Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2014 в 03:03, курс лекций
Работа содержит курс лекций по дисциплине "Экология".
Экология как наука сформировалась в недрах биологии в сере-дине XIX ст., после того как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле. Термин «экология» был введен в науку известным немецким ученым-зоологом Эрнстом Геккелем, который в своих трудах «Все-общая морфология организмов» (1866 г.) и «Естественная история миротворения» (1868 г.) впервые попытался дать определение сущ-ности новой науки. Слово «экология» образовано от двух греческих слов: “oikos” — дом, жилище, и “logos” — наука; в буквальном смысле экология — наука о местообитании.
Э. Геккель определял экологию как «общую науку об отношени-ях организмов к окружающей среде, куда мы относим в широком смысле все условия существования органической и неорганической природы». В процессе развития эта наука превратилась в биологическое учение, которое исследует живые организмы и их совокупности, взаимо-действующие друг с другом и образующие с окружающей средой обитания некое единство, в пределах которого происходит преобразование энергии и органического вещества.
Современная экология в структурном отношении представляет сложную систему знаний; прежде всего она подразделяется на общую и частную (экология растений и экология животных). В задачи общей экологии входит исследование популяций, биоценозов и биосферы, а также экологических систем и биогеоценозов. Выделяются также научные направления, исследующие действие различных факторов окружающей среды на отдельные виды (аутэкология), взаимоотно-шения организмов, их различных совокупностей (демэкология, синэкология).
Известный американский эколог Ю.Одум еще в 1963 г. назвал экологию наукой о строении и функциях природы в целом, а в его труде «Экология» (1986 г.) она трактуется как «междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи». Это очень широкое определение, но оно более других соответствует современному по-ниманию экологии.
В «Кратком экономическом словаре» (1987 г.) экология опреде-ляется уже как «наука об общих закономерностях взаимодействия природы и общества; специальная сфера деятельности общества, направленная на охрану окружающей среды и целесообразное ис-пользование природных ресурсов». Таким образом, взгляд на эколо-гию как на область только естествознания изменился, хотя никто, ко-нечно, не отрицает права на существование классической «геккелев-ской» экологии — науки о местообитании живых организмов, которая по-прежнему изучается студентами-биологами и объединяет несколько самостоятельных дисциплин (аутоэкологию, демэкологию, синэколо-гию, общую экологию).
Экономика природопользования формируется как отраслевое направление в экономической науке, исследующее социально-экономические закономерности использования человечеством при-родных богатств и регулирования отношений природы и общества. Она изучает особенности хозяйственного механизма природопользо-вания и методы наиболее эффективного взаимодействия общества и природной среды в целях предотвращения ее дальнейшего загрязнения и истощения, поддержания нормальных условий воспроизводства и жизнедеятельности человека. Предметом изучения этой дисциплины являются отношения между людьми, которые складываются в процессе взаимодействия с ок-ружающей средой по поводу использования сил и ресурсов природы, ее охраны и восстановления, то есть эколого-экономические отношения. Задачи рационального природопользования заключаются в удовлетворении потребностей общества в естественных ресурсах, создании условий для их расширенного воспроизводства; повышении продуктивности природной среды; эффективном, комплексном использовании невозобновимых богатств природы, предотвращении их потерь; максимально возможном сохранении экологических систем путем совершенствования технологий и сокращения техногенных выбросов в окружающую среду; сведении к минимуму возможного ущерба здоровью людей.
В связи с этим эколого-экономические исследования призваны реализовывать в обществе следующие основные функции: направляющую (обоснование экологических целей и выбор главных путей их реализации); координирующую (сбалансирование важнейших пропорций в потреблении природных ресурсов и согласование производственных интересов природопользователей с экологическими интересами об-щества); стимулирующую (активизация природоохранной деятельности субъектов хозяйствования и общества в целом). Выполнение этих функций в свою очередь выдвигает перед эко-номикой природопользования как наукой следующие задачи:
разработка стратегических направлений ресурсосберегающего развития экономики и экологической политики государства;
формирование системы государственного регулирования, про-гнозирования и контроля природоохранной деятельности;
исследование и научное обоснование хозяйственного механизма природопользования в условиях становления рыночных отношений;
совершенствование организационных основ управления приро-допользванием;
разработка экономического механизма охраны окружающей среды и эффективного природопользования с применением рыночных рычагов;
теоретическое обоснование и выработка методических подходов к определению экономических показателей природоохранной дея-тельности производственных объектов и степени их воздействия на окружающую среду;
установление путей и методов повышения эффективности ис-пользования природных ресурсов, их воспроизводства, усиления ре-жима экономии, комплексной переработки сырья и вторичных ресур-сов производства, снижения материало- и энергоемкости производства в целях сокращения вредного воздействия на окружающую среду.
Исследование единого объекта – природопользования – привело постепенно к синтезу двух научных направлений: экологии и эко-номики природопользования. Интеграция экологических и экономи-ческих знаний находит отражение в учебном процессе высших и средних специальных учебных заведений.
Предметом изучения этой дисциплины являются отношения между людьми, которые складываются в процессе взаимодействия с ок-ружающей средой по поводу использования сил и ресурсов природы, ее охраны и восстановления, то есть эколого-экономические отношения. Основополагающей категорией учебной дисциплины «Основы экологии и экономика природопользования» выступают эколого-экономические системы разного масштаба и уровня. Под эколого-экономические отношения понимается интеграция экономики и природы, представляющая собой взаимосвязанное и взаимообуслов-ленное функционирование общественного производства и есте-ственных процессов в природе.
«Основы экологии и экономика природопользования» как межотраслевая учебная дисциплина использует различные, прежде всего общенаучные методы, разработанные естественными, общественными и другими отраслями знаний.
Диалектический метод предполагает исследование экологических и экономических процессов в единстве, различии и историческом разви-тии. Исторический метод, где анализируются динамика взаимоотношений природы и общества. Системный подход к изучению природопользования позволяет исследовать сложные взаимосвязи отдельных процессов по эксплуатации и воспроизводству природных ресурсов, охране либо восстановлению качественного состояния окружающей природной среды. Нормативный, экологические нормативы определяют предельно допустимую концентрацию(ПДК), предельно допустимые выбросы (ПДВ), нормы зеленых зон и т.п. Экономико-математические, применяются при оценке природных ресурсов, подсчете экологического, социального, экономического ущерба. Картографические методы,которые дают оценку природных ресурсов, прогнозируют природные явления. Космические методы, направлены на изучение объектов природы и экологической обстановки на глобальном уровне.
Курс «Основы экологии и экономика природопользования» имеет наиболее тесные контакты с экономической теорией. В свою очередь во многих экономических дисциплинах рас-сматриваются экологические аспекты хозяйственного развития, что обусловлено зависимостью экономических процессов от характера и особенностей взаимодействия общества с природой, необходимостью учета проявлений этого взаимодействия при организации хозяй-ственной деятельности. Имеет место взаимосвязь курса с географическими науками. Кроме того, в эколого-экономических ис-следованиях все шире используется важнейший научный метод гео-графии — метод районирования.Связь экологии и экономики природопользования с техниче-скими науками обусловлена тем, что экологизация производства, со-вершенствование технологий с целью снижения негативного воздей-ствия производительных сил на природную среду невозможны без учета новейших достижений науки и техники, их эколого-экономического обоснования.
Элементы среды, воздействующие на живые организмы, назы-ваются экологическими факторами. По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:
- Абиотические факторы – это свойства неживой природы, ко-торые прямо или косвенно влияют на живые организмы, определяя условия их существования (температура, свет и другая лучистая энер-гия, влажность и газовый состав воздуха, атмосферное давление, осадки, снежный покров, ветер, солевой состав воды, почвы, рельеф местности и т.п.).
- Биотические факторы – это все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм испытывает прямое или косвенное влияние других особей, вступает во взаимоотношения с представителями своего или иных видов (растений, животных, мик-роорганизмов), зависит от них или сам оказывает воздействие.
- Антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.обитания. К та-ким факторам относится воздействие промышленности, сельскохо-зяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства.
Любой из экологических факторов может то проявляться, то действовать косвенно, влияя на жизнедеятельность организмов, изменяя среду обитания.
От характера воздействия экологических факторов на организмы и в ответных реакциях живых существ есть ряд общих закономерностей: реакция организмов на интенсивность или силу воздействия фактора. Как недостаточное, так и избыточное действие его отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Точка, при которой наблюдается их максимальный рост, называется оптимумом. Благоприятная сила воздей-ствия фактора (дозировка) называется зоной оптимума фактора для организма данного вида. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которой еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости. Точки, ограничивающие его, то есть макси-мальная и минимальная пригодная для жизни температура, это пре-делы устойчивости или пределы выносливости вида. Степень вынос-ливости по отношению к данному экологическому фактору называют экологической валентностью.
По мере приближения к точкам предела устойчивости, если дей-ствие фактора уменьшается или возрастает, жизнедеятельность сни-жается вплоть до полного угнетения или гибели живого существа,то есть речь идет о стрессовых зонах в рамках диапазона устойчивости. Ни один из факторов не действует в одиночку. Все организмы при взаимодействии со средой должны поддерживать динамическое рав-новесие, или гомеостаз.
Экосистемой высшего ранга на Земле является биосфера – обо-лочка планеты, населенная живым веществом.Понятие биосферы появилось в биологии в ХУIII веке. К идее биосферы в ее современной трактовке пришел Ж.–Б.Ламарк (1744–1829 гг.).
Целостное учение о биосфере представлено в его ставшей клас-сической работе «Биосфера» (1926 г.). В.И.Вернадский определил биосферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли. В физико-химическом составе биосферы Вернадский выделяет следующие компоненты:живое вещество – совокупность всех живых организмов;косное вещество – неживые тела или явления (газы атмосферы, горные породы магматического, неорганического происхождения и т.п.);биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы, по-верхностные воды и т.п.);биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых ор-ганизмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т.п.); радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения (космическая пыль, метеориты).
Учение Вернадского нацеливало на изучение живых, косных и биокосных тел в их неразрывном единстве, что сыграло значительную роль в подготовке естествоиспытателей к целостному восприятию при-родных систем. С учетом современных представлений, биосфера включает обо-лочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с этими организмами. Иными словами, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы.
Структура биосферы представляет собой совокупность газооб-разной, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего. Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами до 18 км над экватором Земли. В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды), мощность которой составляет 11 км. Вместе с тем в процессах самоорганизации биосферы живое вещество играет сегодня ведущую роль и выполняет следующие функции:* энергетическую – перераспределение солнечной энергии между компонентами биосферы; средообразующую (газовую) – в процессе жизнедеятель-ности живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, уг-лекислый газ, метан и др., концентрационную – извлечение и накопление живыми организмами биогенных элементов (кислорода, углерода, водорода, азота, натрия, магния, калия, алюминия серы и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде; деструктивную (проявляется в минерализации органиче-ского вещества); окислительно-восстановительную (заключается в химиче-ском превращении веществ биосферы). Живое вещество находится в постоянном энергетическом обмене с внешним миром. Оно является основным организующим элементом в поддержании круговорота веществ, обеспечении динамического равновесия экологических систем.