этого может быть разработана и технология очистки почв или водоемов.

Сейчас испытывается метод очистки почв, при котором на загрязненных тяжелыми металлами участках выращивают специально подобранные растения с высоким коэффициентом усвоения этих соединений, а затем превращают их в золу, очищая почвы.

Еще эффективнее может быть использование для этих целей животных-сапрофагов, питающихся загрязненными растительными остатками.

Популяционная экология раскрывает возможности управления численностью видов. Это важно и для получения нужной биологической продукции, и для предупреждения размножения вредителей, и для борьбы со многими возбудителями болезней.

Знание экологии сообществ позволяет не только поддерживать природные биоценозы, но и управлять производительностью полей, пастбищ и садов. Зная законы самовосстановления и саморазвития сообществ, можно ускорить залечивание ран, нанесенных природе сведением лесов или добычей полезных ископаемых.

Экология становится наукой, необходимой во всех сферах деятельности человека. Она обладает огромным практическим потенциалом. Люди еще не научились полностью использовать уже накопленные экологические знания.

Для борьбы с почвенными личинками жуков, которые в степной полосе наносят сильный вред всходам зерновых, на полях используют большое количество ядохимикатов. Яды убивают не только вредителей, но и полезных обитателей почвы, и в конце концов по цепям питания попадают к людям. Ростовскими учеными разработан экологически чистый метод борьбы с этими вредителями.

Установлено, что личинок привлекает даже слабый запах особого вещества – лизина, выделяемого прорастающими семенами. Для отвлечения вредителей от растений в почву вносят рядами специальные приманки, содержащие лизин из отходов пищевого производства. Личинки активно собираются возле них с расстояния в несколько метров.

За время их передвижения, занимающего несколько дней, растения подрастают и вредители становятся им не страшны.

Сплошные рубки леса проводят без учета экологических связей. Для восстановления после такой рубки еловых лесов требуется не менее 100 лет, а лесов из кедровой сосны на Дальнем Востоке – более 200.

Самое прибыльное ведение лесного хозяйства – выборочная рубка деревьев, при которой не нарушается все лесное сообщество. Такой лес можно использовать непрерывно, он самовосстанавливается. Выборочная рубка освобождает соседние деревья от конкуренции и усиливает их рост.

Создается также пространственная мозаика лесного биоценоза, которая, по экологическим законам, способствует устойчивости экосистемы.

Экологические принципы лесного хозяйства были разработаны еще в начале века крупнейшим ученым-лесоводом Г. Ф. Морозовым.

Они во многом нарушались в связи с применением мощной лесоповальной техники, позволяющей быстро вырубать леса на больших площадях.

Так как сведение лесов и в нашей стране, и во всем мире принимает угрожающий характер, вновь возвращаются к пропаганде старых, экологически оправданных методов ведения лесного хозяйства.

Трудности заключаются в том, что необходимо знать не только общие принципы, управляющие жизнью организмов, популяций, сообществ, экосистем и биосферы в целом.

Ведь важнейшая черта жизни не только ее упорядоченность, но и огромное биологическое разнообразие.

Каждый объект жизни уникален, поэтому нужно знать также отличительные особенности любой природной системы, на которую распространяется влияние человека.

Экологическое образование не кончается, а только начинается с познания основ общей экологии. Далее требуются развитие профессиональных знаний и экологическая специализация в любой отрасли деятельности.

Экология – многогранная и универсальная наука, затрагивающая все формы взаимоотношений человека с природой. Само человечество, как часть живой природы, также подчиняется многим экологическим зависимостям. Они составляют предмет особой области знания – социальной экологии.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/nauchnaja_osnova_prirodopolzovanija/0-893

Book for ucheba
Добавить комментарий