Тема 5. Экологические факторы. 1 страница

Тема 6. Экологические проблемы Японского моря.

Проблема истощения биоресурсов. Браконьерство. Прибрежно−морские экосистемы. Вклад России и соседних стран в экологические проблемы Японского моря.

Тема 7. Экологические проблемы зал. Петра Великого.

Оценка эколого−географического состояния прибрежных районов зал. Петра Великого. Причины ухудшения экологической обстановки. Основные источники загрязнения прибрежных территорий и акваторий залива. Гиперэвторфикация. Дефицит кислорода. Тяжелые металлы. Загрязнение ртутью. Нефтеуглеводороды. Фенолы. Пестициды. Радиологические исследования Бактериологическое загрязнение. Сохранение биоразнообразия.

Тема 8. Экологические проблемы Амурского залива.

Основные источники загрязнения Амурского залива. Сточные воды. Тяжелые металлы. Загрязнения нефтью. Дампинг. Бактериологические загрязнения.

Тема 9. Экологические проблемы Уссурийского залива.

Сточные воды. Дампинг. Тяжелые металлы. Радиоактивное загрязнение. Золоотвалы. Загрязнения донных отложений. Химическое загрязнение воды. Пестициды. Детергенты. Анализ санитарно-гигиенической ситуации.

Тема 10. Эколого-географическая характеристика бух. Золотой Рог.Основные источники загрязнения. Сточные воды. Нефть. СПАВ. Пестициды. Фенолы. Загрязнения донных отложений. Биологические загрязнения.

ЧАСТЬ II. УЧЕБНО−ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ

2.1.Конспект лекций

Включает в себя теоретическую и региональные части, в которых рассматриваются основные вопросы по программе дисциплин и приводятся сведения прикладного, регионального характера по конкретным территориям и акваториям региона.

2.2. Теоретический раздел

Тема 1. История развития экологии как научной дисциплины

1.1. Общие сведения. Экология (греч. oikos – дом, жилище, местопребывание и logos – слово, знание, наука) – наука о взаимоотношениях организмов со средой их обитания. Под организмом в данном случае понимается всё живое на Земле, обладающее способностью обменивать вещества и воспроизводить себе подобное, а средой обитания – всё то, что окружает эти организмы, все, с чем они соприкасаются и взаимодействуют. Следовательно, в буквальном смысле слова «экология» − это наука о местообитании. Таким образом, изучение нашего природного дома охватывает изучение всех живущих в нем организмов и всех функциональных процессов, делающих этот дом пригодным для жизни.

Подобно другим областям знания экология развивалась непрерывно, но неравномерно, на протяжении всего развития человечества. В развитии экологии можно выделить следующие этапы: эмпирический, биологический, признание самостоятельности и современный.

1.2. Эмпирический период (накопление экологических знаний). Бережное отношение к природе входило в традиции большинства этносов Земли. По мере формирования государств многие из таких традиций принимали форму законов. Люди, сами часто того не подразумевая, занимаются экологическими наблюдениями: рыбак знает, где ловится та или иная рыба; грибник, где растут определенные грибы; собиратель растений − те или иные растения. Этими эмпирическими наблюдениями обладал уже доисторический человек.

В античное время зарождается широкий спектр наук, часть из которых принадлежали к естествознанию. В своих научных трактатах философы античности Аристотель, Феофаст сообщали об изменении в поведении животных в зависимости от сезона года, о приуроченности отдельных видов растений к конкретным почвенным и климатическим условиям. В древнегреческом обществе уже существовало понимание причинно−следственных связей в природе. Греческие ученые Фалес из Милета, Платон − учитель Аристотеля и сам ученик изучали круговорот воды. Ученик Аристотеля естествоиспытатель и философ Теофраст (372−287 гг. до н.э.) одну из книг посвятил лесным деревьям. В античной Греции и Риме велось описание почв и приемов их использования. Больше других этим занимался в Древнем Риме Марк Порций Катон (234−149 гг. до н.э. Труды Гиппократа, Аристотеля и других древнегреческих философов содержат сведения явно экологического характера.

Средневековье. Первые письменные законодательные акты по охране природы в России датируются ХI−ХII вв. “Русской правдой” Ярослава Мудрого ограничивалась добыча зверей и птиц. В ХIII в. учреждались заповедные леса военного значения, где запрещалась вырубка и прокладывание дорог. Необходимо отметить и научные искания Леонардо да Винчи (1452−1519), лекции по горно−металлургическому делу, которые в ХVI в. читал в Чехии И.Матезиус (1504−1565) и основателей современной гидрогеологии французов П.Перро (1608−1680) и Э.Мариотт (1620−1684). Общегосударственные мероприятия по охране и рациональному использованию природных ресурсов были предусмотрены указами Петра I. Они включали охрану лесов по берегам cудоходных и сплавных рек в 30−верстной полосе, охрану чистоты воды в Неве, некоторых других реках, каналах, гаванях. С целью обеспечения построенных при Петре I на Урале металлургических заводов им же издан в 1720−х гг. указ о делении лесов на лесосеки и их возобновлении после вырубки.

В 1735 г. К.Линней (1707−1778) опубликовал труд “Система природы”, где были заложены основы современной таксономии органического мира.

Эпоха научно−технической революции именно на этот период приходится всплеск познания природной среды и взаимодействия с ней человека. Накопившийся огромный материал по систематике животных и растений требовал наведения порядка в этом хаосе. Не оставались в стороне и российские исследователи. В.Н.Татищев (1686−1750), а впоследствии С.П.Крашенинников (1711−1755) и А.А.Нартов (1736−1813) − известные географы, историки и ботаники − заложили в России основы науки о лесах.

М.В.Ломоносов (1711−1765) внес огромный вклад в развитие наук о Земле. Он одним из первых высказал мысль об изменчивости природы, длительности, непрерывности и периодичности геологических процессов.

Заканчивая краткий обзор этого периода, явившегося в основном этапом накопления флористических и фаунистических сведении, назовем имена еще нескольких крупных ученых. Это французские естествоиспытатели: Жорж Бюффон (1707−1788), который рассмотрел проблему влияния внешних условий на строение животных, Жан Батист Ламарк (1744−1829) − автор первого эволюционного подхода). И, наконец, немецкий ученый−путешественник, географ и естествоиспытатель − Александр Гумбольдт (1769−1859). Он обобщил картину распределения растительного покрова по земному шару, систематизировал ботанико−географические знания, обосновал идею географической зональности и вертикальной поясности растительности, установил физиономические типы растений, тем самым предвосхитил понятие жизненных форм.

Осознание ограниченности ресурсного потенциала Земли и невозможности агропроизводства прокормить будущее мировое население впервые возникло у священника Т.Мальтуса (1766−1834). Законы Т.Мальтуса чрезвычайно просты. Население растет в геометрической прогрессии, а производство пищи − в арифметической. Ученый отмечал, что недостаток продовольствия должен сдерживать рост населения и что для беднейших его слоев голод, болезни и смерть станут неизбежными регуляторами численности людей. Основа для радикального улучшения продовольственной ситуации в мире была заложена в 1840 г., когда немецкий ученый Ю.Либих (1803−1873) обосновал теорию минерального питания растений и тем самым открыл важнейшую особенность нашего мира, именуемую ныне биологическим круговоротом вещества в природе. В 1832 г. англичанин Ч.Лайель (1797−1875) в 2−х томной монографии: «Основные начала геологии или новейшие изменения Земли и ее обитателей» коснулся и роли человека в преобразовании земной поверхности. Ч.Дарвин (1809−1882), в своей работе «Происхождение видов» (1859) с градуалистских позиций рассмотрел эволюцию органической жизни и объяснил ее действием триады − изменчивость, наследственность, отбор. В основе теоретических представлении К.Ф. Рулье (1814−1856) лежало признание исторического, эволюционного развития органического мира и его неразрывной связи с окружающей природой.

1.3. Биологический (терминологически определенный этап становления). Определение экологии. В 1866году Э.Геккель (1834−1919) опубликовал книгу «Всеобщая морфология организмов», в которой было дано определение экологии как науки, уточнены задачи экологии, ее положение в системе биологических наук. Поэтому дату 14 сентября 1866 года принимают за официальный день крещения экологии. В трудах Геккеля прослеживается ещё одно важное обстоятельство – понимание экологии как “экономики природы”. С этого времени экология из внутрибиологического раздела превращается в междисциплинарную науку, охватывающую многие области знаний.

Всякая наука становится действительно наукой лишь тогда, когда она поднимается до уровня обобщений, установления закономерностей, правил, законов, когда она, наконец, может предсказать развитие событий. Во второй половине XIX века экологические исследования были связаны с изучением образа жизни животных и растений и их адаптации к климатическим условиям. Д.И.Менделеев (1834−1907) предложил разрабатывать научные основы отечественной агрономии, пропагандировал необходимость известкования кислых почв, применение размолотых фосфоритов, суперфосфата, азотных и калийных удобрений, совместное внесение органических и минеральных удобрений. А.И.Воейков (1842−1916) считал главной задачей географии изучение взаимодействия человека и природы. В.В.Докучаев (1846−1903) пришел к твердому убеждению, что человек, работающий на земле, всегда и всюду имеет дело не с отдельными природными телами и явлениями, а с их сложным комплексом, целостной системой воспроизводства агроресурсов и агросреды. Г.Ф.Морозов (1867−1920) развивал отечественное лесоведение, используя ландшафтный подход.

Конец ХIХ века в России знаменателен тем, что тогда была впервые реализована идея полной охраны природы участка дикой природы. В 1898 г. Ф.Э.Фальц−Фейн образовал в своем имении степной заповедник Аскания−Нова около г. Каховка. Были созданы и другие частные охраняемые территории.

1.4. Признание самостоятельности экологии. В 1910 году в Брюсселе состоялся III Ботанический конгресс, на котором экология растений официально разделилась на экологию особей и экологию сообществ. Это деление распространилось вскоре и на экологию животных, а также и на общую экологию. В течение первых десятилетий ХХ в. обеспокоенность ученых растущим хищническим использованием природных ресурсов и быстрым ухудшением окружающей среды стала причиной появления экологически ориентированных организаций. В частности, в 1908 г. президент США Т.Рузвельт после проведения в Белом доме специальной конференции создал Национальную комиссию по охране природных ресурсов. В 1913 г. в Берне по инициативе швейцарского зоолога П.Саразина была проведена первая Международная конференция по охране природы, что свидетельствовало о серьезном намерении ученых защищать природные экосистемы и биологическое разнообразие Земли от натиска цивилизации.

В 1922 г. выдающийся геохимик и минералог А.Е.Ферсман (1883−1945) ввел понятие «техногенез», под которым он подразумевал «совокупность химических и технических процессов, производимых деятельностью человека и приводящих к перераспределению химических масс земной коры. Техногенез есть результат воздействия промышленности человека» .

В 1927 г. Ч. Элтон (1900−1991) выпустил первый учебник−монографию по экологии. В нём было описано своеобразие биоценотических процессов, дано понятие “экологической ниши”, обосновано “правило экологических пирамид”, сформулированы принципы популяционной экологии. Понятие “экосистема” сформировалось в 30−е годы. Его введение связывают с работами А. Тенсли (1935 г.). Под словом “экосистема” понимали совокупность организмов и неживых компонентов среды их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот (с участием продуцентов, консументов и редуцентов). В начале 40−х В.Н. Сукачев (1880−1967) обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для развития теоретической базы экологии.

В.И. Вернадский (1863−1945) обосновал роль живого вещества как наиболее мощного геохимического и энергетического фактора − ведущей силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для биосферы. Труды Вернадского также посвящены количественному изучению биогеохимической активности организмов, основным источником которой служит солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза продуцентами. Тем самым дано обоснование современной экологии как “экономики природы”. В.И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и пришёл к выводу, что деятельность современного человека, преобразующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. Завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы – сферы разума.

1.5. Современный этап (период экологического кризиса). После 2−й Мировой войны американцы одни из первых столкнулись с проблемами загрязнения окружающей среды и истощения природных ресурсов. Химизация сельского хозяйства привела не только к ухудшению качества продуктов, но и к опасному загрязнению подземных и поверхностных вод, к уничтожению птиц, защищавших поля от вредителей. Промышленность и транспорт отравили воздух в больших городах и в еще большей мере ухудшили состояние водных объектов. Кислотные осадки на востоке США, захватывая и прилежащую часть Канады, нанесли огромный ущерб лесам, почвам и водным экосистемам. На западе США печальную известность приобрел смог Лос-Анджелеса, покрывающий временами не только огромный город у подножия Сьерры-Невады, но и проникающий далеко в лесные долины этого хребта. В Аризоне и Калифорнии в районах орошаемого земледелия из-за избыточных откачек подземных вод происходили столь впечатляющие техногенные опускания местности, что они приобрели не меньшую известность, чем аналогичное оседание в соседней стране столичного Мехико.

Американская публика была ошарашена многочисленными предсказаниями грозящего экологического кризиса. Появилось направление в науке − энвайронментализм, которое отличало широта научных подходов. В частности, и в такой форме американское общество сравнительно быстро отреагировало на экоцид в собственной стране. Начался широкий выпуск книг о сложившейся ситуации, обращенных к общественности. Некоторые из них переведены на русский язык. Таковы: Ж.Дорсет (1968) “До того как умрет природа”, Р.Парсон (1968) “Природа предъявляет счет”, Г.Уайт (1973) “Водные ресурсы США: проблемы использования”, О.Оуэн (1977) “Охрана природных ресурсов”, Б.Коммонер (1974) “Замыкающийся круг. Природа, человек, технология”. Эти и другие подобные работы содержат строго научные и одновременно общедоступные описания и выводы, касающиеся покорения природы и разграбления ландшафта в США, а также общедоступную информацию, направленную на формирование экологического сознания у населения. Так, в частности, Б.Коммонер максимально просто сформулировал четыре правила экологии: 1) все связано со всем; 2) все должно куда−то деваться; 3) природа “знает” лучше; 4) ничто не дается даром.

В последние 20−30 лет во всем мире развернулось движение, которое лучше всего назвать как всеобщая озабоченность проблемами окружающей среды. Все вдруг заинтересовались загрязнением среды, окружающей природой, ростом народонаселения и вопросами потребления пищи и энергии. Рост общественного мнения оказал влияние и на академическую науку. Так, до 1979 г. на экологию смотрели как на один из подразделов биологии. Экологи входили в штат биологических факультетов, экологию преподавали лишь биологам. Хотя и сейчас экология уходит своими корнями в биологию, она уже вышла из ее рамок, оформившись в совершенно новую дисциплину, связывающую физические и биологические явления и образующую мост между естественными и общественными науками.

Тема 2. Дефиниции экологии

2.1. Общие сведения. Дефинирование – выработка определения (дефиниции) понятия. Следовательно, дефиниции – это понятийно−смысловая база любой науки. Это, прежде всего ее основные термины и понятия. Необходимо напомнить, что слово «наука» в русском языке (да и в других языках) имеет несколько значений – это:

− совокупность человеческих знаний человеческих знаний об окружающем нас мире;

− сфера человеческой деятельности − отрасль народного хозяйства (ведь действительно: если есть рабочие – трудящиеся на промышленных предприятиях, аграрии – работающие в сельском хозяйстве, то есть и люди , профессионально занимающиеся наукой – ученые);

− конкретная учебная дисциплина, изучающая иногда всего один объект.

Исчерпывающее определение научной дисциплины требует, чтобы были указаны следующие элементы:

Объект исследования – материальное явление, категория духовного порядка или совокупность независимых явлений подлежащих изучению (или − что изучает данная отрасль науки?).

Аспект – сторона изучаемого объекта (или − под каким углом, с какой точки зрения рассматривается то, или иное явление?).

Цель – аппроксимированный (предвосхищаемый) результат научного процесса (или − для чего изучается феномен?).

Задачи − средства достижения цели, постановка частных и региональных проблем.

Методы – подходы к исследованию, особые приемы, практические навыки решения проблемы.

Все выше перечисленное в совокупности определяет предмет исследования конкретной научной дисциплины (своеобразный паспорт, удостоверяющий ее общественную функцию, необходимость и право на самостоятельность ее существования).

Название научной дисциплины, согласно Э.А. Аблаеву не может даваться произвольно; оно должно правильно ориентировать. Наука представляет собой связанный механизм, использование данных одних наук зависит от других, поэтому она должна приближаться к интеграции, как механическая система или биологический организм, к степени гармоничной системы. Такая наука поможет созданию гармоничной системы взаимоотношений человека с природой и обеспечению гармоничности развития самого человека.

2.2. Экология как научная дисциплина. Экология занимается изучением организма во всей совокупности его взаимоотношений со средой. Таким образом, предметом экологии являются − популяции видов, а объектом − взаимоотношения этих популяций с живой (другие организмы) и неживой природой.

Казалось бы, этим же занимается и физиология, но, как отмечает Плантефоль: физиолог изучает организм, помещенный в искусственные условия. Эколог же рассматривает организм не в теоретически созданной среде (всегда себе подобной вплоть до отдельного фактора), а в окружающем мире, в котором действуют постоянно меняющиеся силы. Существует масса примеров несоответствия результатов, полученных в лабораторных условиях, и наблюдаемых в природе. Разумеется, это не означает, что лабораторные исследования не представляют интереса. Напротив, они необходимы, но нельзя бездумно внедрять в природу результаты экспериментов.

Другой французский исследователь Лабейри считал, что экология − наука о реальном. Это естественная наука, но вид исследуется экологией не на уровне отдельно взятой особи (она остается объектом исследования морфологии, систематики, физиологии), а всей популяции, т.е. совокупности особей, которая занимает определенную территорию и обновляется во времени. Для выделения вида как основной, структурной единицы живого вещества используются два подхода. Вид может определяться как совокупность организмов, обладающих единством морфологических признаков (морфологический вид). Другой подход базируется на особенностях биологии размножения и экологии (биологический вид). Вид − это совокупность сходных между собой особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и в репродуктивном отношении изолированных от других сходных совокупностей особей. Вид обладает единым геномом и ареалом. В экологическом отношении для особей одного вида характерны одни и те же взаимоотношения со средой обитания (единство ареала). Вид состоит из популяций особей.

Положение экологии в системе естественных наук обеспечивает ее теснейшую связь с биологией (систематика, зоология, ботаника, физиология, генетика и др.); географией (ландшафтоведение, биогеография, климатология, медицинская география, демография и др.), медициной (гигиена, токсикология, бактериология, эпидемиология и др.,); с социальными науками (социология, психология, лингвистика, экономика и др.), с рядом правовых (экологическое право) и естественных наук (физика, химия, математика и кибернетика).

2.3. Задачи экологии. Важнейшие 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, из
мнениям климата, которые наносятся человеческой деятельностью, и
выяснение степени обратимости этих изменений.