Базаева М.Г., Гераскина Г.В., Голубева Р.М., Петров А

Московский государственный областной университет
Основы экологического образования
Учебно-методическое пособие
Москва 2012
УДК 373.167.1
ББК 28.081а72
Составители: Базаева М.Г., Гераскина Г.В., Мансуров Г.Н., Петров А.Н.,
Раткевич Е.Ю., Юнусов Х.Б.
Под редакцией д.х.н., проф. Мансурова Г.Н.
Основы экологического образования. -М.: Экомир, 2012.
– 197 с.
Содержание методического пособия отвечает требованиям государственного стандарта третьего поколения по экологической подготовке
бакалавров и предназначено в качестве общеобразовательной дисциплины для учащихся вузов, колледжей и лицеев.
ISBN 5-09-007683-9
© Экомир, оформление, 2012
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть 1. Теоретические основы ......................................................................... 4
1. Предмет экология. Ресурсы и деградация окружающей среды.
Загрязнение окружающей среды. Экологический кризис .............................. 4
2. Геологические сферы планеты Земля. Биосфера и ее структура. Системы
поддержания жизни на Земле .......................................................................... 13
3. Элементы экологических систем и их характеристика ............................ 20
4. Экологические компоненты (факторы) экосистем. Трофические уровни.
Экологические пирамиды ................................................................................ 25
5. Роль и взаимодействие видов в экосистемах. Экологические равновесия
и сукцессии естественных экосистем ............................................................. 37
6. Экология атмосферы .................................................................................... 47
7. Экологические проблемы гидросферы ....................................................... 55
8. Экология человека ........................................................................................ 65
9. Глобальные социально-экологические проблемы ..................................... 76
10. Пути решения экологических проблем .................................................... 85
Часть 2. Некоторые экологические термины и понятия ............................ 92
Часть 3. Тестовый контроль по темам ......................................................... 127
Часть 4. Итоговый тестовый контроль ........................................................ 147
Список рекомендуемой литературы ............................................................. 195
3
Часть 1. Теоретические основы
«Человек уничтожил девственную природу. Он внес в нее массу
неизвестных ранее химических соединений и форм жизни культурных пород животных и растений. Он изменил течение всех
геохимических реакций. Лик планеты стал новым и пришел в
состояние непрестанных потрясений»
В.И.Вернадский
1. Предмет экология. Ресурсы и деградация окружающей
среды. Загрязнение окружающей среды. Экологический
кризис
Проблема непрерывности экологического образования является актуальной проблемой современности, одним из путей решения которой является
экологизация общеобразовательных предметов.
Моисеев Н.Н. неоднократно подчёркивал, что для реализации экологического императива необходима перестройка нравственных установок с
учётом постоянно изменяющихся реалий современного мира. К аналогичным
выводам пришли И. Пригожин и И. Стенгерс – «…необходимо восстановить
союз человека с природой на новых основаниях, с тем, чтобы единство природы и человека включало также науку, культуру, общество». Об этом же
говорит О.Х.Валлизер: «…расширенный категорический императив, то есть
Новая этика, должен быть ориентирован на будущее, и быть всецело экологичным». Существующая сегодня дисгармония между обществом и природой
во многом обусловлена отсутствием целостного мироощущения. Восстановление целостности сознания, которое призвано изменить облик современной
эксплуатирующей, техноцентрической цивилизации, является сложной задачей, для решения которой должны быть в комплексе задействованы различные сферы жизни и деятельности людей. Проблема экологического выздоровления, установления равновесия между естественными и искусственными
элементами среды обитания человека, непосредственно зависит от уровня его
экологической компетентности. К составляющим экологической компетент4
ности можно отнести сферы мышления, эмоционально-чувственные сферы,
сферы деятельности и сферы отношения к природе. Все элементы экологической компетентности связаны между собой и взаимно дополняют друг друга.
Формирование и развитие экологической компетентности должно быть комплексным, затрагивающим как сферу мышления, так и сферы чувств и действий. Современное технократическое мировоззрение является тупиковым
путём развития человеческого общества, угрозой существования и природы,
и человека как её части. Как справедливо заметил У.Р. Каттон «…мы не
имеем права оставаться в неведении относительно экологических законов,
управляющих человеком, природой, историей. В противном случае мы погибнем под обломками собственной цивилизации». Чтобы выжить, пишет он,
необходимо развивать человеческое достоинство, а сделать это можно, прежде всего, за счёт «…лучшего понимания экологического контекста человеческой жизни».
Особенности современной цивилизации таковы, что под ее влиянием
человек и общество подвергаются культурной деградации, предотвращение
которой возможно только на основе нового мировосприятия. Развитие такого мировосприятия есть процесс целостный, охватывающий как область
науки, так и область культуры, чуждый голому прагматизму в отношениях с
окружающим миром и противопоставлению человека и природы. Оценка
своего места в окружающем мире, отношение к природе определяется нравственно-эстетической составляющей нашего сознания. Комплексное влияние
на все сферы экологической компетентности следует осуществлять через эту
духовно-мыслительную область, которая пронизывает и сферу мышления, и
эмоционально-чувственную сферу, и сферы деятельности в природной среде.
Экологическая компетентность личности основана на экоцентрических
представлениях, согласно которым человек является составной частью природы, на соответствии законов социальной деятельности и законов природы.
Слово «экология» - греческого происхождения, состоит из двух слов:
«ойкос» и «логос». «ойкос» - дом, жилище, местопребывание; «логос» слово, учение.
Экология - это наука о доме, о том, где обитают живые организмы, об
окружающей их природной среде. Термин «экология» был предложен в
1866 г. немецким ботаником Эрнстом Геккелем, как название раздела
биологии, изучающего взаимоотношения организмов между собой и с
окружающей средой. Под взаимоотношениями при этом понимается как
влияние среды на организмы, так и, не в меньшей степени, влияние
организмов на среду, т.к. именно в результате такого взаимодействия
формируется современная среда обитания.
5
В рамках биологии экология развивалась почти до 60-70гг. ХХ в.
Человек в этих системах, как правило, не рассматривался; считалось, что его
взаимоотношения со средой подчиняются не биологическим, а социальным
закономерностям и сам он является объектом изучения общественнофилосовских наук.
Примерно с середины ХХ в. предмет изучения экологии значительно
расширился и трансформировался в связи с усилением воздействия человека
на природу. Содержание термина «экология» приобретает социальнополитический и философский аспект, а экология становится интегрированной «социально-естественной» наукой, в которой можно выделить следующие основные направления (схема 1):
Схема 1
6
Таким образом, наука «экология» изучает взаимодействие живых
организмов между собой и средой их обитания, влияние деятельности
человека на окружающую среду, последствия этой деятельности, изучает
систему «Природа-общество», учит общению человека с природой,
пониманию необходимости ее охраны и защиты.
Встает вопрос: почему нужно изучать экологию?
Здесь можно выделить несколько причин:
1. Экология сегодня - это комплексная социо-естественная наука, в предмет
изучения
которой
практически
вовлечены
все
стороны
жизнедеятельности человека.
2. Знание экологических закономерностей меняет наши представления о
порядке в Земной природе.
3. Порядок этот не случаен, он необходим для существования и развития
человека, для продолжения человеческого рода.
4. Человечество стоит перед необходимостью реализации безопасного
экологического развития, а для этого необходимы новые знания об
окружающей среде, новые технологии, новые нормы поведения.
5. Фундаментом для понимания проблемы развития и охраны окружающей
среды является базовое экологическое образование.
6. Владея экологическими знаниями, человек заново открывает
окружающий мир, начинает понимать значение многих, ранее казавшихся
второстепенными, связей и отношений в природе, с которыми он обязан
считаться в своей деятельности.
7. Человек осваивает нормы новой культуры.
Экологические знания открывают жизненно важные стороны
действительности, содействуют изменению нашей природы, нашей культуры,
образа жизни. Актуальная задача современности - причастность каждого к
охране окружающей среды. Отсюда остро стоит вопрос об экологическом
образовании и воспитании, начиная с семьи, детского сада, и продолжая в
школе и вузе. Изучение экологии - составная часть высшего образования для
всех специальностей. Следует так же иметь в виду, что изучение экологии
отличается от изучения других наук, т.к. она является наукой
междисциплинарной, требующей знаний естественных (физика, химия,
биология, психология) и социальных (экономика, политика, философия,
этика, мораль, право и т.д.) наук.
Ресурсы и деградация окружающей среды
Наша планета Земля обладает определенными ресурсами.
Ресурсы - компоненты окружающей среды, используемые для
удовлетворения материальных и культурных потребностей общества
7
(ресурсы животного и растительного мира, земельные, лесные, водные,
рекреационные, эстетические и др.). Некоторые ресурсы могут быть
использованы непосредственно - это чистый воздух, чистая пресная вода,
съедобные растения в естественных условиях, но большая часть ресурсов
требует специальной добычи и переработки: уголь, нефть, подземные воды,
руда и культурные, в том числе съедобные растения.
Естественные (природные) ресурсы подразделяются на:
1. Вечные (неисчерпаемые, неистощаемые) ресурсы - солнечная,
гравитационная, геотермальная, ветровая энергия, а также энергия
океанических волн, текущей воды. Иногда сюда относят атмосферу и
гидросферу, но при значительном загрязнении их антропогенными
токсикантами, они могут переходить в категорию исчерпаемых
(возобновимых).
2. Исчерпаемые ресурсы - ресурсы, количество которых неуклонно
уменьшается по мере их добычи или изъятия из природной среды.
Они делятся на:
- возобновимые ресурсы - ресурсы, запасы которых могут быть
истощены или загрязнены, но могут быть восстановлены за счет
естественных процессов: леса, луга, чистый воздух, плодородная почва,
пресные воды, большая часть подземных вод, растительный и животный мир.
Однако, восстановление может происходить только при их оптимальном
потреблении, исключающем хищническое использование.
- невозобновимые ресурсы, они существуют на земле в исчерпаемых
запасах и могут быть быстро истощены: нефть, ископаемое топливо,
металлическое минеральное сырье (железо, медь и др.), неметаллическое
минеральное сырье (глина, песок, фосфаты и др.)
- рекреационные ресурсы - ресурсы, обеспечивающие отдых и
восстановление здоровья и трудоспособности человека.
- эстетические ресурсы - сочетание природных факторов,
положительно воздействующих на духовные богатства людей: пейзажи,
уединенные места, заповедники и др.
Нужно всегда помнить об ограниченности природных ресурсов.
Охрана ресурсов заключается в рациональном использовании,
управлении и защите с тем, чтобы их хватило как настоящим, так и будущим
поколениям. В случае хищнического использования природных ресурсов,
когда восстановление не успевает за потреблением, окружающая среда
деградирует, что неизбежно ведет к экологическому кризису, одной из
составляющих которого является загрязнение окружающей среды.
8
Загрязнение окружающей среды
Любые изменения воздуха, воды, почвы или пищевых продуктов,
оказывающих нежелательное воздействие на здоровье и выживаемость
человека и других организмов, ведут к загрязнению окружающей среды.
Различают естественные и искусственные причины загрязнения окружающей
среды.
Естественные причины загрязнения окружающей среды возникают и
протекают самопроизвольно без участия человека. К таким изменениям
природа приспосабливается и, будучи предоставленная самой себе, устраняет
загрязнения естественным путем.
Вот несколько примеров:
- сильные дожди могут смыть плохо укрепленную почву и замутнить
реки; но если климатические условия таковы, что дожди выпадают
периодически, то почва успевает восстанавливаться и поддерживать
растительность, достаточную для укрепления почвы и предотвращения
смывания ее в реки;
- время от времени в природе происходят катастрофические явления сильные землетрясения, наводнения, извержения вулканов, оказывающие
существенное влияние на окружающую среду. Классическим примером
является извержение вулкана Каракатау в 1932 г., который выбросил в
атмосферу 16 км3 расплавленной лавы, камней, грязи и пыли, загрязнив все
близлежащие плодородные почвы. Подсчитано, что в результате одной лишь
вулканической деятельности температура земной поверхности может
понизиться настолько, что это приведет к возникновению ледниковых
периодов, имевших место в недавнем геологическом прошлом;
- естественные процессы утечки горючих ископаемых из залежей и их
биологическая активность приводят к гораздо большему загрязнению
окружающей среды углеводородами, чем это способны сделать
автомобильные выхлопные газы или случайно пролитая нефть. Но окисление
и метаболизм углеводородов осуществляется в результате естественно
протекающих процессов и типичные проблемы загрязнения возникают
только в тех случаях, когда локальное повышение концентрации отходов в
плотно населенных районах превышает возможности их переработки, или
когда на нескольких квадратных километрах поверхности океана разливается
нефть;
- в природных условиях может происходить самопроизвольное
образование различных оксидов азота, например, при грозовых разрядах:
N2+O2=2NO
2NO+O2=2NO2
9
NO2 растворяется в воде и дает две кислоты:
2NO2+H2O=HNO2+HNO3
Эти кислоты являются вредными примесями в воздухе, входя в состав
кислотных дождей. В естественных условиях кислоты нейтрализуются
солями, содержащимися в почве, например, CaCO3:
CaCO3+2HNO3= Ca(NO3)2+H2O+CO2
Искусственные причины загрязнения окружающей среды связаны с
жизнедеятельностью человека, с добычей и переработкой различных
природных ресурсов.
К важнейшим искусственным причинам загрязнения окружающей
среды относятся:
- разработка месторождений полезных ископаемых (уголь, нефть,
руда, газ и др.);
- строительство плотин на реках;
- истощение почвы в результате распашки и выращивания культурных
растений;
- бурный рост городов и их перенаселение;
- производство и потребление энергии связано с загрязнением
окружающей среды побочными продуктами сгорания топлива (СО 2, NO,
NO2, SO2, SO3, H2SO4 и др.), и частичным рассеянием энергии в форме тепла.
Строительство и эксплуатация атомных электростанций не решает
энергетическую проблему, в то время как любая авария чревата серьезными
радиоактивными загрязнениями значительных территорий (Чернобыльская
катастрофа и ее последствия) и параллельно здесь встает проблема
«захоронения» радиоактивных отходов. Актуальной является задача поиска
новых источников энергии;
- серьезную опасность представляют выбросы промышленных
предприятий химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной,
текстильной и др. Например, при производстве 100 т стали в воздух
выбрасывается 40 т пыли, 30 т SО2, 50 т СО2;
- загрязнение окружающей среды связано с работой автомобильного
транспорта. Автомобиль потребляет значительное количество кислорода
воздуха, а его выхлопные газы содержат вредные примеси (СО, СО2, NO и
NO2, соли свинца, различные углеводороды, альдегиды и прочие). Особенно
опасны выбросы соединений свинца, которые отравляют ткани организма и
обладают аккумулятивным действием. Вот почему нельзя собирать и
10
использовать в пищу растения и различные плоды, растущие вдоль улиц
городов и автотрасс.
Загрязнение окружающей среды является одной из составляющих
экологического кризиса - такого критического состояния окружающей среды,
которое угрожает существованию человека и отражает несоответствие
развития производительных сил и производственных отношений. Во второй
половины ХХ в. взаимоотношения человека и природы стали очень
напряженными: население планеты увеличивается, растут промышленные
гиганты, по дорогам, густой сетью опутавшими планету, мчатся миллионы
автомобилей, в воздухе летают скоростные лайнеры, истощаются запасы
ископаемых ресурсов, теряют плодородие почвы, вырубаются леса,
загрязняются водоемы, исчезает множество видов растений и животных,
увеличиваются радиационные загрязнения.
Задача экологии - помочь людям восстановить пошатнувшееся
равновесие, подумать о своем будущем и постараться сделать так, чтобы оно
было, а для того, чтобы оно действительно было, прежде всего нужно
пересмотреть наше отношение к природе, ко всему, что нас окружает,
воспитать в себе новое, экологическое мировоззрение. Здесь уместно
привести высказывание американского эколога Линтона К. Колдуэлла
«Экологический кризис есть внешнее проявление кризиса ума и духа. Не
может быть большего заблуждения, чем трактовать его только как угрозу
дикой природе и загрязнение. Это частности, наиболее же важным является
то, что кризис касается нас самих и ставит вопрос о том, что мы должны
изменить в самих себе, чтобы выжить».
Экология должна указать человечеству путь к обществу устойчивого
развития, в котором природопользование рационально: ресурсы не
истощаются, среда не загрязняется и процветание нынешнего поколения не
лишает потомков возможности нормальной жизни.
Экологические «законы» Барри Коммонера
Б.Коммонер в начале 70-х годов сформулировал четыре социальноэкологических «закона», которые скорее являются афоризмами, чем строго
сформулированными положениями: 1) все связано со всем, 2) все должно
куда-то деваться, 3) природа «знает» лучше и 4) ничто не дается даром.
Первый закон является общедиалектическим, основанным на законе
внутреннего динамического равновесия системы. Он призван предостеречь
человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, т.к.
это может привести к непредвиденным последствиям.
Второй закон вытекает из фундаментальных законов сохранения, это
закон о хозяйственной деятельности человека, в результате которой
11
извлеченные из земли огромные количества веществ, преобразовываются в
новые соединения и накапливаются в тех местах, где по сути дела их не
должно быть. Отходы, конечно, неизбежны, но нужно думать об уменьшении
их количества и о их утилизации или последующем захоронении.
Суть третьего закона состоит в том, что пока мы не имеем абсолютно
достоверной информации о механизмах и функциях природы, то подобно
человеку, незнакомому с устройством часов, но желающему их починить,
легко вредим природным системам, пытаясь их «улучшить». Он призывает к
предельной осторожности, поскольку без точного знания последствий
преобразования природы недопустимы никакие ее «улучшения».
Согласно четвертому закону Б.Коммонера «глобальная экосистема
представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть
выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего
улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно
быть возвращено».
Нашу голубую планету часто сравнивают с гигантским космическим
кораблем, летящим по просторам Вселенной, а человечество - его экипажем,
но все мы должны осознать, что у нашего корабля нет аварийного выхода.
Поэтому нужно постоянно думать, как сделать наши города чистыми,
зелеными, красивыми, как защитить окружающую среду от загрязнения, как
спасти наши родники, реки и водоемы, растительный и животный мир от
гибели.
На сегодня предлагается следующая стратегия выживания
человечества:
1. Ресурсосбережение;
2. Энергосбережение;
3. Уменьшение загрязнения окружающей среды;
4. Отказ от потребительского подхода;
5. Регулирование численности населения.
Эти насущие проблемы мы и рассмотрим при изучении курса «Экологии».
Тесты для самоконтроля
I. Термин экология впервые был предложен…
1. В.И.Вернадским; 2. Э. Геккелем; 3. В. Ламарком;
4. К. Линнеем;
5. Ч. Дарвиным.
II. Экология сегодня – это…
1. Раздел биологии, изучающий взаимоотношения организмов между собой и окружающей средой;
2. Комплексная социально-естественная наука;
3. Наука об охране окружающей среды;
12
4. Учение об экосистемах;
5. Учение о рациональном природопользовании.
III. Экосистемой называют…
1. Совокупность живых организмов;
2. Совокупность живых организмов на территории любой размерности;
3. Совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой осуществляется круговорот веществ;
4. Совокупность организмов.
IV. Социальная экология изучает…
1. Систему «Природа-общество»;
2. Влияние деятельности человека на состояние окружающей среды;
3. Загрязнение окружающей среды;
4. Перспективы развития человеческого общества.
V. К невозобновимым природным ресурсам относится…
1. Плодородие почвы; 2. Залежи руды;
3. Фауна и флора суши; 4. Солнечная энергия.
2. Геологические сферы планеты Земля. Биосфера и ее
структура. Системы поддержания жизни на Земле
Классическое определение земных оболочек дал В.И.Вернадский:
«... Более или менее правильные концентрические слои, охватывающие всю
планету, меняющиеся с глубиной, в вертикальном разрезе планеты и
отличающиеся друг от друга характерными для каждой, только ей
свойственными особыми физическими, химическими и биологическими
свойствами». К ним относятся: литосфера, гидросфера, атмосфера и
биосфера.
Литосфера от слова «литос» - камень, твердая (каменная) оболочка
Земли. Она включает в себя земную кору и верхнюю часть мантии.
Толщина земной коры под океаном составляет от 3 до 7 км, а под
массивами суши достигает до 20 км. Толщина литосферы в разных участках
Земли колеблется от 50 до 400 км. Поверхность литосферы отличается
значительными неравномерностями, которые и определяют рельеф Земли.
Наиболее крупными формами рельефа являются океанические впадины
(обширные понижения, заполненные водой) и возвышающиеся массивы
суши, называемые материками или континентами (Евразия, Африка,
Австралия, Северная и Южная Америка, Антарктида).
13
Земная кора состоит из огромных, плотно прилегающих друг к другу
блоков (литосферные плиты), которые как бы впаяны в вещество мантии и
медленно перемещаются вместе с ней.
Гидросфера, от слова «хидор» - вода, водная оболочка земли,
представляющая совокупность всех вод земли - моря и океаны - мировой
океан, составляющий 71% поверхности земли; реки, озера, болота и пруды,
ледники и подземные льды, подземные воды, вода в атмосфере и в живых
организмах. Глубина океана, в среднем, составляет 4 км, а отдельные
впадины - до 11 км.
Атмосфера - от слова «атмос» - пар, воздушная, газообразная
оболочка Земли. Она простирается над поверхностью литосферы и
гидросферы и не имеет резкой верхней границы (до высоты 1000 км),
постепенно переходя в космическое пространство. Нижний слой атмосферы
(10-18 км) называют тропосферой (от слова «тропос» - поворот). Над
тропосферой простирается стратосфера. В стратосфере на высоте 20-30 км
расположен «озоновый слой», отражающий губительные для жизни
космические излучения и ультрафиолетовые излучения солнца. Выше
стратосферы расположены мезосфера и ионосфера (термосфера) - слой
разреженного газа из ионизированных молекул и атомов и, наконец,
экзосфера (внешняя оболочка).
Среди всех сфер Земли особое место занимает биосфера, или область
существования и функционирования живого вещества и само это вещество.
Эта область охватывает нижнюю часть атмосферу (до озонового слоя), всю
гидросферу и верхнюю часть литосферы (до глубины примерно 3 км).
Крайних пределов биосферы достигают лишь низшие организмы - бактерии.
Необходимыми условиями существования биосферы являются наличие
воды в жидком состоянии и лучистой энергии Солнца.
Ноосфера («ноо» - разум, «сфера разума») - новая геологическая
оболочка Земли, главный, определяющий фактор ее развития. Это понятие
было введено франц. математиком и философом Э.Леруа в 1927 г., развито в
работах П.Тейярда де Шардена и обосновано в работах российского ученого
В.И.Вернадского в 1944 году. Ноосфера рассматривается как высшая стадия
развития биосферы, связанная с возникновением в ней цивилизованного
общества. В.И.Вернадский развил представление о ноосфере, как о
качественно
новой
форме
организованности,
возникающей
при
взаимодействии природы и общества. В.И.Вернадский писал: «Ноосфера есть
новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек
становится крупной геологической силой. Он может и должен перестраивать
своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным
образом по сравнению с тем, что было раньше». При этом он также отмечает,
14
что человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее он не может, его
существование есть ее функция, которую он несет с собой всюду, неизбежно
изменяя ее. Сам В.И.Вернадский в конце жизни видел противоречивость
отдельных положений о ноосфере, которые и сейчас вызывают острые споры.
Например, известный эколог Ю.Одум считает, что несмотря на огромные
возможности и способности человеческого разума к управлению
природными процессами, тем не менее еще рано говорить о ноосфере, т.к.
человек не может предугадать все последствия своей деятельности, о чем
свидетельствует множество проблем, возникающих на нашей планете.
Одной из важных задач является умение предсказывать последствия
хозяйственной деятельности человека, научиться регулировать ее таким
образом, чтобы не разрушать природные сообщества, не истощать ресурсы
среды. Это позволит сохранить природу во всей ее красоте, многообразии и
величии, предотвратить угрозу существованию не только отдельных видов,
но и всей биосферы Земли.
Биосфера и ее структура
Биосфера - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю
совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая
находится в непрерывном обмене с этими организмами. Термин «биосфера»
ввел австрийский ученый Д.Зюсс в 1875 году, а современные представления
о биосфере разработал В.И.Вернадский. Он считал, что биосфера - «область
существования живого вещества».
По В.И.Вернадскому вещество биосферы состоит из семи
взаимодействующих частей, геологически не случайных:
1. Живое вещество. Представляет собой совокупность всех живых
организмов, населяющих планету Земля, выраженную в их элементарном
химическом составе, биомассе и энергии. Общая масса живого вещества
биосферы оценивается ~1012 т. и распределено оно неравномерно. В
гидросфере содержание живого вещества максимально на мелководных,
минимально - в глубинных акваториях, на суше наиболее значительна
биомасса тропических лесов; масса растений намного превышает массу
животных.
2. Биогенное вещество - вещество, созданное живым веществом
планеты (созданное жизнью); оно возникло в результате разложения остатков
организмов, но еще не полностью минерализовано (уголь, нефть, битумы,
известняки и др.). Горючие ископаемые являются мощным источником
энергии.
15
3. Косное вещество - неживое вещество, образованное процессами, в
которых живое вещество не принимало участия, например, изверженные и
глубинные горные породы.
4. Биокосное вещество - структура из живого и косного вещества,
которая создается одновременно косными процессами и живыми
организмами, например, кора выветривания, почвы и природные воды.
5. Радиактивное вещество - вещество, в состав которого входят
элементы, ядра атомов которых нестабильны: уран, радий, радон и др.
6. Рассеянные атомы - химические элементы, концентрация которых
в земной коре низка и которые присутствуют как примеси в минералах и
рудах (например, Ga, Rb, Tl и другие).
7. Вещество космического происхождения - метеориты, метеоритная
пыль, все вещество космического происхождения, скорее всего - абиогенно.
Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного
множества организмов, разнообразных форм и размеров (миллионы и
миллиарды особей разных видов живых существ).
Классификация живого вещества
Живое вещество биосферы делится на однородное и разнородное; по
значению в обновлении жизни - на репродуктивное и соматическое; по
способу питания - на автотрофное, гетеротрофное и миксотрофное.
Однородное живое вещество образовано биомассой вещества,
которое представлено особями одного вида или одного рода.
Разнородное состоит из особей разных видов, населяющих леса, степи
и любую другую экосистему.
Соматическое живое вещество - совокупность всех клеток организма,
кроме половых.
Репродуктивное вещество -вещество, благодаря которому жизнь в
биосфере постоянно воспроизводится.
Все разнообразие видов биосферы связано между собой через
питание.
Автотрофы
(самопитающаяся)
первичные
продуценты
органического вещества в биосфере
Гетеротрофы (питающаяся другими) - выполняют в экосистеме роль
консументов и редуцентов, а биомассу, которую они создают, называют
вторичной.
Существуют организмы и со смешенными типами питания миксотрофы.
Биологическое разнообразие обеспечивает устойчивость и эволюцию
биосферы, а по вине человека оно стремительно уменьшается.
16
Пищу, энергию, кислород, привилегированный ландшафт - все это
человек имеет благодаря биологическому разнообразию планеты. Однако,
именно он - человек, уничтожает биологическое разнообразие биосферы. К
середине следующего века биосфера, по всей вероятности, лишится 1/3, а
может быть и половины живущих сейчас видов. К биосфере относят, прежде
всего, те участки, где есть условия для выживания и размножения живых
существ - это поле существования жизни. К ним прилегают территории, в
которых живые существа страдают и лишь выживают, но не могут
размножаться - поле устойчивости жизни.
Поле существования жизни определяется:
1. Достаточным количеством кислорода, углекислого газа и жидкой
воды;
2. Благоприятной температурой;
3. Прожиточным минимумом минеральных веществ;
4. Оптимальным уровнем солености среды.
Системы поддержания жизни на Земле
Жизнь на земле зависит от двух фундаментальных процессов однонаправленного потока энергии, исходящей от Солнца и круговорота в
экосфере химических веществ, необходимых для поддержания жизни
организмов.
1. Солнце - источник энергии для жизни на Земле. Освещает и
обогревает Землю, используется в процессах фотосинтеза, обеспечивающих
жизнедеятельность растений и питающихся ими живых
организмов.
Солнечная энергия поддерживает круговорот важнейших химических
веществ и является движущей силой климатических и метеорологических
явлений. Солнечные лучи примерно за 2 минуты преодолевает расстояние в
150 миллионов километров до нашей планеты.
На какие же процессы расходуется лучистая энергия Солнца на
Земле?
Примерно 34% этой энергии отражается обратно в космос
поверхностью Земли, а также с помощью облаков, пыли и других веществ,
находящихся в атмосфере. Подавляющее большинство из оставшихся 66%
идет на нагревание атмосферы и суши, испарение и круговорот воды, и лишь
0,023% улавливается зелеными растениями и используется в процессе
фотосинтеза для образования органических веществ, которыми питаются
различные живые организмы. Большая часть лучистой энергии, достигающая
поверхности Земли, поступает в виде светового излучения и волн ближнего
инфракрасного спектра. Основная доля вредного ионизирующего излучения
солнца и ультрафиолетовая радиация поглощаются молекулами озона,
17
находящимися в стратосфере (озоновый слой) и отражаются магнитным
полем Земли. Без такой защиты жизнь на Земле была бы невозможна.
2. Биогеохимические круговороты
Количество неорганических веществ, из которых автотрофы создают
органические вещества в биосфере, конечно. Конечное количество вещества,
которое есть в биосфере, приобрело свойство бесконечности через
круговорот веществ.
Круговорот веществ - многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере, в том
числе, и в тех их частях, которые входят в биосферу планеты.
Элементы или их соединения, необходимые для жизнедеятельности
организмов, их роста и размножения называются питательными
веществами. Это:
- органические вещества (белки, жиры и углеводы),
- неорганические вещества (вода, СО2, минеральные соли).
Элементы, постоянно присутствующие в живых организмах и
выполняющие там определенные функции, называются биогенными
элементами. Часть из них требуется организмам в больших количествах и
входят в организмы в большом количестве - это макробиогенные элементы,
элементы, требующиеся в небольшом количестве и входящие в организмы в
небольших концентрациях, - микробиогенные элементы.
Макробиогенные элементы можно подразделить на: основные - C, H,
O, N, P, S и другие - Cа, Mg, Cl, Na, K...; к микробиогенным элементам
относятся: Fe, Co, I, F, Cu, Br, Se, Si, B и др.
Отсутствие или недостаток микробиогенных элементов ведет к
серьезным заболеваниям в живых организмах.
Большинство элементов на Земле находится в таком состоянии, что
они не могут прямо использоваться живыми организмами, но благодаря
круговороту происходит преобразование их в те формы, которые могут быть
использованы живыми организмами. Такой переход питательных элементов
из неживой природы, из запасов атмосферы, гидросферы и земной коры в
живые организмы и обратно в неживую среду происходит в результате
биогеохимического
круговорота.
Эти
круговороты
обусловлены
воздействием солнечной энергии. Наибольшее значение имеют круговороты
С, O, N, H, P, S и H2O. Таким образом, химические элементы в какой-то
момент - часть неживой природы, а в другой момент - часть живого
организма.
Различают два основных типа биогеохимических круговоротов:
круговорот газообразных веществ и осадочные циклы.
18
Круговорот газообразных веществ (С, O2, N2, H2, H2O и др.)
заключается в перемещении питательных элементов из атмосферы и
гидросферы в живые организмы и обратно; они быстротечны и длятся от
нескольких часов до нескольких дней.
Осадочные циклы включают движение питательных веществ между
земной корой (почва, горные породы), гидросферой и живыми организмами.
Элементы в этих циклах перемещаются значительно медленнее, чем в
газообразных циклах, и в ряде случаев период их обращения достигает
нескольких тысяч лет; в осадочных циклах участвует более 36 химических
элементов (P, S, Cа, Fe и др.).
Тесты для самоконтроля
I. Установите соответствие:
1. Атмосфера
а) водная оболочка Земли
2. Ноосфера
б) земная кора
3. Литосфера
в) воздушная оболочка Земли
4. Гидросфера
г) сфера разума
5. Биосфера
д) мировой океан
е) сфера жизни
ж) твердая (каменная) оболочка Земли
А) 1б, 2г, 4ж, 5б; Б) 1в, 4г, 5д, 3ж; В) 1в, 2г, 3ж, 4а, 5е;
Г) 1д, 2ж, 3а, 4б, 5а; Д) 1ж, 2г, 3е, 4а, 5б.
II. Биосфера – это:
1. Сообщество; 2. Глобальная экосистема; 3. Биотон;
4. Одна из геосфер Земли; 5. «Пленка жизни».
III. От опасных космических излучений биосфера защищена…
1. Озоновым экраном; 2. Атмосферой Земли; 3. Мировым океаном;
4. Магнитным полем Земли; 5. Экосферой.
IV. Устойчивость биосферы создает:
1. Круговорот веществ в биосфере; 2. Климатические условия;
3. Поток космической энергии; 4. Видовые разнообразие биосферы;
5. Мировой океан.
V. Установить соответствие:
1. Биогенное вещество
2. Живое вещество
3. Косное вещество
4. Биокосное вещество
5. Вещество космического происхождения
19
а) Совокупность живых организмов,
населяющих планету Земли
б) Вещество, созданное живым веществом планеты
в) Метеоириты, метеоритное тело
г) Неживое вещество
д) структура из живого и косного вещества, которая создается косными
процессами и живыми организмами.
е) вещество, содержащее
нестабильное ядро.
А) 1г, 5а, 2г, 4е, 3б; Б) 1б, 3г, 5в, 2а, 4д; В) 5а, 2б, 3д, 1г, 4в;
Г) 3б, 1а, 2в, 4е, 5д; Д) 2а, 1б, 3г, 4д, 5в.
3. Элементы экологических систем и их характеристика
Как уже отмечалось раньше, предметом экологии является изучение
взаимодействия пяти высших уровней организации живой материи:
1. Живые организмы;
2. Виды организмов;
3. Популяции организмов;
4. Сообщества или биоценозы;
5. Экосистемы.
Рассмотрим каждый уровень.
1. Живые организмы - это любая форма жизнедеятельности. Организм
(особь, индивид) - любое живое тело, живое существо, реальный носитель
жизни, который характеризуется всеми ее свойствами и происходит от
одного зачатка: семени, споры, оплодотворенной яйцеклетки и т.п.
Классификация живых организмов
Выделяют две большие систематические группы организмов прокариоты (доядерные) и эукариоты (полноядерные).
Прокариоты
(их приблизительно 5000 видов)
- самое
низкоорганизованное звено - организмы, не обладающие оформленным
клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная
информация реализуется и передается через ДНК; типичный половой
процесс отсутствует. К ним относятся бактерии, в том числе цианобактерии
(сине-зеленые водоросли).
Эукариоты - организмы (все, кроме бактерий и сине-зеленых
водорослей), обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным
ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический
материал заключен в хромосомах; характерен половой процесс.
Мир растений, животных и грибов отличается многообразием форм,
масс и размеров; например, размеры растений варьируют от
микроскопических одноклеточных растений - фитопланктона, до самых
больших деревьев - секвойя вечнозеленая, достигающая высоты 110-112 м и
20
имеющая диаметр 6-10 м; размеры животных изменяются от мельчайшего
плавающего зоопланктона до размеров слона или голубого кита с массой от
30 до 1500 кг. Самой большой на нашей планете живой организм ученые
нашли в восточной части американского штата Орегоны в национальном
парке Мальхер. Гигантский гриб Armillaria ostoyal, в просторечии «медовый
гриб», занял примерно 900 гектаров. На такой площади можно разместить
1220 футбольных полей. Грибу-гиганту, по оценки ученых, около 2400 лет,
но не исключено, что он может быть и в 2-3 раза старше. Этот гриб живет в
земле и очень медленно распространяется по корням от дерева к дереву или
прорастает через почву похожими на шнурки отростками. Его можно увидеть
осенью в лесу в виде скоплений золотистого цвета грибов, но это лишь
крохотные верхушки огромного айсберга, расположившегося под землей.
2. Вид - группа живых организмов, обладающих общими
морфологическими признаками, свободно скрещивающихся между собой,
имеющих общее происхождение и единый генофонд.
В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн.
животных и 0,5 млн. растений, но полагают, что число видов Земли в 2-3 раза
больше, чем описано. Виды отличаются друг от друга многими признаками
или критериями - морфологическим, физиологическим, генетическим,
географическим, экологическим.
Морфологический - базируется на сходстве внешнего и внутреннего
строения особей одного вида. Но особи в пределах вида иногда настолько
изменчивы, что только по морфологическому критерию не всегда удается
определить вид.
Генетический - это характерный для каждого вида набор хромосом,
строго определенное их число, размеры и форма. Он является главным
видовым признаком. Особи разных видов имеют разные наборы хромосом и
поэтому не могут скрещиваться.
Физиологический - определяется по сходству всех процессов
жизнедеятельности у особей одного вида, прежде всего по сходству способа
размножения.
Географический - это определенный ареал (территория или
акватория), занимаемый видом в природе. Он может быть большим или
маленьким, прерывистым или сплошным. Есть виды распространенные
повсеместно и нередко в связи с деятельностью человека (виды сорных
растений, насекомые - вредители, мухи, тараканы и др.).
Экологический - это совокупность факторов внешней среды, в которой
существует вид.
21
В процессе эволюции у каждого вида сформировались
приспособления к определенной среде обитания, поэтому виды состоят из
популяций.
3. Популяция - группа организмов одного вида, обитающих на одной
территории или акватории. Например, все окуни, живущие в конкретном
пруду.
Популяция - динамическая группа организмов, адаптированная к
изменениям условий окружающей среды путем изменения возрастных групп
и генетического состава. Популяции обладают многими признаками, которые
характеризуют группу как целое, а не отдельные особи в группе. Основными
характеристиками
популяции
являются:
численность,
плотность,
рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в
пределах территории, тип роста и др.
Свойствами популяций занимается популяционная экология.
4. Сообщество (биоценоз) - взаимосвязанная совокупность живых
организмов (микроорганизмов, грибов, растений и животных), населяющих
более или менее однородный участок суши или водоема и приспособленная к
условиям окружающей их среды. Например: биоценоз озера, соснового леса,
болота, гниющего дерева и т.д. Сообщество может состоять из сотен и тысяч
разных видов и представляет собой определенное экологическое единство.
Сообщества изучает экология сообществ. Экология сообществ и
популяционная экология объединяются под общим названием - синэкология
(греч. син - вместе).
5. Экосистема - это структурная единица биосферы,
представляющая собой совокупность живых организмов и среды их
обитания, объединенных вещественно-энергетическими взаимодействиями.
Биотоп или экотоп - относительно однородное по абиотическим
факторам среды пространство в пределах водной, наземной или подземной
части биосферы, занятое определенным биоценозом (например, пруд, озеро,
гнилое дерево).
Экосистемы являются термодинамически открытыми системами, т.е.
они обмениваются с окружающей их средой и веществом, и энергией.
Классификация экосистем.
По размерам различают:
- микроэкосистемы: например, ствол гниющего дерева, небольшой
водоем, труп животного с населяющими его организмами, аквариум, лужицы
или даже капля воды, если в ней есть живые организмы;
- мезоэкосистемы - лес, пруд, озеро, река, водосбор или его часть;
- макроэкосистема - океан, континент, природная зона;
- глобальная экосистема - биосфера Земли.
22
Образное
определение
экосистемы
дал
писатель-фантаст
И.Г.Ефремов: «Экосистема- это любое природное образование от кочки до
оболочки».
Любой организм способен развиваться только в экосистеме, а не
изолированно. Более мелкие и простые экосистемы входят в более крупные и
сложные и все вместе составляют биосферу, которая сама является
глобальной экосистемой. Близким по содержанию и смыслу к экосистеме
является термин «биогеоценоз», предложенный российским ученым
В.Н.Сукачевым в 1942 г.
Биогеоценоз - наземная экосистема, объединяющая на основе обмена
веществ, энергии и информации сообщество живых организмов (биоценоз) с
пространственной совокупностью абиотических условий (биотопом).
Понятие «биогеоценоз» обычно применяют только к сухопутным природным
системам, где обязательно в качестве основного звена присутствуют растения
- фитоценоз.
Для водной среды учение о биогеоценозе не было разработано, т.к.
экосистемы водной среды не столь точно определены по пространственным
границам и в них в большей мере разомкнуты обменные круговороты
веществ, однако идея биогеоценоза сохраняет свое значение и для водной
среды.
Понятие «экосистема» является более общим по сравнению с
биогеоценозом. Их соотношение может быть представлено так: биогеоценоз это экосистема в границах фитоценоза. Биогеоценоз всегда связан с
определенными частями земной поверхности, а экосистема - любая система
живых и неживых компонентов - это и космический корабль, и труп
животного, и ствол гниющего дерева. Иными словами, каждый биогеоценоз
(участок луга, степи и т.д.) можно назвать экосистемой, но не каждая
экосистема может быть отнесена к рангу биогеоценоза. В настоящее время
термин «экосистема» и «биогеоценоз» часто рассматриваются как синонимы.
Экосистемы классифицируются, также, на естественные (природные)
и искусственные.
Естественные экосистемы - это системы, в которых процессы
протекают без прямого участия человека. К ним относятся леса, степи,
пустыни и др., называемые наземными экосистемами или биомами.
Основные различия между этими экосистемами в разных регионах мира
определяются разными соотношениями средних температур испарения.
Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами - пруды,
озера, река. Главные показатели различия этих экосистем - количество
растворенных питательных веществ в воде (соленость), глубина
проникновения солнечных лучей, средняя температура воды.
23
ЭКОСИСТЕМА
Биоценоз
Биотоп
Атмосфера
Растения
(фитоценоз)
Гидросфера
Микроорганизмы
(микробиоценоз)
Литосфера, почва
Животные
(зооценоз)
Грибы
Нооценоз
Средства труда
Общество
Продукты труда
НООБИОГЕОЦЕНОЗ (СОЦИОЭКОСИСТЕМА)
Рис. 1. Схема нообиогеоценоза (социоэкосистемы)
Как большие, так и малые экосистемы обычно не имеют четких
границ. Переходная зона между двумя смежными экосистемами называется
экотоном.
Искусственные
экосистемы
(нообиогеоценозы,
или
социоэкосистемы) - это совокупность организмов, живущих в созданных
человеком условиях.
Нообиогеоценоз, в отличие от экосистемы, включает в себя
дополнительное равноправное сообщество, называемое нооценозом.
Нооценоз - это часть искусственной экосистемы, включающая в себя
средства труда, общество и продукты труда.
Тесты для самоконтроля
I. Морфологический критерий любого вида составляет…
1. Конкретное местообитание каждого вида;
2. Определенный набор хромосом;
3. Сходство внешнего и внутреннего строения особей;
4. Сходство в строении и составе белков особей одного вида;
5. Сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида.
II. Биоценоз – это…
1. Группа организмов, обитающих на одной территории;
24
2. Взаимосвязанная совокупность живых организмов, населяющих однородный участок суши или водоема и приспособленных к условиям окружающей среды;
3. Группа организмов, обладающих общими морфологическими признаками;
4. Группа деревьев, произрастающих в одном лесу.
III. Биотоп (экотоп) – это…
1. Участок водоема или суши, занятый определенным биоценозом и имеющий однотипные абиотические факторы;
2. Аквариум;
3. Биотический фактор экосистемы;
4. Абиотическая среда обитания биоценоза.
IV. Экосистема – это…
1. Биотоп + биоценоз;
2. Совокупность живых организмов на территории любой протяженности;
3. Любая совокупность взаимодействующих живых организмов и среды их обитания;
4. Сообщество живых организмов.
V. В настоящее время в биосфере описано:
1. Более 500 тыс. видов; 2. 1 млн. видов;
3. Около 5 млн. видов;
4. Около 2 млн. видов.
4. Экологические компоненты (факторы) экосистем.
Трофические уровни. Экологические пирамиды
4.1. Экологические факторы
Экологический фактор - это любой компонент окружающей среды,
воздействующий на живой организм, который, в свою очередь, отвечает на
эти воздействия приспособительными реакциями. По природе источников и
характеру действия экологические факторы подразделяются на абиотические,
биотические и антропогенные.
Абиотические - свет, температура, влажность, давление и другие
климатические и геофизические факторы; природа среды (воздушная, водная,
почвенная); химический состав среды; физические поля (гравитационное,
магнитное, электромагнитное), ионизирующая и проникающая радиация,
акустические колебания, волны, ветер, течения, приливы и отливы, суточные
и сезонные изменения в природе.
Биотические факторы - это совокупность прямых или
опосредованных взаимодействий организмов в среде обитания. Прямые
взаимодействия заключаются, в основном, в непосредственных связях по
25
линии трофики (питания): животные получают энергию для своей
жизнедеятельности, поедая растения или других животных. В свою очередь,
поедаемые животные (жертвы) служат источником энергии для хищников.
Взаимодействия в системах жертва-хищник или хозяин-паразит в итоге
обеспечивают естественный отбор и выживание наиболее приспособленных,
определяют
динамику
численности
популяций.
Опосредованные
взаимодействия заключаются в том, что одни организмы являются
средообразователями по отношению к другим. Например, в условиях леса
обитают специфические лесные животные, травянистые растения, мхи и др.
Ковыльные степи представляют совершенно иные режимы абиотических
факторов. В водоемах и водотоках растения - основной источник такого
важнейшего абиотического компонента среды, как кислород.
Все живые организмы по способу питания подразделяют на две
группы:
- автотрофы (от греч. слова «аута» - сам и «трофос» - питание),
- гетеротрофы (от греч. слова «гетерос» - другой).
1. Автотрофы - «самопитающиеся» или продуценты - производители,
организмы, которые из неорганических веществ синтезируют органические.
По источнику энергии они делятся на две группы:
- фотоавтотрофы - для синтеза органических веществ используют
солнечную энергию. Это зеленые растения, имеющие хлорофилл (и другие
пигменты) и усваивающие солнечный свет. Процесс, при котором
происходит его усвоение, называется фотосинтезом;
- хемоавтотрофы - для синтеза органических веществ используют
химическую энергию. Это серобактерии и железобактерии, получающие
энергию при окислении соединений серы и железа. Хемоавтотрофы играют
значительную роль только в экосистемах подземных вод. Их роль в наземных
экосистемах сравнительно невелика.
Только продуценты способны сами производить для себя пищу; их
деятельность определяет исходное накопление органических веществ в
биоценозе.
2. Гетеротрофы - организмы, использующие энергию и углерод
органических веществ, которые синтезированы продуцентами. К
гетеротрофам относятся - консументы и редуценты.
Консументы (от лат.слова «консумо» - потребляю») - организмы,
питающиющиеся живым органическим веществом (травоядные, хищники,
паразиты, симбиотрофы) или детритом (детритофаги).
Детрит - мертвое органическое вещество, которое может сохраняться
долго (торф, гумус) или быстро разрушается (опавшие листья, труп
животного). В разрушении детрита участвуют детритофаги и редуценты.
26
Существует несколько групп консументов - фитофаги, зоофаги и
паразиты.
Фитофаги (растительноядные), консументы 1-го порядка. К ним
относятся питающиеся живыми растениями животные - от самых маленьких
(тля и кузнечики) до гигантов (слоны), а так же коровы, лошади, овцы,
кролики, бобры и др., некоторые рыбы (белый амур).
Зоофаги (хищники, плотоядные) - хищные организмы, питающиеся
животными. Это и мелкие животные, питающиеся амебами, червями,
рачками и крупные (волк), и растения-хищники (росянка, пузырчатки),
использующие в пищу насекомых.
Консументы 2-го порядка питаются исключительно растительноядными животными, а консументы 3-его порядка - плотоядными животными.
Паразиты - консументы 4-ого порядка. Это разные животные (черви,
насекомые, клещи), грибы, бактерии, вирусы, реже - растения (заразиха,
повилика, омела и др.), которые живут за счет организма хозяина. Хозяином
могут быть растения или животные, включая человека. Паразит обычно не
убивает хозяина, как хищник жертву, а поселяется на нем (или внутри его), и
долго использует для питания. Паразиты снижают продолжительность жизни
хозяина, его упитанность и плодовитость.
Симбиотрофы - микроорганизмы (бактерии и грибы), питающиеся
корневыми выделениями растений. Симбиотрофы очень важны для жизни
экосистем. Нити грибов, опутывающие корни растений, помогают
всасыванию воды и минеральных веществ. Бактерии-симбиотрофы
усваивают газообразный азот из атмосферы и связывают его в доступные
растениям соединения (аммиак, нитраты), например, клубеньковые бактерии.
Этот азот называется биологическим.
К симбиотрофам относятся также микроорганизмы (бактерии,
одноклеточные животные), которые обитают в пищеварительном тракте
животных - фитофагов и помогают им переваривать пищу. Такие животные,
как коровы, без помощи симбиотрофов не способны переваривать поедаемую
траву.
Детритофаги - организмы, питающиеся детритом - многоножки,
дождевые черви, жуки-навозники, раки, крабы, шакалы, грифы и многие
другие.
Эврифаги (всеядные) - организмы со смешанным типом питания, т.е.
питающиеся как растениями, так и животными и даже детритом - медведь,
лиса, свинья, крыса, курица, ворона, тараканы. Эврифагом является и
человек.
27
Деятельность
консументов
способствует
превращениям
и
перемещениям органических веществ в биоценозах, частичной их
минерализации, а также расщеплению энергии, накопленной продуцентами.
Редуценты (восстановители) или деструкторы - микроорганизмы,
разрушающие органическое вещество до неорганического, которое
возвращается в естественный круговорот. Основными редуцентами являются
бактерии и грибы.
Почва
В экосистеме есть один фактор, который нельзя отнести ни к
собственно живым его компонентам, ни к мертвым условиям среды. Это
почва - верхний слой суши, преобразованный деятельностью живых
организмов. Толщина почвы в разных районах Земли составляет от
нескольких см до 100 м (Украина). Главное вещество почвы - гумус, который
по своей природе является детритом. Он состоит из фенолов и органических
кислот темной окраски, образующихся в результате процесса разложения
(гумификации) органических веществ корневых остатков растений и
почвенных животных. На долю гумуса приходится до 98% всего
органического вещества почвы.
Одновременно с процессом гумификации органического вещества
происходит
процесс
минерализации
гумуса.
Под
действием
микроорганизмов, входящих в его состав, сложные органические соединения
разрушаются до форм, доступных растениям. В естественных почвах между
процессами гумификации и минерализации существует равновесие, т.е.
гумуса образуется столько, сколько его разрушается.
Все почвы различаются составом питательных веществ, реакцией
почвенного раствора, физическими свойствами, режимом увлажнения, но при
этом во всех почвах жизнь буквально кипит - корни растений, опутанные
грибницей, поглощают влагу и растворенные в ней питательные вещества;
бактерии - азотфиксаторы усваивают атмосферный азот; огромнейшая армия
почвенных животных кормится за счет живых и особенно мертвых корней,
ест друг друга; микроорганизмы разлагают органическую массу до простых
органических и минеральных соединений, возвращая их в почвенный
раствор. Вот некоторые примеры: в почве сосредоточена основная биомасса
животных (95-99%). При этом почвенная животная биомасса формируется не
за счет крупных организмов, которые живут в норах (кроты, суслики,
полевые мыши), а, в основном, за счет различных червей, насекомых, клещей
и других низших животных из числа детритофагов. На 1 см3 почвы в лесах
умеренной зоны России можно обнаружить около 1000 видов животных, при
этом численность нематов и простейших может превысить 10 млн,
28
ногохвосток и почвенных клещей - 100 тыс., других беспозвоночных - 50
тыс.
Все организмы, пользующиеся одним типом пищи, принадлежат к
одному трофическому уровню. Все продуценты относятся к первому
трофическому уровню, все первичные консументы, питающиеся
продуцентами, ко второму трофическому уровню, и т.д.
Таблица 1
Представители разных трофических групп некоторых экосистем
Трофические
группы (уровни)
Лес
Продуценты
Ель, береза,
сосна и др.
Консументыфитофаги
Лось, заяц,
белка
Консументызоофаги
Волк, лисица,
хорек
Жук-мертвец,
дождевой
червь
Консументыдетритофаги
Водоем
С/х угодья
Ряска, кувшинка, водоросли
Ондатра, толстолобик, дафния
Чайка, окунь,
щука, сом.
Пшеница, рожь, картофель
Корова, овца, мышь,
тля, долгоносик, человек
Скворец, божья коровка, человек
Мотыль
Личинки жуков, мух,
дождевых червей
Органические вещества, созданные автотрофами, служат пищей и
источником энергии для гетеротрофов: консументы-фитофаги поедают
растения, хищники-фитофаги, хищники 3-его порядка - хищников 2-ого
порядка и т.д. (табл. 1).
4.2. Трофические уровни. Пищевые цепи и пищевые сети
Организмы разных трофических групп (уровней), связанные в
процессе питания и передачи энергии от зеленых растений к фитофагам и
хищникам, образуют пищевые цепи.
Пищевые цепи - последовательность организмов разных трофических
уровней, в которых каждое предыдущее звено служит пищей для
последующего; это основной канал переноса вещества и энергии в
сообществе.
Примеры цепей питания: фитопланктон - зоопланктон - кит; трава корова - человек; трава - заяц -лиса.
Существуют два типа цепей передачи энергии - через живое
органическое вещество (продуцент-консумент) и детритные пищевые цепи с
участием детритофагов.
В функционирующей природной экосистеме не существует отходов.
Все организмы, живые и мертвые, потенциально являются пищей для других
29
организмов; например, гусеница ест листву, дрозд съедает гусеницу, ястреб
способен съесть дрозда. Когда растения, гусеница, дрозд, ястреб погибают,
они, в свою очередь, перерабатываются редуцентами. Таким образом, пищевые цепи - это путь однонаправленного потока солнечной энергии, поглощенной фотоавтотрофами через живые организмы экосистемы и возвращаемой в окружающую среду в виде неэффективной тепловой энергии, а также
движение питательных веществ от продуцентов к консументам, затем к редуцентам и обратно к продуцентам (биологический круговорот веществ)
(см. рис.2).
Приведенные выше примеры упрощают действительную картину, так
как одно и то же растение может быть съедено разными травоядными
животными, а они, в свою очередь, стать жертвами разных хищников. Лист
растения могут съесть гусеница и слизень, гусеница может стать жертвой
жука или насекомоядной птицы, которая может склевать и жука. Поэтому в
реальной природе складываются не пищевые цепи, а пищевые сети (сложная
сеть многих, связанных между собой, пищевых цепей).
В экосистеме складываются два типа связанных пищевых сетей:
пастбищная и детритная. В пастбищной пищевой сети живые растения
поедаются фитофагами, а сами фитофаги являются пищей для хищников и
паразитов. В детритной пищевой сети отходы жизнедеятельности
организмов разлагаются детритофагами и редуцентами до простых
неорганических соединений, которые вновь используются растениями.
Солнце
Продуценты
Рис.2 .Схема переноса вещества (сплошная линия)
и энергии (пунктирная линия) в природных
экосистемах
Консументыфитофаги
Минеральные
вещества: СО2,
Н2О
Консументызоофаги
Редуценты
30
4.3. Биологическая продуктивность и биомасса экосистемы
Экосистемы производят различные органические вещества. Используя
солнечную энергию, СО2 и элементы минерального питания, экосистемы
производят биологическую продукцию - древесину, листовую массу
растений, плоды, животную биомассу. Производительность экосистемы
измеряется массой органического вещества, созданного за единицу времени
на единице площади и называется биологической продуктивностью.
Единицы измерения продуктивности г/м2 в день; кг/м2 в год; т/км2 в год.
Различают первичную биологическую продукцию, которую создают растения в
процессе фотосинтеза и вторичную биологическую продукцию, которую
создают гетеротрофы (консументы и редуценты) в результате переработки
растительной и животной биомассы. Первичную продукцию подразделяют
на валовую - общая масса созданного органического вещества и чистую - то,
что остается после расходов на дыхание и корневые выделения и составляет
примерно половину валовой.
При переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от
растений к фитофагам, от фитофагов к хищникам) с экскрементами и
затратами на дыхание теряется примерно 90% энергии. Кроме того, фитофаги
съедают только около 10% биомассы растений, остальная часть пополняет
запасы детрита и затем разрушается редуцентами. Поэтому вторичная
биологическая продукция в 20-50 раз меньше, чем первичная.
По продуктивности экосистемы разделяют на четыре класса:
1. Экосистемы с очень высокой биологической продуктивностью - свыше
2 кг/м2 в год.
2. Экосистемы высокой биологической продуктивности 1-2 кг/м2 в год.
3. Экосистемы с умеренной биологической продуктивностью 0,25-1 кг/м2 в
год.
4. Экосистемы низкой биологической продуктивности >0,25 кг/м2 в год
Средняя продуктивность экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м 2 в
год, т.к. на планете преобладают низкопродуктивные экосистемы (пустыни и
океаны). Биологическая продуктивность экосистемы отличается от запаса
биомассы.
Биомасса - масса живого вещества тех или иных организмов
(популяций, видов, групп видов, сообществ в целом), выраженных в
единицах массы или энергии и приходящихся на единицу площади или
объема какого-либо биотопа вплоть до экосферы планеты. В единицах массы
этот термин относится к сырому или сухому состоянию живого вещества.
Биомассу растений называют фитомассой, животных - зоомассой. Биомасса
может быть как живой, так и мертвой (древесина, кора деревьев).
31
Некоторые организмы живут в экосистеме много лет (деревья,
крупные животные) и их биомасса переходит из года в год. Биомасса леса
велика за счет многолетних частей деревьев-стволов, веток, корней. Поэтому
ежегодный прирост биологической продукции - новые листья, молодые
веточки, корни и др. - в 30-40 раз меньше, чем запас биомассы. На лугу запас
биомассы значительно меньше. Он больше биологической продуктивности
только в 3-5 раза. В полях биологическая продуктивность и запас биомассы
практически равны.
В луговой экосистеме и в экосистеме поля длительность жизни
многочисленных почвенных беспозвоночных измеряется неделями и
месяцами. Их биологическая продуктивность либо равна запасу биомассы,
либо больше. Водоросли и мелкие беспозвоночные животные в водоемах
живут по несколько дней или недель, и поэтому за лето дают несколько
поколений. В каждый конкретный момент биомасса организмов в озере или
пруду меньше, чем их биологическая продукция за вегетационный сезон.
В некоторых водных экосистемах, за счет того, что рыбы живут по
несколько лет, а жизнь организмов фитопланктона непродолжительна, запас
биомассы животных может быть больше запаса биомассы растений.
Превышение биомассы животных над биомассой растений в морских
экосистемах является правилом.
4.4. Экологические пирамиды
В процессе питания в экосистеме осуществляется передача вещества и
энергии с одного трофического уровня на другой. Часть вещества и энергии
при этом теряется.
Редуценты
Соотношение
между
Консументы
продуцентами,
консументами
и
3-го порядка
редуцентами
в
естественных
экосистемах
Консументы
графически можно представить в виде
2-го порядка
Консументы
пирамиды (рис. 3). Это соотношение
1-го порядка
может быть выражено в единицах
Продуценты
биомассы (сырой или сухой массы) биомасс, числа особей Рис. 3. Общий вид экологической пирамиды пирамида
для наземных экосистем
пирамида
чисел
(или
пирамида
численности) или энергии, заключенной в особях - пирамида энергий. Звено
пищевой цепи составляет уровень экологической пирамиды. Трофический
уровень представляют в виде прямоугольника, длина или площадь которого
пропорциональны биомассе, числу особей или запасу энергии. Основанием
экологической пирамиды служит первый трофический уровень.
32
В наземных системах с повышением
трофического уровня запас биомассы
(числа
особей,
запас
энергии)
Змеи
уменьшается.
В
среднем
каждое
Лягушки
следующее звено в цепи питания содержит
вещества и энергии в 10 раз меньше, чем
Кузнечики
предыдущее звено (правило 10%). В
качестве примера можно представить
Травостой
экологическую
пирамиду
луговой
Рис. 4. Высота пирамиды соответствует
экосистемы
по
пищевой
цепи:
длине пищевой цепи
травостой  кузнечики  лягушки
хищные змеи  орел (рис. 4). В
Консументы
некоторых водных экосистемах запас
III
2-го порядка
биомассы увеличивается при переходе от
Консументы
II
продуцентов к консументам. Основной
1-го порядка
продуцент
в
этих
экосистемах
I Продуценты
фитопланктон. Одноклеточные водоросли,
преобладающие
в
нем, живут от
Рис. 5. Вид экологической пирамиды
нескольких
дней
до
нескольких
недель.
в водной экосистеме.
Организмы-потребители
планктона
и
последующих уровней живут дольше и накапливают большую биомассу - в
этом
случае
экологическая
пирамида
оказывается
обращенной,
«перевернутой», т.е. количественные показатели консументов выше, чем
продуцентов и редуцентов. Такая «перевернутая» пирамида (рис. 5) может
наблюдаться не во все сезоны года. Весной, в период массового развития
планктона («цветение» воды), его масса может быть выше биомассы
организмов второго и третьего трофических уровней. В ряде глубоководных
и подземных экосистем практически нет звена продуцентов - их продукция
поступает извне, от поверхностных экосистем.
Орел
4.5. Закономерности экологического взаимодействия организмов с окружающей средой
Для жизни и процветания каждого организма требуется набор
определенных абиотических и биотических факторов, конкретного качества
и в необходимом количестве. В процессе эволюции выработалась
способность организмов адаптироваться к количественным пределам
экологических факторов. Уменьшение или увеличение значения фактора за
эти пределы угнетает жизнедеятельность, а при достижении некоторого
минимального или максимального уровня наступает гибель (рис. 6).
33
жизнедеятельность
пессимум
оптимум
пессимум
оптимальные условия жизни
угнетение
жизни
угнетение
жизни
min
max
экологический фактор
Рис. 6 . Зависимость жизнедеятельности от интенсивности
экологического фактора
Диапазон фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности,
называется экологическим оптимумом. Значения фактора, лежащие в зоне
угнетения, называются экологическим пессимумом. Минимальное и
максимальное значения фактора, при которых наступает гибель, называются,
соответственно, экологическим минимумом и экологическим максимумом.
Лимитирующий (ограничивающий) фактор - это фактор,
сдерживающий развитие биологической системы из-за его недостатка или
избытка по сравнению с потребностями. Жизненность организма снижается
пропорционально фактору, величина которого стремится к минимуму. Эта
идея впервые была высказана в «законе минимума», открытого в 1840 г
немецким ученым, основателем агрохимии Ю.Либихом и который
формулируется сегодня следующим образом:
Развитие биосистемы может регулироваться одним или несколькими
компонентами среды, находящимися в недостатке, тогда как другие
ресурсы и условия могут присутствовать в избытке и не использоваться в
полной мере.
Однако «лимитирующим» может оказаться не только недостаток, но и
избыток таких, например, факторов, как тепло, свет, вода. Следовательно,
процветание организма ограничено зонами минимума и максимума
экологических факторов, между которыми расположена зона экологического
оптимума. Представление о лимитирующем влиянии максимума наравне с
минимумом сформулировано в 1913 г. американским ученым
В.Э.Шелфордом в законе толерантности, который в современной
формулировке гласит:
Лимитирующим фактором процветания биосистемы может быть
как минимум, так и максимум экологического фактора; диапазон между
минимумом и максимумом определяет величину толерантности
биосистемы к данному фактору.
34
По отношению к любому фактору биосистема обладает определенным
диапазоном толерантности (выносливости, устойчивости). Если количественное значение хотя бы одного из факторов выходит за пределы диапазона выносливости, то существование вида становится невозможным, как бы
ни были благоприятны другие условия. Пренебрежение законом толерантности ведет к двойным потерям - экономическим и экологическим. Модель толерантности имеет вид купола. Его центральная часть отвечает оптимальному значению экологического фактора, при котором условия существования
организма наилучшие - зона оптимума. Края купола отвечают или слишком
низкой напряженности экологического фактора, или слишком высокой, при
которых условия существования организмов наихудшие - зона пессимума
(рис. 7).
Активность (рост)
III
Опт
I
Опт
II
Опт
Min
Max
Min
Max
Температура
Рис.7. Купола толерантности организмов, способных переносить разные
отклонения температуры: I. Холодолюбивые организмы, обитающие в
узком интервале низких температур. II. Организмы, обитающие в широком интервале температур. III. Теплолюбивые, обитающие в узком интервале высоких температур.
Свойство организма адаптироваться к существованию в том или ином
диапазоне
экологического
фактора
называется
экологической
пластичностью. Чем шире диапазон экологического фактора, в пределах
которого организм может жить, тем больше его экологическая пластичность.
По степени пластичности выделяют два вида организмов - стенобионтные и
эврибионтные.
Стенобионтные, или узкоприспособленные виды, могут существовать
лишь при небольших отклонениях фактора от оптимального значения.
Например, почти все растения влажных тропических лесов, некоторые виды
арктических рыб (живут в диапазоне температур от -2 0С до +2 0С).
35
Эврибионтными,
или
широкоприспособленными
называются
организмы, выдерживающие большую амплитуду колебаний экологического
фактора. Эти организмы могут жить в различных, порой резко отличающихся
друг от друга условий среды. Например, лисица обитает на широких
территориях от лесотундры до степей. Эврибионтность способствует
широкому распространению вида. Многие простейшие эврибионты
(бактерии, грибы, водоросли) являются космополитами. Стенобионты имеют
ограниченный ареал распространения.
Таким образом, стенобионты экологически непластичны, т.е. мало
выносливы, а эврибионты экологически пластичны, т.е. более выносливы.
Организмы, живущие длительное время в относительно стабильных
условиях, утрачивают экологическую пластичность, а те, которые были
подвержены значительным колебаниям фактора, становятся более
выносливыми к нему, т.е. увеличивают экологическую пластичность.
Тесты для самоконтроля
I. Экологический фактор, это:
1. Компонент среды, на который организмы реагируют приспособительными реакциями;
2. Взаимоотношение видов в природе;
3. Приспособление организма к окружающей среде;
4. Конкуренция среди организмов.
II. К биотическим, или биогенным факторам среды относятся:
1. Консументы;
2. Климат;
3. Минеральные вещества; 4. Природные и антропогенные.
III. Живые организмы, разрушающие готовые органические вещества до минеральных, называют:
1. Автотрофами; 2. Редуцентами; 3. Паразитами; 4. Симбиотрофами.
IV. Пищевые цепи начинаются с:
1. Растений; 2. Животных; 3. Грибов; 4. Бактерий.
V. Экологические пирамиды отражают:
1. Количественные соотношения разных по способу питания организмов;
2. Взаимоотношения между автотрофами, гетеротрофами, редуцентами;
3. Общую массу какого-либо биоценоза;
4. Пищевые связи между организмами;
5. Соотношения в экосистеме между продуцентами, консументами и редуцентами.
36
5. Роль и взаимодействие видов в экосистемах.
Экологические равновесия и сукцессии естественных
экосистем
5.1. Роль и взаимодействие видов в экосистемах
Экология показывает, что живой мир - это единая система,
сцементированная множеством взаимосвязей и взаимоотношений. Разные
виды объединены между собой разнообразными связями, которые
обеспечивают
устойчивость
природного
сообщества,
взаимную
приспособленность, регулирование численности, равновесие и развитие
экосистем. Специалисты подсчитали, что если в экосистеме 1000 видов, то
число связей между ними теоретически может достигнуть 499500. На самом
деле в некоторых экосистемах видов еще больше, как, например, в
экосистеме Онежского озера, где 2000 видов. Поэтому пока мы не в
состоянии не только учесть все связи между видами, но даже и выделить их в
природе, что затрудняет их классификацию.
Для понимания вида существующих связей в экосистемах и
механизма их функционирования мы познакомимся вначале с одним из
основных экологических понятий - «экологическая ниша». Термин
предложен в 1910 г. Р.Джонсоном. Каждый вид, или его части, занимают
определенное место в окружающей их среде, т.е. имеют определенное
местообитание - участок суши или водоема, обладающий всеми
необходимыми для существования этого вида условиями. На одном
местообитании живет, как правило, большое число разных видов. Например,
смешанный лес - это местообитание для сотен видов растений и животных.
Но каждый определенный вид имеет свой особый способ питания,
размножения, убежище, свой образ жизни и т.д. Все это и включает в себя
экологическая ниша. Это понятие значительнее, объемнее и содержательнее
понятия «местообитание».
Экологическая ниша - место организма в природе и весь образ
его жизнедеятельности, включающий отношение к факторам среды,
видам, пище, времени, способам питания, размножения и т.п.
Американский ученый Ю.Одум образно назвал местообитание
«адресом» организма (вида), а экологическую нишу - его «профессией». То
есть экологическая ниша - это «род занятий», «стиль жизни». Таким образом,
экологическая ниша - это «профессия» вида (организма) в сообществе,
определяемая
характером
потребляемых
ресурсов,
занимаемым
пространством и ритмом жизнедеятельности. Например, местообитание
дрозда, включает в себя леса, парки, луга, сады, огороды и дворы. Его же
37
экологическая ниша, кроме местообитания, включает такие факторы, как
гнездование, высиживание птенцов на деревьях, питание насекомыми,
земляными червями, плодами, перенос плодово-ягодных семян со своими
экскрементами. Сходное местообитание в лесу занимают лось и белка, но
ниши их совершенно разные - белка живет, в основном, в кронах деревьев,
питается семенами и плодами, там же размножается. Весь жизненный цикл
лося связан с подпологовым пространством, он питается
зелеными
растениями или их частями, размножается и укрывается в зарослях.
Некоторые организмы (виды) могут менять экологические ниши на
протяжении своего жизненного цикла, например, насекомые. Экологическая
ниша личинок майского жука связана с почвой, а питание - с корневыми
системами растений; экологическая ниша жуков связана с наземной средой, а
питание - с зелеными частями растений. В природных условиях происходит
процесс разделения популяциями видов пространства и ресурсов, т.е.
происходит дифференциация экологических ниш. Наиболее наглядно
выражен процесс дифференциации ниш у животных. У представителей
разных видов рационы питания неодинаковы. Птицы потребляют разные
плоды и семена растений, ловят разных насекомых и червей. Различаются
рационы у грызунов и у более крупных млекопитающих. Дифференцированы
ниши и в экосистеме озера - организмы одних видов активно плавают или
пассивно «парят» - планктон - в толще воды, а другие ведут придонный образ
жизни (бентос) и у всех разная ниша.
Растения имеют один тип питания - пищевой рацион практически у
всех видов включает раствор минеральных веществ, углекислый газ и
солнечный свет, но ниши их дифференцированы. Есть растения
светолюбивые и теневыносливые; их корневые системы расположены на
разной глубине, им требуются различные элементы минерального питания и
неодинаковое количество воды; в разное время они цветут и плодоносят,
имеют собственных опылителей.
Наблюдаемая в лесу «ярусность» - пример разделения экологических
ниш разных организмов. В разных ярусах - разные ниши, например,
подстилка - слой опавших полуперегнивших листьев на поверхности почвы,
отдельная ниша. В пределах одного яруса разные животные находят разную
нишу. Растения одного яруса могут иметь разную по глубине корневую
систему.
Сообщества и экосистемы формируются по принципу заполнения
экологических ниш. В природном сформировавшемся сообществе обычно
все ниши заняты. Экологические ниши всех организмов можно разделить на
специализированные и общие в зависимости от основных источников
38
питания, размеров местообитания, чувствительности к температуре и другим
факторам среды.
Большинство видов растений и животных могут существовать лишь в
узком диапазоне климатических условий и других характеристик
окружающей среды, питаться ограниченным набором растений и животных.
Такие виды характеризуются специализированной экологической нишей,
которая определяет их местообитание в пределах биосферы. Например,
гигантская панда имеет сильно специализированную нишу, так как на 99%
питается листьями и побегами бамбука.
Виды с общими нишами легко приспосабливаются к изменениям
среды обитания, потребляют разнообразную пищу. Этим объясняется
меньшая опасность их вымирания по сравнению с видами, обладающими
специализированными нишами. Общими экологическими нишами
характеризуются мухи, тараканы, мыши, крысы, человек.
Жизнедеятельность любых организмов влияет на среду их обитания и
непосредственно влияют на жизнедеятельность друг на друга, т.е. различные
виды в экосистеме находятся во взаимодействии. Разнообразие взаимосвязей
организмов затрудняет их классификацию.
Классификация может строиться по принципу влияния, которое
оказывают одни организмы на другие в процессе взаимных контактов. Эти
взаимоотношения часто обозначаются математическими значками «+», «-»,
«0» (положительно, отрицательно, нейтрально).
1. Отношения, при которых организмы, занимая сходные
местообитания, практически не оказывают влияния друг на друга, носят
название нейтрализма (0 0). Например, белки и лоси в лесу.
2. Конкуренция - отношения, невыгодные обоим партнерам (- -). Она
возникает между организмами одного трофического уровня (горизонтальные
взаимоотношения), является соревнованием за потребление ресурсов.
Конкуренция возникает в том случае, если какого-то ресурса недостаточно.
Дефицитными ресурсами могут оказаться пища, вода, СО 2, солнечный свет,
почвенные питательные вещества, жизненные пространства, места укрытия
или любой другой жизненно важный фактор среды. Например, в густом
травостое растения конкурируют за свет, в редком - за воду и минеральные
вещества. В лесу на богатых почвах деревья конкурируют за свет. Животныехищники конкурируют за более мелких животных, которые служат им
пищей. Более слабая особь погибает, либо находит свободное место и уходит
от конкуренции. Конкуренция между особями одного вида называется
внутривидовой, а между особями разных видов одного трофического уровня
- межвидовой. Различий в результате межвидовой и внутривидовой
конкуренции нет. В обоих случаях побеждает более сильная особь. Наиболее
39
обостренно внутривидовая конкуренция наблюдается между сходными
особями вида. Пример внутривидовой конкуренции - самоизреживание елей.
Межвидовая конкуренция чаще всего проявляется между
экологически близкими особями или популяциями разных видов. Она может
быть пассивной (использование ресурсов среды, необходимых обоим видам)
и активной (подавление одного вида другим). Подтверждением межвидовой
конкуренции являются опыты российского микробиолога Г.Ф.Гаузе по
содержанию популяций двух видов инфузорий на одном и том же питании.
Как оказалось, через некоторое время в живых остаются особи только одного
вида, выжившие в борьбе за пищу, поскольку его популяция быстрее росла и
размножалась. В данном случае конкуренция обусловлена ограниченными
пищевыми ресурсами. Это позволило сформулировать принцип
конкурентного исключения - закон Гаузе:
«Два вида не могут устойчиво существовать в ограниченном
пространстве, если рост численности обоих ограничен одним жизненно
важным ресурсом, количество и доступность которого лимитировано».
Иначе говоря: два вида не могут сосуществовать, если они занимают
одну экологическую нишу, и далее «конкуренция особенно сурова между
организмами, которые обладают сходными экологическими потребностями».
Конкуренция является одной из причин того, что два вида, слабо
различающиеся спецификой питания, поведения, образа жизни, редко
сосуществуют в одном сообществе. Такая конкуренция носит характер
прямой вражды.
В биоценозах конкуренция часто незначительна, т.к. различные виды,
занимая определенные экологические ниши, неодинаково воспринимают
одни и те же факторы среды. Чем разнообразнее возможности организмов
биоценоза, тем менее напряженной будет конкуренция.
3. Между особями одного трофического уровня возможна
взаимопомощь - ель восстанавливается после уничтожения елового леса
только в том случае, если ей помогут «растения-няни» - береза или ива. На
открытом месте молодые елочки расти не могут, им необходимо затемнение.
Однако взаимопомощь в этом случае - явление временное. Когда ель
подрастет, между ней и «няней» возникает конкуренция за свет, в результате
которой «няня» погибает.
Отношения взаимопомощи широко распространены у животных,
ведущих групповой образ жизни (в стае волков, в стаде сайгаков, в семейной
группе обезьян и т.д.). Достаточно обычна взаимопомощь между взрослыми
особями и молодыми животными - родители кормят и защищают потомство.
Повзрослев, дети начинают конкурировать с родителями за ресурсы и более
сильная особь может вытеснить слабую.
40
4. Существуют взаимоотношения между организмами разных
трофических уровней, называемые вертикальными. Они более разнообразны,
чем горизонтальные. К самым распространенным относятся «хищникжертва» и различные виды симбиоза. Отношения «хищник-жертва» отдельные особи одного вида, называемые хищниками, питаются
организмами другого вида, называемые жертвами, причем хищник живет
отдельно от жертвы, особи одного вида поедают особей другого вида.
Экологи к этому типу взаимоотношений относят не только настоящее
хищничество - поедание животных (зоофаги), но и поедание растений
растительноядными организмами (фитофаги). Между хищниками и жертвами
существует
равновесие.
Хищничество
приводит
к
взаимному
приспособлению хищника и его жертвы, которое выражается в анатомоморфологических, физиологических и поведенческих особенностях тех и
других (например, для хищника необходимо умение ловить жертву, а жертва
должна уметь избегать поимки и т.д.).
В биоценозах сформировались определенные механизмы регуляции
численности обоих компонентов систем. Ошибочно представление, что все
хищники - вредные животные и их следует уничтожать. Уничтожение
хищников часто приводит к нежелательным последствиям и наносит ущерб и
дикой природе, и хозяйству человека. Жертвами хищника обычно бывают
больные и ослабленные особи, уничтожение которых сдерживает
распространение болезней, ведет к оздоровлению популяции.
Хищник, популяция которого количественно не превышает
определенного предела, стимулирует продуктивность популяции жертвы.
Жертвы тоже оказывают влияние на своих хищников, содействуя их
совершенствованию и прогрессу.
5. Симбиоз - любая форма сожительства организмов, или различные
формы сосуществования разноименных организмов. Различают несколько
типов симбиоза - паразитизм, кооперация, комменсализм, мутуализм и
множество переходных форм между ними.
Паразитизм - межвидовые симбиотические взаимоотношения, при
которых один вид (паразит) использует другой (хозяина) как среду жизни и
источник пищи.
Паразитизм возник в процессе тесного контакта разных видов
организмов на основе пищевых и пространственных связей и встречается на
всех уровнях организации живого, начиная с вирусов и бактерий и кончая
высшими растениями и животными. Паразитизм - одна из форм
антагонистического симбиоза. Паразиты живут на хозяине или внутри его
организма на протяжении значительной части своего жизненного цикла.
Паразит использует для своей жизнедеятельности питательное вещество
41
хозяина и, тем самым, постепенно ослабляет, а нередко и убивает его.
Другие формы сожительства организмов разных видов также формируются
на базе совместного проживания и сходного питания.
Комменсализм - тип межвидовых взаимодействий характеризуется
тем, что один из двух видов извлекает из такого взаимодействия пользу,
тогда как на другом это практически не отражается. Эта форма симбиоза, при
которой один из партнеров системы (комменсал) питается остатками пищи
или продуктами выделения другого (хозяина), не причиняя ему вреда.
Например, в открытом океане некоторые виды усоногих рачков селятся
прямо на челюстных костях китов. В результате такого сожительства рачки
приобретают безопасное убежище и стабильный источник пищи. Для кита от
такого сожительства нет ни пользы, ни вреда. Еще пример - песцы в тундре
следуют за белыми медведями и доедают остатки их пищи. При
комменсализме один из партнеров может использовать другого для защиты,
как средство передви жения или только питания за его счет. Комменсализм
тесно связан с синойкией.
Синойкия - форма симбиоза, разновидность комменсализма. В отличие
от комменсализма при синойкии не возникает непосредственных пищевых
отношений. Один из организмов может использоваться другим как субстрат
для заселения, расселения или средство перемещения. Например, рыба прилипала на теле акулы. В растительном мире к синойкии можно отнести
эпифитность. Эпифиты поселяются на поверхности тела других растений это многие лишайники и мхи, растущие на стволах деревьев. Несмотря на
тесную связь между эпифитами и растениями, на которых они поселяются,
какого-либо активного влияния их друг на друга не обнаружено.
Взаимоотношения синойкии широко распространены у животных с
растениями. Использование животными растительного субстрата для
постройки жилищ (гнезда птиц, обитание в дуплах, в расщелинах коры и
т.п.), перенос семян и плодов растений животными - примеры различных
форм синойкии.
Кооперация (протокооперация) - форма симбиоза, при которой
совместное существование выгодно для обоих партнеров системы, но не
обязательно для них, т.е. не является непременным условием выживания
популяции. Например, распространение муравьями семян некоторых
растений, опыление пчелами различных луговых растений. Интересный
пример кооперации демонстрируют тропические муравьи-листорезы,
которые разводят в своих гнездах целые грибные сады. Муравьи удобряют,
растят и собирают свой грибной урожай, некоторые муравьи съедают
растения-эпифиты, а на их месте разводят тлю.
42
Мутуализм - взаимовыгодное сотрудничество; пользу получают обе
популяции, причем они полностью зависят друг от друга. Например,
сотрудничество между бактериями, фиксирующими азот, и бобовыми
растениями; бактерии снабжают растения соединениями азота, которые они
вырабатывают из азота воздуха, а бактерии получают от растений углеводы;
сожительство грибов с корнями растений (микориза), жвачные травоядные
животные и микроорганизмы, населяющие их пищеварительный тракт. В
ряде случаев организмы настолько тесно связаны, что функционируют как
единый организм. Например, лишайники, представляющие симбиоз гриба и
водоросли. Водоросль поставляет грибу продукты фотосинтеза, а гриб для
водоросли является поставщиком минеральных веществ, и, кроме того,
субстратом, на котором он живет.
6. Редко встречается аменсализм - отрицательный для одного
организма и безразличный для другого (- 0). Например, светолюбивые
растения, попавшие под полог леса.
Таким образом, важнейшей чертой всех живых и неживых
компонентов любой экосистемы является их взаимодействие, взаимосвязь.
Прямая или косвенная зависимость всех форм жизни на Земле друг от друга
и от окружающей их неживой среды является коренным постулатом
экологии.
5.2. Экологические равновесия и сукцессии естественных экосистем
«Все течет – все изменяется»
(древняя мудрость)
Любой
экосистеме
присуще
устойчивое
состояние,
характеризующееся динамическим (подвижным) равновесием между
рождаемостью и смертностью, потреблением и освобождением вещества и
энергии и т.д. В этом случае для живых систем используют термин
гомеостатические механизмы или гомеостаз.
Гомеостаз – это способность популяции или экосистемы
поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся
условиях среды.
В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи,
обуславливающий саморегуляцию экосистем и заключающийся в
подключении сигнала, вызывающего определенные изменения для
сохранения равновесного состояния. Существует два вида обратной связи отрицательная и положительная.
43
При отрицательной обратной связи система противодействует
изменениям внешних воздействий согласно принципу Ле-Шателье-Брауна1.
Например, регуляция численности популяций вследствие уничтожения
особей хищниками, микробное население экосистемы регулирует накопление
и высвобождение биогенных элементов, система «хищник-жертва»
регулирует плотность популяций и хищника, и жертвы и т.д. Таким образом,
отрицательная обратная связь служит для поддержания системы в
относительно постоянном, или равновесном состоянии.
Положительная обратная связь усиливает положительные отклонения
и в значительной степени определяет рост и выживание организмов, но
может приводить к «расшатыванию системы» и нарушению равновесия.
Таким образом, экосистемы сопротивляются воздействиям,
нарушающим их стабильность. Система тем надежнее, стабильнее, чем
больше различных видов в ней обитает, и, следовательно, чем больше
имеется возможностей для экологического дублирования, чем шире пищевая
сеть.
Для непрерывного процесса протекания эволюции Природа должна
иметь громадный состав видов, с которыми можно было бы экспериментировать, находя и развивая в них путем естественного отбора те качества, которые помогают преодолевать периодически возникающие кризисы. Кроме
того, от видового богатства системы зависит и многообразие экологических
факторов, действующих в ней. При этом действие некоторых из них направлено в противоположные стороны, и если факторов достаточно много, то по
закону больших чисел их влияние взаимопогашается и не выводит систему из
равновесия.
Гомеостатические механизмы функционируют в определенных
пределах, при превышении которых стабильность нарушается. Если,
например, внешние или антропогенные нагрузки превысят способность
экосистем к самоочищению и самовосстановлению, и принцип Ле-ШательеБрауна перестанет действовать, то это может привести к полной гибели
соответствующей экосистемы. Превышение нагрузок при положительной
обратной связи тоже может привести к гибели системы.
Развитие экосистем
В природе наблюдается развитие экосистем во времени. Например,
заброшенные поля или выжженный лес постепенно завоевываются
Принцип смещения равновесия: если на систему, находящуюся в состоянии
равновесия, оказывают внешнее воздействие, то в системе происходит такое
смещение равновесия, которое ослабляет это воздействие.
1
44
многолетними дикими травами, затем кустарниками и, в конце концов,
деревьями. Такое развитие экосистем называется экологической сукцессией.
Экологическая сукцессия – это последовательная смена биоценозов,
преемственно возникающих на одной и той же территории под
воздействием природных или антропогенных факторов.
Процессы сукцессии непрерывно идут на всей планете. Некоторые
сообщества остаются стабильными многие годы, другие быстро изменяются.
Изменения происходят во всех экосистемах естественным или
искусственным путем. Естественные изменения являются закономерными и
управляются самим сообществом. Если сукцессионные изменения
определяются, в основном, внутренними взаимодействиями, то это
аутогенная (самопорождающаяся) сукцессия, а если внешними силами
(шторм, пожар, наводнение), то такую сукцессию называют аллогенной, т.е.
порождающейся извне. Например, вырубки в лесу быстро заселяются
окружающими деревьями, луг может смениться лесом. Аналогичные явления
происходят в озерах, на скальных склонах, голых песчаниках, на улицах
покинутых поселков.
Последовательные сообщества, сменяющие друг друга на данном
пространстве, называются сериями или стадиями. Различают первичные и
вторичные сукцессии.
Первичная сукцессия начинается на участке, прежде не занятом.
Например, поселение лишайников на камнях; под действием лишайников
каменистый субстрат превращается в подобие почвы, где поселяются затем
кустистые лишайники, мхи, травы, кустарник и т.д.
Вторичные сукцессии – это такие, когда сообщество развивается на
месте уже существовавшего. Например, изменения, происходящие после
вырубки леса, пожара, устройства пруда или водохранилища.
Скорость сукцессий различна. Для первичных сукцессий требуются
сотни и тысячи лет; вторичные - протекают быстрее. Для восстановления
растительной биомассы на месте вырубки, лесного пожара, на покинутых
сельскохозяйственных участках требуется от 30-50 до 250 лет.
Сукцессия начинается с несбалансированного сообщества, затем
постоянно возрастает биомасса сообщества, размеры организмов,
увеличивается число видов и до момента стабилизации системы,
называемого климаксом. В климаксных системах образуется сложная сеть
взаимоотношений, поддерживающих ее стабильное состояние. Теоретически
такое состояние должно быть постоянным во времени и существовать до тех
пор, пока его не нарушат сильные внешние возмущения. Развитие
экосистемы (сукцессии) можно представить в виде следующей схемы:
45
Схема 2
Сукцессия
Первичная сукцессия
Вторичная сукцессия
Нестабильные или
серийные сообщества
Климакс - стабильное состояние
Биологическое
разнообразие
Множество экологических ниш
Сложные пищевые цепи
В отличие от сукцессий, эволюция экосистем представляет собой
длительный процесс их исторического развития. Эволюционные процессы
необратимы и ацикличны. По сути дела эволюция экосистем – это история
развития жизни на Земле от возникновения биосферы до наших дней.
Тесты для самоконтроля
I. Экологическая ниша – это:
1. «Адрес организма»;
2. Местообитание организма;
3. «Профессия» организма; 4. Систематическое положение организма.
II. На одном трофическом уровне проявляется:
1. Хищничество; 2. Паразитизм; 3. Конкуренция; 4. Симбиоз.
III. Последовательную смену во времени одних биоценозов другими на
определенном участке земной поверхности называют:
1. Климаксом; 2. Самоочищением; 3. Круговоротом веществ; 4. Сукцессией.
IV. Устойчивость экосистемы обеспечивает:
1. Видовое разнообразие;
2. Круговорот биогенных элементов;
3. Зональный характер экосистем; 4. Эволюционность.
V. Процессы, характерные для насильственной сукцессии:
1. Укрупнение размеров особей; 2. Измельчение особей; 3. Опустынивание;
4. Повышение агрессивности новых видов;
5. Увеличение продуктивности экосистемы.
46
6. Экология атмосферы
Атмосфера (от греч. «атмос» - пар и «файра» - шар) Земли - газовая
(воздушная) оболочка земного шара, окружающая нашу планету и
вращающаяся вместе с ней как единое целое. Для атмосферы характерен
постоянный обмен веществом и энергией с гидросферой, литосферой,
живыми организмами и космическим пространством. Масса атмосферы
составляет ~51015 т. Относительная молекулярная масса чистого воздуха - 29,
давление при 0 0С над уровнем моря - 1013,25 гПа. Плотность, давление и
состав воздуха непрерывно меняются при увеличении расстояния от
поверхности Земли. Плотность воздуха быстро падает с высотой в силу
земного притяжения. Хотя атмосфера простирается на огромное расстояние,
около 95% всех молекул воздуха находится в слое высотой до 20 км от
поверхности планеты.
Метеорологи подразделяют земную атмосферу на несколько слоев с
различными характеристиками. Главным критерием для выделения
отдельных слоев атмосферы служит температура (рис. 8).
км
1000
Слои атмосферы
Экзосфера
120
900
Термосфера (ионосфера)
100
Термосфера
80
Высота, км
80
Мезосфера
50
Мезосфера
60
40
Озоновый слой
Стратосфера
Стратосфера
20
20
Тропосфера
10
Тропосфера
0
180
Уровень моря
Рис. 8.
47
220
260
Температура, К
300
1. Нижний, прилегающий к земной поверхности слой, называется
тропосферой. Мощность тропосферы - 8-10 км в полярных областях и 1618 км - у экватора. Это наиболее активный слой атмосферы. Здесь
происходят все погодные процессы: дождь, молния, ураганы; в ней
содержится около 80% всей массы воздуха и почти все атмосферные водяные
пары. С ростом высоты температура понижается почти линейно (примерно
на 0,6 0C на каждые 100 м) и на высоте около 10 км она равна (-55) - (-60) 0С.
Химический же состав в пределах этого слоя практически не
меняется. В этом слое атмосферы происходят горизонтальные, вертикальные
и круговые (турбулентные) перемещения воздуха - отсюда и название слоя
«тропосфера» - поворот. В тропосфере происходит образование облаков,
несущих дождь, снег, град, образуется ветер. Тропосфера определяет
особенности погодных условий на Земле. Поэтому за ее состоянием
постоянно наблюдают службы погоды на метеорологических станциях всего
мира. Сюда же поступают данные от метеорологических спутников Земли,
специальных кораблей и самолетов; анализируя их, синоптики
предсказывают погоду. Верхняя граница тропосферы представлена слоем,
который называется тропопаузой, где температура перестает понижаться.
Над тропосферой, на высоте от 17 до 48 км, располагается второй слой
атмосферы - стратосфера. Она начинается с тропопаузы и заканчивается
стратопаузой. Температура в стратосфере возрастает, достигая 0 0С. Состав
воздуха стратосферы весьма однороден, но, в отличие от тропосферы, он
обогащен озоном (О3), который на высоте около 35 км расположен в виде
озонового защитного слоя, являющегося верхним пределом жизни в
биосфере. Озон в стратосфере оказывает благотворное влияние на земную
жизнь. Молекулы озона чрезвычайно неустойчивы. Они образуются в
стратосфере под действием коротковолнового солнечного излучения:
О2
h

О+О
О + О + М О2 + М
О2 + О + М  О3 + М
где М - какая-нибудь третья частица, например, молекула азота или другого
неактивного газа, роль которой состоит в том, чтобы отобрать избыточную
энергию атомов и молекул. В отсутствие этой третьей частицы избыточная
энергия могла бы привести к разложению озона.
Образующийся озон в конце концов разлагается или при соударениях
со свободными атомами кислорода:
48
О3 + О  О2 + О2
или фотохимическим путем:
h
О3  О2 + О + Q
- последняя реакция имеет два важных следствия:
1. Выделяемое в ней тепло способствует повышению температуры
стратосферы;
2. Этот фотохимический процесс в основном определяет поглощение
большей части губительного излучения (ультрафиолетового) и озон
действует как защитный экран. Без него жизнь на Земле была бы быстро
нарушена.
Приведенные выше реакции характеризуют процессы образования и
разрушения озона. Они находятся в состоянии устойчивого динамического
равновесия, нарушение которого может привести к серьезным последствиям.
Над стратосферой на высоте от 50 до 65 км расположена мезосфера,
где происходит понижение температуры с высотой. Верхняя ее граница мезопауза, в зоне которой температура достигает 190 К. После мезопаузы
температура в атмосфере вновь резко возрастает до высоты 800-1000 км,
достигая 1000 К. Эта область атмосферы называется термосферой, или
ионосферой.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной
радиации молекулы газов диссоциируют на атомы:
- выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2;
- выше 150 км - О2;
- выше 300 км - N2.
На высоте 100-400 км в ионосфере происходит ионизация газов и
образование таких частиц, как N 2 , O 2 , O  , которые вступают в
межмолекулярные реакции:
O+ + N2  NO+ + N
N 2 + O  NO+ + N
N 2 + O2  N2 + O 2
NO+ + e  N + O
Некоторые из частиц, образующиеся в этих реакциях, находятся в
электронно-возбужденных состояниях и их переход в основное состояние
является причиной северных сияний, наблюдаемых в высоких широтах. Это
49
явление в основном определяется реакцией дезактивации возбужденных
атомов кислорода:
О*  О + h
Длина волны этого перехода попадает в видимую область спектра - зеленую
и красную. Сине-фиолетовое окрашивание обусловлено переходом:

N 2*  N 2 + h
На высоте 320 км концентрация заряженных частиц ( O 2 , O 2 , N 2 )
составляет ~1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях
атмосферы присутствуют свободные радикалы ОН -, и др.
До высоты 100 км атмосфера представляет собой хорошо
перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по
высоте зависит от их молекулярной массы - концентрация более тяжелых
газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Самые
высокие слои атмосферы состоят из водорода и гелия, которые медленно
рассеиваются в мировое пространство.
Внешнюю часть атмосферы называют экзосферой. Она начинается с
высоты 1000 км и простирается на огромное расстояние, постепенно
переходя в межпланетное пространство. Экзосфера является областью
диссипации атмосферных газов. Диссипация - это процесс преодоления
атомами, молекулами и ионами поля притяжения Земли, что ведет к потере
того или иного количества атмосферных газов Землей и другими планетами
(Меркурий, Марс). По мере удаления от Земли, скорость движения частиц
возрастает и для межзвездного пространства достигает величины, которой
соответствует температура 10 000 0С. Границы отдельных слоев атмосферы
непостоянны, условны, зависят от времени суток и от географической
широты местности - у экватора атмосфера толще, чем у полюсов. Около 80%
массы атмосферы сосредоточено в тропосфере, почти 20% - в стратосфере и
лишь 0,5% - во всех остальных слоях атмосферы.
Состав атмосферы
Наиболее полно на сегодня изучен нижний слой атмосферы тропосфера. Основные части атмосферы в современную геологическую
эпоху под разделяют на три группы - постоянные, переменные и случайные.
1. Постоянные: атмосфера состоит главным образом из азота N2
(78,09% по объему) и кислорода О2 (20,95%) довольно много в атмосфере
аргона - 0,93% и других благородных газов. Содержание азота, кислорода,
50
аргона в низких слоях атмосферы постоянно и практически не зависит от
того, в каком месте поверхности земного шара взята проба сухого воздуха.
2. Переменные компоненты - их концентрация меняется от места к
месту, от времени года, от времени суток и от многих других факторов.
Например, содержание углекислого газа СО2 в атмосфере в среднем 0,03% по
объему, а водяного пара (Н2О) - от тысячных долей процента в полярных
областях Земли до 3-4% в тропиках. Поэтому все сведения о составе всегда
относятся к «сухой» атмосфере.
3. Случайные компоненты - определяются местными условиями,
концентрация их непостоянна, это - метан (СН4), оксид серы (IV) (SO2),
оксиды азота (NO, NO2), водород (Н2), озон (О3), аммиак, огромное
количество техногенных примесей (твердых, жидких и газообразных).
Таблица 2
Состав сухого воздуха тропосферы вблизи уровня моря
Вещество
N2
O2
Ar
CO2
Ne
He
Kr
% объема
78,09
20,94
0,93
0,03
0,002
0,005
0,001
Вещество
Xe
H2
CH4
N2O
O3
SO2
NO2
% объема
0,000009
0,00005
0,0002
0,00005
0,00005
0,0001
0,000002
Тропосфера постоянно взаимодействует с гидросферой и литосферой,
в результате чего она все время что-то теряет и что-то получает. Так, в
районах Тихого и Атлантического океанов в состав атмосферы поступают K,
Cl, Sr, Cr, Zn, Cu, Ag, Sb, Hg.
Происхождение атмосферы неразрывно связано с образованием Земли
как планеты. Состав атмосферы - результат деятельности эволюционных
процессов в недрах Земли и на ее поверхности. Первоначальная атмосфера
Земли возникла одновременно с гидросферой около 4,5 млрд. лет назад при
образовании мантии - слоя, подстилающего наружную оболочку Земли
(земную кору). Тогда, как предполагают, соcтав атмосферы был близок к
составу нынешних вулканических газов (Н2, N2, Cl2, H2S, H2O, CO2, CH4, SO2,
NH4Cl, благородные газы). При охлаждении поверхности Земли пары воды
конденсировались, образовавшийся океан поглотил газы, растворимые в
воде; в атмосфере остались, в основном, Н2, N2, CH4, благородные газы,
51
частично СО2 и пары воды, Не, Nе и другие наиболее легкие газы рассеялась
в межпланетное пространство; кислорода в древней атмосфере почти не
было. Многие ученые считают, что под действием солнечного излучения и
электрических разрядов из веществ первоначальной атмосферы образовались
органические вещества - первая ступень в возникновении жизни. Зарождение
жизни на нашей планете, в свою очередь, сыграло решающую роль в
эволюции атмосферы, которая происходила под влиянием следующих
факторов:
- аккреции (приращения, увеличения) веществ из межпланетного
пространства под действием гравитационных сил;
- выделения газов при вулканической деятельности;
- химического взаимодействия газов атмосферы с компонентами
гидросферы и литосферы;
- диссоциации и ионизации молекул воздуха под влиянием солнечного
ультрафиолетового и космического излучений;
- биогенных процессов в живом веществе биосферы;
- антропогенной деятельности ноосферы.
Решающим фактором (до появления человека) была деятельность
зеленых растений, животных и микроорганизмов. Образование большого
количества азота обусловлено окислением первичной аммиачно-водородной
атмосферы молекулярным кислородом, который стал поступать с
поверхности планеты в результате фотосинтеза, как предполагается, около 3
млрд. лет назад. Азот окисляется до NO в верхних слоях атмосферы,
используется в промышленности, связывается азотфиксирующими
бактериями и, в то же время, выделяется в атмосферу в результате
денитрификации нитратов и других азотсодержащих соединений.
Наличие О2 в атмосфере обеспечивает возможность существования
высших форм жизни на Земле. Выведение О2 из атмосферы при дыхании
живых организмов, а также его расходование при сжигании топлива, работе
транспорта, выплавке металла и др. компенсируется фотосинтезом зеленых
растений.
Источник благородных газов (Ar, He, Kr) - вулканические извержения
и распад радиоактивных элементов. Наиболее легкий из них - Не, как и
водород, рассеивается в космическое пространство.
Громадные количества СО2 потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растений и живых организмов, а также вследствие вулканизма и жизнедеятельности человека. За последние 100 лет содержание СО2 в атмосфере возросло на 10%,
52
причем основная часть (360 млрд. т) поступила в результате сжигания топлива.
Антропогенные факторы предопределяют существенные изменения в
нормальном функционировании атмосферы, причем как в самых низких, так
и в высоких ее частях. Сравним атмосферу Земли с атмосферой других
планет Солнечной системы и звезд. Атмосфера Венеры состоит в основном
из СО2 с небольшой примесью воды (0,05%), О2 не более 0,1% и N2 менее 2%.
Температура атмосферы у поверхности Венеры около 750 К, а давление
равно 107 Па (в этих условиях вода, если она и есть на поверхности Венеры,
еще не кипит). Атмосфера Марса по массе в 5 раз меньше , чем атмосфера
Земли. Давление атмосферы 0,8·104 Па, состав атмосферы - CO2 (95%), N2
(2,5%), Ar(1,5-2%), CO (0,06%), H2O (до 0,1%). Кислорода в атмосфере Марса
совсем мало (в 1000 раз меньше, чем в земной атмосфере). Атмосфера
планет-гигантов Сатурна и Юпитера содержит Н2, СН4, NH3 и Не; атмосфера
солнца на 99,93% состоит из водорода и гелия.
Экологические проблемы атмосферы
Атмосфера Земли, масса которой не превышает одной миллионной
массы всей планеты, играет выдающуюся роль в судьбе других сфер Земли и,
в первую очередь, биосферы. Большое значение имеет состояние
тропосферы, в контакте с которой ведут свою жизнь люди, животные,
растения. Бурное развитие науки и техники сопровождается интенсивным
загрязнением окружающей среды и, в первую очередь, атмосферы. Сегодня
это глобальная проблема всего человечества. Загрязнения исчисляются
сотнями миллионов и даже миллиардами тонн в год. Только предприятия
России выбрасывают в атмосферу более 70 млн.т. веществ в год. Наиболее
опасным для жизни человека является загрязнение атмосферы химическими
веществами, многие из которых ранее отсутствовали в природе - SO2 (его
выбрасывают городские ТЭЦ, работающие на угле или мазуте), оксиды азота,
оксид углерода (II), хлор, формальдегид, фенол, сероводород, аммиак, метан,
аэрозольные загрязнения, мелко раздробленные металлы и их оксиды. В
некоторых случаях из двух или нескольких относительно безопасных
веществ, выброшенных в атмосферу, под действием солнечного света могут
образовываться ядовитые соединения. Сегодня таких загрязнителей,
губительно действующих на растения, животные и особенно на человека,
насчитывается более 2000. К неблагоприятным последствиям таких
загрязнений следует отнести:
- возникновение «смога» над крупными промышленными городами;
- появление «кислотных дождей»;
53
- возможность изменения климата планеты вследствие парникового
эффекта;
- утончение и перфорирование слоя стратосферного озона, появление
«озоновых дыр»;
- опасность радиоактивных загрязнений атмосферы;
- разрушение исторических памятников и др.;
- коррозия материалов на открытом воздухе.
Атмосфера Земли нуждается в срочной помощи со стороны человека.
В 1980 г в нашей стране принят «Закон об охране атмосферного воздуха».
Тесты для самоконтроля
I. Установите соответствие:
1. Тропосфера
а) средняя сфера
2. Термосфера
б) удаленная сфера
3. Стратосфера
в) озоновый экран
4. Экзосфера
г) нижняя часть атмосферы
5. Мезосфера
д) теплая сфера
е) следующий за тропосферой слой атмосферы
А. 1а, 2д, 3г, 4е, 5в; Б. 1г, 2д, 3е, 4б, 5а; В. 1е, 2д, 3б, 4г, 5в
Г. 1г, 2б, 3а, 4е, 5в; Д. 1в, 2д, 3г, 4б, 5е.
II. Постоянные компоненты воздуха атмосферы - это...
1. Вода, оксиды серы, оксиды азота, озон;
2. Азот, кислород, благородные газы;
3. Оксид углерода (IV), аэрозоли, аммиак, метан.
III. «Озоновый экран» расположен:
1. В тропосфере; 2. В термосфере; 3. В стратосфере; 4. В мезосфере.
IV. Содержание кислорода в атмосфере поддерживается на постоянном уровне
благодаря:
1. Деятельности фотосинтезирующих организмов;
2. Антропогенной деятельности;
3. Мировому океану;
4. Земной коре.
V. Основная причина «кислотных дождей»:
1.Нарушение биогеохимических круговоротов;
2. Ливневые дожди;
3. Повышение интенсивности солнечного излучения;
4. Технологические выбросы.
54
7. Экологические проблемы гидросферы
Вода - больший дефицит, чем энергия. У нас есть
альтернативные источники энергии, а
альтернативы воде нет.
Юджин Одум
Гидросфера – водная оболочка Земли, расположенная между
атмосферой и твердой земной оболочкой – литосферой. Она включает в себя:
Мировой океан с окраинными и внутриконтинентальными морями,
поверхностные воды суши, льды и снега полярных и горных областей,
атмосферные и подземные воды и воды, содержащиеся в живых организмах.
Это вторая, после наземно-воздушной, важнейшая среда обитания жизни,
экологическая роль которой связана как с уникальными свойствами воды, так
и с тем, что жидкая вода является самой распространенной по объему и
площади средой на земной поверхности. Общая масса воды в гидросфере
оценивается величиной 21018 тонн. В термических условиях земной
поверхности вода присутствует во всех трех фазовых состояниях: жидком,
твердом (лед) и газообразном (пар).
Вода в гидросфере распределена неравномерно. Воды Мирового океана занимают 71% земной поверхности, средняя глубина его 3,8 км, средняя
температура воды - 3,8 0С. 94% водных ресурсов приходится на долю океанов, в которых вода слишком соленая, непригодная для питья, приготовления
пищи, для использования в сельском хозяйстве и в промышленности. На долю пресной воды приходится 3%, но только 0,003% пресной воды человечество может использовать для собственных нужд, т.к. она либо сильно загрязнена, либо залегает на очень большой глубине и ее нельзя извлечь по приемлемым ценам, либо содержится в айсбергах, полярных льдах, в атмосфере и
почве. Для большей наглядности предположим, что весь водный запас планеты равен 100 литрам. Из этого количества пригодны к употреблению лишь
0,003 литра пресной воды, т.е. половина чайной ложки (рис. 9).
Большой объем гидросферы составляют льды и снега полярных
областей. В Антарктиде около 14 млн.км2 покрыто льдами. Общий объем
льда, по данным разных исследователей, составляет от 22 до 35,3 млн.км3.
По степени минерализации различают воды пресные (менее 1 г солей
на литр воды) и минерализованные (более 1 г солей на литр). Минерализация
воды связана с тем, что она является хорошим растворителем. Все
растворенные вещества скапливаются в конечных водоемах стока – в морях и
океанах, а также непроточных озерах аридного климата. Средняя соленость
55
мирового океана – 35 г солей на литр воды. Все воды аридного климата
также минерализованы. Основная масса подземных вод, особенно
глубинных, имеет высокую минерализацию.
100 литров
3 литра
0,5 литра
Пресная вода
3%
Доступная
пресная вода
0,5%
0,003 литра
Используемая
пресная вода
0,003%
Общий объем воды
на Земле
100%
Рис. 9. Водные ресурсы. Пресные воды, пригодные для использования человеком,
составляют лишь незначительную часть мировых водных ресурсов
Пресные воды, имеющие исключительно важное значение для многих
организмов, в том числе и для человека, образуются только в результате испарения и дальнейшей конденсации воды, поэтому пары атмосферы являются единственным источником всех пресных вод экосферы. Там, где атмосферные осадки преобладают над испарением, все поверхностные воды суши: почвенная влага, грунтовые и верхняя часть подземных вод, а также речная и озерная вода – пресные. Ледники также пресноводные. Суммарный
объем пресных вод составляет около 3% общего объема гидросферы, при
этом основная часть пресных вод законсервирована в полярных льдах, главным образом в Антарктиде, и поэтому труднодоступна для использования
(табл.3).
№
1
2
3
4
5
6
7
Таблица 3
Пресные воды гидросферы
Объем пресПроцент от общего
Части гидросферы
ной воды, км3 объема пресной воды
Ледники
24000000
97,348
Подземные льды
400000
1,620
Озера и водохранилища
155000
0,630
Почвенная влага
83000
0,340
Пары атмосферы
14000
0,057
Речные воды
1200
0,005
Итого
24653200
100,00
56
Таблица 4
Основные ионы морской воды
Катионы
Анионы
Na+
Cl-
Mg2+
SO24
HCO3
Ca2+
K+
Sr2+
BrIBO33
Больше всего в Мировом океане содержится Cl- - ионов, затем SO24 ,
Na и Mg2+, несколько меньше Br- - ионов, Са2+ и К+:
+
Na+ > Mg2+ > Ca2+; Cl- > SO24 > HCO3
Основная часть анионов солей океана имеет вулканическое
происхождение, катионы же попали в океан, главным образом, с речным
стоком и в результате выветривания горных пород суши. Ионный состав
воды океана довольно постоянен от места к месту. Обращает на себя
внимание тот факт, что по химическому составу морская вода, где по мнению
многих ученых развивалась начальная земная жизнь, очень близка составу
человеческой крови (табл.5).
Таблица 5
Химический состав воды Мирового океана и крови человека
Химический
Доля в % от суммы растворенных солей
элемент
Вода Мирового океана
Кровь человека
Хлор
55,0
49,3
Натрий
30,6
30,0
Кислород
5,6
9,9
Калий
1,1
1,8
Кальций
1,2
0,8
2) Биогенные элементы (С, H, O, N, P, S)
3) Микробиогенные элементы: Fe, I, Br и др.
Таким образом, в океанических водах присутствуют все известные в
природе химические элементы, но концентрация большинства из них низкая.
В то же время общая масса элементов в океанических водах огромна.
57
Например, золота содержится 6106 т, серебра - 5109 т, урана - 5108 т. Из
морской воды добывают NaCl, Mg, Br, запатентованы способы извлечения
золота и серебра.
4) Растворимые в воде газы: О2, N2, CO2, углеводороды, благородные
газы.
Кислород в воду океана поступает как из атмосферы, так и в
результате фотосинтеза, осуществляемого водными растениями. В составе
растворенных газов доля кислорода значительно выше, чем в атмосфере (35%
- в воде, 21% - в атмосфере). Кислород расходуется на окисление
минеральных и органических веществ, на дыхание живых организмов.
Свободный кислород в океане и других частях гидросферы регулирует
распределение гетеротрофных организмов и определяет характер
окислительно-восстановительных реакций.
CO2 поступает в воду при вулканических извержениях, дыхании живых организмов, окислении органических веществ и из атмосферы. Меньшая
часть CO2 остается в свободном растворенном состоянии, но основная его
часть вступает в химическое взаимодействие с водой с образованием угольной кислоты:
СО2 + Н2О ⇄ Н2СО3,
которая подвергается диссоциации:
Н2СО3 ⇄ Н+ + HCO3
С продуктами диссоциации в океанической воде растворено до 1,41014 CO2,
т.е. почти в 60 раз больше, чем его содержится в атмосфере. В океане Н 2СО3
растворяет СаСО3, образуя карбонатный буферный раствор, стабилизирующий рН морской воды и тем самым поддерживающий условия существования живых организмов (рН морской воды 8 - 8,4):
СО2 (из атмосферы)
СО2 + Н2О
(из воды
океана)
+
Н2СО3 Н + НСО-3
+
СаСО3 (донные отложения)
2+
Са
+ 2НСО-3
58
Из схемы видно, что повышение концентрации CO2 в атмосфере и океане
увеличивает концентрацию Н2СО3; это, в свою очередь, вызывает
уменьшение содержания СаСО3 в донных отложениях. Уменьшение
содержания CO2 в атмосфере, а, следовательно, и в океане приводит к
осаждению карбоната кальция.
Огромный резерв CO2 в океане оказывает также стабилизирующее
действие и на колебание концентрации CO2 в атмосфере, тем самым играя
важнейшую роль в жизни всей биосферы Земли.
5) Органические вещества.
Наличие растворенного и взвешенного органического вещества имеет
исключительное экологическое значение в гидросфере, т.к. органическое
вещество – источник питания гетеротрофных организмов. Среднее
содержание растворенного органического вещества в океане около 2 мг/л,
что составляет приблизительно 1,5 мг/л органического углерода. Кроме
растворенного вещества всегда присутствуют и взвешенные в воде частицы
разного размера минерального и органического состава. Основная масса
взвешенных частиц образуется из остатков живых организмов,
преимущественно планктона, привносится с речным стоком суши,
осаждается из атмосферы. В океанической воде среднее содержание
взвешенных частиц около 1 мг/л, т.е. в океане находится примерно 1,371012 т
взвешенного вещества.
Существенной характеристикой воды океана является ее
прозрачность, что особенно важно для нормального протекания фотосинтеза.
Ресурсы Мирового океана грандиозны и
делятся на 2 группы биохимические и минеральные.
1. Океан – источник пищевых ресурсов. В нем обитает свыше 300 000
видов живых организмов, от микроскопических водорослей до самых
крупных на планете животных – синих китов, масса которых может
достигать 160 т.
2. Океан – источник минерального сырья:
- сырье и полезные ископаемые в недрах под океаном (нефть, газ,
уголь, сера, железо, фосфаты и др.);
- прибрежные россыпные месторождения (цирконий, магнетит,
вольфрамит, золото, алмазы, платина).
Значение океана состоит еще и в том, что он, будучи «легкими
планеты», продуцирует своим фитопланктоном почти половину всего
кислорода атмосферы. По мнению многих ученых жизнь зародилась именно
в Мировом океане.
Кроме того, в обменном процессе между атмосферой и океаном
участвует 100 млрд.т СО2; океан, как «насос», поглощает своими холодными
59
водами CO2 в полярных широтах и отдает его в нагретых экваториальных и
тропических зонах. В общем балансе гидросферы Мировой океан занимает
ведущее место.
Вместе с тем существенное значение для биосферы в целом играет
пресная вода. Это прежде всего поверхностные воды (реки, озера, болота,
ручьи и т.д.), составляющие 0,03% от общего объема гидросферы.
Поверхностные воды – основной источник водоснабжения и орошения. В
речных руслах содержится всего 1,2 тыс.км3 воды, но годовой сток всех рек
Земли достигает 41,8 тыс.км3. В озерах содержится около 280 тыс.км3 воды.
Химический состав и концентрация солей в этих водах определяются
климатической зоной. Средний элементный состав поверхностных вод суши
отличается от среднего элементного состава вод Мирового океана. В речных
и озерных водах преобладают катионы Ca2+, Mg2+, Na+, К+ и анионы HCO3 ,
NO3 , SiO32 . Состав речной и озерной воды зависит от типа почвы
и горных пород, через которые она проходит, от типа источника питания в
виде поверхностного стока или грунтовых вод, от точки отбора пробы и
изменяется во времени. В речных и озерных водах содержится растворенный
CO2, регулирующий рН среды, и растворенный кислород. Содержание O2 в
воде определяется процессами фотосинтеза, дыхания организмов и
разложения органических веществ. Водородный показатель большинства рек
и озер колеблется в интервале от 6 до 8.
Важной характеристикой природных вод является их жесткость.
Природная вода, содержащая много солей кальция или магния, называется
жесткой водой в противоположность мягкой воде, содержащей мало этих
солей или совсем не содержащей их. Жесткость воды подразделяется на
карбонатную и некарбонатную. Карбонатная жесткость обусловлена
присутствием гидрокарбонатов Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2, а некарбонатная присутствием сульфатов CaSO4, MgSO4 или хлоридов CaCl2, MgCl2.
Карбонатная жесткость устраняется кипячением или добавлением в воду
Са(ОН)2:
SO24 , Cl-,
t0
Са(НСО3)2  СаСО3+ Н2О + СО2
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3+ 2Н2О
Поэтому карбонатную жесткость называют также временной жесткостью;
постоянная жесткость устраняется добавлением соды Na2CO3:
CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4
60
В настоящее время для устранения жесткости воды используются
ионообменные смолы.
Общая жесткость воды выражается через количество вещества
эквивалента ионов Са2+ или Mg2+ в ммоль/л. Вода с жесткостью менее
4 ммоль/л называется мягкой, от 4 до 8 ммоль/л – средней, от 8 до 12 ммоль/л
– жесткой, свыше 12 ммоль/л – очень жесткой. Жесткость природных вод
колеблется в очень широких пределах, а наиболее мягкой является
атмосферная вода.
Вода в атмосфере находится главным образом в виде водяного пара,
его конденсата (капли воды и ледяные кристаллы). Почти весь водяной пар
(90%) сосредоточен в нижней части атмосферы. Содержание водяного пара в
воздухе тропосферы зависит от температуры. Теплый воздух способен
удерживать значительно больше водяного пара, поэтому в полярных районах
в приземном воздухе содержится около 0,2%, а в экваториальном - около 3%
водяного пара. Высокая влажность приводит к уменьшению содержания
других газов, однако, соотношение между ними остается постоянным. Снизу
вверх содержание водяного пара уменьшается в соответствие с падениями
температуры с высотой.
Объем водяного пара в атмосфере постоянно пополняется за счет
испарения с водоемов, с влажной почвы, при транспирации растительностью,
при дыхании организмов. При любом окислении органического вещества, в
том числе и при пожарах, в атмосферу выделяются пары воды.
Одновременно с этим, при насыщении воздуха водяным паром, происходит
его конденсация или сублимация. Образующиеся облака либо рассеиваются
за счет испарения, либо капельки воды или кристаллы льда укрупняются,
образуя атмосферные осадки. В круговороте между земной поверхностью и
тропосферой вращается около 1,21012 т воды в сутки или около 4,41014 т в
год. При этом происходит трансформация энергии. На испарение воды
расходуется тепло и в виде скрытой теплоты испарения аккумулируются в
водяном паре атмосферы. При конденсации последнего тепло выделяется и
нагревает воздух. Таким образом, водяной пар атмосферы является
аккумулятором солнечной энергии. Воздушные массы, перенося водяной пар,
переносят тепло (солнечную энергию) из теплых районов в более холодные,
обогревая их. Энергетическая роль воды в атмосфере заключается еще в
следующем: молекулы воды в атмосфере препятствуют тепловому
излучению поверхности Земли в Космос, создавая, тем самым, наряду с
молекулами CO2, парниковый эффект в атмосфере. Чем больше водяного
пара в атмосфере, тем выше парниковый эффект.
Биологическая вода – все без исключения живые организмы на Земле
содержат в своем составе воду (в среднем 80% по массе). Подавляющая
61
масса вод биосферы неоднократно проходит через живые организмы в
результате обмена веществ.
Благодаря своим уникальным свойствам, вода имеет огромное
экологическое значение как создательница оптимального теплового режима в
экосфере. Вода является идеальной средой, стабилизирующей температуру
на земной поверхности. Это связано с большой удельной теплоемкостью 2
воды.
Это свойство воды предохраняет поверхность планеты от резких
колебаний температуры. Уникальное свойство воды состоит и в том, что если
у других жидкостей при понижении температуры объем уменьшается
непрерывно, то у пресной воды он уменьшается до 4 0С, а затем
увеличивается. Следовательно, пресная вода имеет максимальную плотность
при 4 0С. Это имеет важное экологическое значение для вод суши, особенно
для озер. Зимой, при охлаждении, на дне будет наиболее плотная вода,
имеющая температуру 4 0С. Все жидкости при замерзании уменьшают свой
объем, а вода – увеличивает. В результате лед не опускается на дно водоема,
а плавает на поверхности воды. Эта особенность воды предохраняет пресные
воды от промерзания. В свою очередь, соленая морская вода имеет
максимальную плотность при температуре замерзания. Это также имеет
большое экологическое значение, поскольку морская вода, охладившись на
поверхности, погружается вниз, а при большой глубине и объеме океаны и
моря охлаждаются медленно и поэтому полностью промерзнуть не могут.
Лед не образуется на поверхности, поскольку вверх все время поднимается
теплая вода. Это способствует длительному обмену веществом и энергией
между поверхностью океана и атмосферой.
Образованию льда в приполярных районах северного полушария
способствует поступление в Северный Ледовитый океан большого объема
пресной воды с речным стоком. Она растекается на поверхности более
тяжелой морской воды и способствует образованию ледяного покрова. То,
что пресная вода при замерзании увеличивает свой объем на 1/11 часть,
имеет еще один экологический аспект. Попадая в трещины скальных горных
пород, вода разрушает их. Без этого в приполярных горных районах не
образовался бы мелкозем почв.
Обладая самым высоким, после ртути, поверхностным натяжением и
смачиванием, и способностью «прилипать» к поверхности многих твердых
пород, вода способна подниматься по тонким капиллярам почв, в растениях и
Удельная теплоемкость - это теплоемкость единицы массы вещества (г, кг), т.е.
количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус (1 0С или 1К).
2
62
животных
(кровообращение),
что
также
имеет
исключительное
экологическое значение.
Хотя количество солнечной энергии, поступающей на земную
поверхность в одних и тех же широтах, примерно одинаково на суше и на
океане, вода поглощает тепла на 25-30% больше, чем суша. Вследствие
большой теплоемкости океанических вод и их постоянного круговорота,
Мировой океан аккумулирует основную массу тепла, получаемого Землей от
Солнца. В океанической толще накапливается приблизительно в 1000 раз
больше тепла, чем его поступает на поверхность океана за год. Поэтому
атмосфера нагревается, главным образом, за счет излучения тепла океаном.
Велика экологическая роль и твердой воды. Ледники суши – главные
хранилища пресных вод. Если бы материковый лед растаял, то уровень
Мирового океана повысился бы более, чем на 60 м и около 10% суши
оказалось бы затоплено. Общая площадь постоянного снежного покрова
составляет около 6% всей поверхности планеты, а вместе с сезонными
снегами – 22%. Белый снег отражает большую часть поступающих на него
солнечных лучей и, тем самым, влияет на тепловой баланс поверхности
Земли. Снежный покров в течение зимнего времени выступает
аккумулятором воды, которая освобождается весной.
Значительную экологическую роль играет и подземное оледенение
или подземная мерзлота, развитая в областях резко континентального
климата с очень холодной зимой и небольшим объемом атмосферных
осадков летом. Оттаивая, мерзлота поддерживает водность рек, способствует
заболачиванию территории, движению грунтов по склонам, деформации
почвенного профиля, препятствует проникновению корневой системы
деревьев в глубину и др. Зимой мерзлота делает доступной территорию
наземному транспорту. Мерзлые породы могут использоваться как
холодильники. Вечная мерзлота предъявляет особые требования для
строительства транспортных артерий, жилищных домов и хозяйственных
сооружений.
Подземные воды наиболее разнообразны по фазовому состоянию и
физико-химическим свойствам. Концентрация солей в них может изменяться
от 0,05 до 400 г/кг. Общий объем подземных вод, по оценке
В.И.Вернадского, 1300 млн.км3, а по расчетам А.П.Виноградова – в 10 раз
больше. Под влиянием солнечной радиации все воды гидросферы находятся
в непрерывном круговороте, в процессе которого осуществляется связь
природных вод с атмосферой, литосферой и живым веществом планеты.
В результате антропогенной деятельности воды гидросферы
загрязняются жидкими, твердыми и газообразными веществами. Вода
выполняет роль чистильщика и санитара. Атмосферная влага очищает воздух
63
от загрязнений. Почвенные, речные, грунтовые воды, как и воды
канализационных сооружений, перераспределяют загрязнение в конечные
водоемы стока, главным образом в океан, который является основным
отстойником, нейтрализатором и захоронителем загрязняющих веществ,
производимых человеком. В то же время загрязняется и сама гидросфера,
которая, в итоге, оказалась наиболее уязвимой частью Природы. Факторы,
угрожающие сохранности гидросферы – рост численности населения Земли,
низкий
уровень
культуры
землепользования,
географические
неравномерности
водопотребления,
отходы
промышленности,
сельскохозяйственных, бытовые и др. К основным экологическим проблемам
гидросферы относятся:
1. Проблема пресной воды;
2. Загрязнение воды и проблема чистой воды (сохранение качества
воды):
- загрязнение Мирового океана,
- загрязнение поверхностных вод суши и грунтовых вод
(поверхностно
активными
веществами,
хлорорганическими,
фосфорорганическими, нитратами, ионами тяжелых металлов),
- тепловые загрязнения,
- кислотные осадки,
- биологические загрязнения и др.;
3. Сточные воды и их обработка;
4. Очистка воды городского водопровода и др.;
5. Очистка питьевой воды.
Тесты для самоконтроля
I. рН морской и озерной воды поддерживается…
1. Фосфатным буфером;
2. Карбонатным буфером;
3. Деятельностью живых организмов; 4. Содержанием солей в воде.
II. Пресная вода содержит …
1. Менее 1 г солей на один литр воды;
2. Приблизительно 5-10 г солей на один литр воды;
3. Приблизительно 35 г солей на один литр воды;
4. Совсем не содержит растворенных солей.
III. Временная жесткость характеризуется присутствием в воде…
1. Сульфатов и хлоридов кальция, магния, железа;
2. Гидрокарбонатов кальция, магния, железа;
3. Нитратов и силикатов натрия, калия.
IV. Свойства воды, имеющие экологическое значение, это…
64
1. Большая удельная теплоемкость;
2. Максимальное значение плотности при температуре - 4 0С;
3. Универсальная растворяющая способность;
4. Высокое поверхностное натяжение и смачиваемость;
5. Существование на планете в трех агрегатных состояниях.
V. Постоянная жесткость устраняется…
1. Кипячением; 2. Добавлением к воде соды Na2CO3;
3. Использованием ионообменных смол;
4. Добавлением к воде гидроксида кальция Са(ОН)2.
8. Экология человека
Экология человека - (антропоэкология) - комплексная наука,
изучающая взаимодействие человека с окружающим миром, с постоянно
осложняющейся средой обитания. Важнейшей задачей ее является раскрытие
закономерностей производственно-экологического целевого освоения и
преобразования
разнообразных
географических
ландшафтов
под
воздействием социальной деятельности человека, а также изучение
естественных законов сохранения и развития здоровья людей в ходе такого
освоения.
Термин «экология человека» введен американскими учеными
Р.Тарком и Э.Бюргессом в 1921 г. В нашей стране планомерные
исследования в области экологии человека начались в 70-х годах ХХ в.
Человек в экосистеме
1. История взаимоотношений человека и природы начинается с
появлением человека и его обособлением от остального мира. Человек - дитя
Земли. При определении места человечества в истории Земли можно
констатировать, что человек на Земле - существо достаточно молодое.
Происхождение и становление человека - одно из звеньев единой цепи
эволюции разных групп растений и животных, которые начали завоевывать
открытое пространство. Процесс становления человека происходит на фоне
резких изменений в состоянии природы. Похолодание и распространение
ледниковых покровов в высоких широтах, иссушение в более низких, смена
растительности привели к изменению образа жизни и поведения высших
приматов - предков человека.
2. Сходства и различия человека и животных.
Человек является существом как биологическим, так и социальным.
Одной стороной своего существования человек принадлежит природе,
65
другой - социальному миру. Человек - биологический организм,
принадлежащий к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу
млекопитающих, отряду приматов, семейству гоминид, превращающихся в
человека - существо не только биологическое, но и социальное, в носителя
культуры. В этом суть проблемы антропогенеза.
Сходство человека и животных определяется:
- вещественным составом,
- строением, поведением организмов.
Человек, как и животные, состоит из белков и нуклеиновых кислот,
имеет совпадающие структуры и функции тела, а также рудиментарные
органы, т.е. органы, которые в процессе эволюции утратили свое значение
(например, глаза у крота и слепыша, аппендикс у человека); человеческий
зародыш проходит в своем развитии те же стадии, которые прошла эволюция
животного.
Основным отличием человека от животных является разум. Даже
самые высшие животные не способны к понятийному мышлению, т.е. к
формированию отвлеченных, абстрактных представлений о предметах, в
которых обобщены основные свойства конкретных вещей. Благодаря
способности к понятийному мышлению, человек заранее планирует свою
работу, осознает, что он делает, и понимает мир.
Вторым главным отличием является то, что человек обладает речью.
У животных наблюдается развитая система общения с помощью сигналов.
Но только у человека есть то, что И.П.Павлов назвал третьей сигнальной
системой - общение с помощью слов. Этим человеческое существо
отличается от других общественных животных.
Способность к труду - еще одно фундаментальное отличие человека
от животных. Только человек способен придумывать, изготавливать орудия
труда. С этим связано утверждение, что животные приспосабливаются к
окружающей среде, а человек преобразует ее, и, что в конечном счете, труд
создал человека.
Отличительными
признаками
человека
являются
также
прямохождение, которое освободило его верхние конечности, и, как
следствие, развитие рук и, особенно, большого пальца на них. К характерным
признакам человека, повлиявшим на развитие его культуры, относятся
использование огня и захоронение трупов.
Эти главные отличия человека от животных определили те
направления, по которым шло обособление человека от природы.
3.Эволюция человека (становление человека).
Человек - это продукт естественного развития природы,
законнорожденное дитя биосферы Земли. Согласно антропогенезу, процесс
66
происхождения человека не является линейным, причем в начальной стадии
существовало одновременно множество родственных видов, большинство из
которых вымерло. Пока еще не все ясно в системе антропогенеза. По мнению
Р.Левонтина «Все попытки доказать, что тот или иной ископаемый является
нашим прямым прародителем», отражают устаревшее представление об
эволюции как о строго линейном процессе и о том, что ископаемые формы
должны составлять некую единую последовательность, соединяющую
прошлое с настоящим, т.е. эволюция осуществляется в процессе постоянного
возникновения новых ответвлений, большая часть которых очень быстро
исчезает. В каждый период времени существует множество параллельных
эволюционных линий, происходящих от общего предка.
Вся цепочка предшественников современного человека, с точки
зрения сегодняшнего естествознания, выглядит следующим образом: самый
древний, известный науке предок человека и высших обезьян, рамапитек жил на территории от Индии до Африки около 14 млн.лет назад. Примерно
10 млн.лет назад от него отделился предок орангутанга - сивапитек, который
остался в Азии. Общий же предок гориллы, шимпанзе и человека, повидимому, обосновался в Африке, т.к. именно там обнаружены древнейшие
орудия труда (~2,5 млн.лет назад), остатки жилищ (1,75 млн.лет назад),
найдены остатки «человека умелого», жившего 2 млн.лет назад. Он обладал
уже такими чисто человеческими признаками, как прямохождение и заметное
развитие кисти рук, умел изготовлять и применять первобытные каменные
орудия труда. Да лее развитие современного человека прослеживается более
определенно: питекантроп, обитавший около 500 тыс.лет назад, синантроп 400 тыс.лет назад, неандерталец - 200-35 тыс.лет назад, «человек разумный» 30-40 тыс.лет назад.
Теория антропогенеза изложена П.Тейяром де Шарденом в работе
«Феномен человека», где он показал, каким путем шло развитие от
предчеловека к «человеку разумному» - увеличение и усложнение мозга,
выпрямление лба, овладение огнем и орудиями. По его мнению появление
homo sapiens - это скачок в антропогенезе, причем возникновение человека это процесс «коллективный» и «первым человеком» является и может быть
только «множество людей».
Итак линия эволюции человека выстраивается следующим образом:
«человек умелый»  неандерталец «человек прямоходящий» 
«человек разумный». После появления «человека разумного» человек уже не
изменялся генетически, но продолжалась его социальная эволюция.
В процессе становления человека условно выделяют три стадии:
1) древнейшие люди,
2) древние люди,
67
3) современные люди.
Основные стадии эволюции человека представлены в табл. 6.
Таблица 6
Время появления
более 10
млн.лет
назад
4,5-1,75
млн.лет
назад
2 млн.лет
назад
ранние
формы 2,6
млн.лет
назад; расцвет - 600400 тыс.лет
назад
ранние
формы 1,5
млн.лет
назад; расцвет - 25040 тыс.лет
назад
менее 40
тыс.лет
назад
менее 10
тыс.лет
назад
Основные стадии эволюции человека
ПредстаСтадия
витель
Признаки, харакантропогесреди истерные для людей
неза
копаемых
форм
прямохождение
отделение
австраловетви гопитек
минид
использование
прегоавстралоразличных предминидная
питек
метов
изготовление
древнейчеловек
орудий труда
шие люди
умелый
поддержание огчеловек
ня; речь (примипрямохотивная), простые
дящий
формы коллек(питекантивной деятельтроп и
ности
синантроп)
добывание огня,
простая форма
коллективной
деятельности,
забота о ближних,
речь более продвинута
настоящая речь,
мышление, искусство, развитие с/х,
промышленности
развитие с/х, промышленности,
техники, науки
Масса
мозга, г
Распространение по
планете
около
500
около
500
750
Индия, Африка
8501100
Африка,
Азия
Африка
древние
люди
неандерталец
до
1500
Африка,
Западная и
Центральная
Европа, Восточная
Азия, Индонезия.
Европа, Африка, Азия
современные люди
кроманьонец
около
1400
Европа,
Азия, Африка, Америка
современные люди
Всесветное
Современный этап эволюции человека
Все современное человечество принадлежит к одному виду. Единство
человека вытекает из общности происхождения, сходства строения,
68
плодовитости потомства, браков между представителями разных рас. Общий
уровень физического и умственного развития одинаков у всех людей. Внутри
вида «homo sapiens» выделяют три большие расы: негроидную (черную),
европеоидную (белую), монголоидную (желтую). Каждая из них делится на
малые расы. Различия между расами сводятся к особенностям цвета кожи,
волос, глаз, формы носа, губ и т.д. Возникли эти различия в процессе
приспособления человеческих популяций к местным природным условиям.
Для современного этапа эволюции человека (последние 30-40 тыс.лет)
характерно резкое снижение роли биологических факторов. Для эволюции
животных решающее значение имеет изменение условий среды обитания, к
которым популяции и виды приспосабливаются путем естественного отбора.
Человеческие сообщества сами создают для себя среду обитания, тем самым
освобождаясь от движущей формы естественного отбора.
Здоровье человека и человеческой популяции
С древних времен здоровье человека является важнейшей ценностью
и свидетельствует о физическом и духовном его благополучии, умении
распределять
энергию
и
внимание
между
разными
сферами
жизнедеятельности, ответственности за продолжение рода и благополучие
будущих поколений. И в ХХI в здоровье - это проблема номер один. В
уставе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) говорится о высшем
уровне здоровья как об одном из основных прав человека. Современная
наука рассматривает здоровье в двух формах:
1) общественно-популяционное здоровье (здоровье общественных и
демографических групп населения);
2) индивидуальное здоровье (здоровье индивида).
Здоровье популяции - процесс долговременного социальноприродного, социально-исторического и социально-культурного развития
жизнеспособности и трудоспособности человеческого коллектива в ряду
поколений. Это развитие предполагает совершенствование физиологических,
социокультурных и творческих возможностей людей. Здоровье популяции и
индивида являются необходимой предпосылкой интеллектуального здоровья
человека, полноценной реализации его творческих возможностей. И
наоборот,
когда
социально-исторические
условия
препятствуют
полноценному развитию интеллектуального здоровья, в высокой степени
вероятны такие отрицательные следствия, как снижение общего уровня
здоровья популяции, выраженные в показателях заболеваемости
и
смертности, росте хронической патологии и т.д. Принято говорить о триаде
важнейших функций популяционного здоровья:
69
- функция 1 - конкретный живой труд, или совокупность психофизических затрат в ходе производственной деятельности, которые
совершаются работающими индивидами внутри данной популяции;
- функция 2 - социально-биологическое воспроизводство
последующих поколений, с которыми связано существование института
семьи;
- функция 3 - воспитание и обучение последующих поколений,
усвоение или совокупность умений, навыков и знаний, необходимых для
успешной социально-производственной, творческой деятельности, для
полноценного воспроизводства следующих поколений.
Комплексные научно-практические меры должны быть направлены на
сбалансированное, взаимосвязанное развитие этих функций, обеспечивающее
увеличение социально-трудового потенциала населения, сохранение и
развитие здоровья людей. Фактически речь идет о разработке систем
жизнеобеспечения, учитывающих специфику различных в природноэкологическом отношении территорий.
Индивидуальное здоровье
В 1947 году ВОЗ сформировало термин «здоровье», как состояние,
характеризующееся полным физическим, умственным и социальным
благополучием, а не только отсутствием болезни и инвалидности.
В настоящее время это определение уточняется:
«здоровье индивида есть динамический процесс сохранения и
развития его социально-природных, биологических, физиологических и
психических функций, социально-трудовой, социально-культурной и
творческой активности при максимальной продолжительности активной
жизни».
Организм нормально функционирует лишь во взаимодействии с
окружающей средой - природной, культурной, социально-психологической,
производственной и средой жилого помещения. Окружающая человека среда
есть система физических, химических, биологических и психо-социальных
факторов, которые влияют на его существование. Среда жизнедеятельности
представляет собой совокупность места обитания, воздуха, пищи, воды,
экономических и социальных условий жизни.
Связующим звеном между понятиями «здоровье» и «среда
жизнедеятельности» являются знания об адаптациях, как совокупности
морфологических, поведенческих, популяционных и др. особенностей,
которые обеспечивают соответствующий образ жизни при определенных
условиях среды. Способы использования ресурсов внешней среды,
особенности образа жизни отражают биологическую и социальную сущность
не только здоровья человека, но и возможность возникновения болезни.
70
Можно выделить следующие генеральные адаптации человека:
1. Относительно крупные размеры. Увеличение размеров тела имеет
ряд последствий для организма: уменьшение относительных энергетических
затрат, возможности расширения источников жизни, индивидуального
участка и подвижности;
2. В привычных условиях человек адаптирован к постоянному уровню
земного притяжения, у него возникла мощная мускулатура, позволяющая ему
свободно передвигаться в гравитационном поле;
3. Прямохождение человека привело к уменьшению площади
поверхности тела, подвергающейся солнечной радиации и, следовательно, к
ослаблению теплового стресса. Прямостоящий человек получает лишь 2/3
энергии, идущей непосредственно от солнца, которая достается
четвероногому животному;
4. Человек имеет совершенную терморегуляцию. Современные люди
являются теплокровными организмами. Они способны поддерживать
постоянную и высокую температуру тела за счет внутренней теплопродукции
и ее регуляции. Современный человек отличается от других представителей
отряда приматов отсутствием значительного волосяного покрова, а регуляция
температуры тела у него зависит от потоотделения. Адаптация человека к
высокой температуре окружающей среды осуществляется несколькими
способами: увеличение относительной поверхности тела - морфологический
способ; повышение легочной вентиляции - физиологический способ;
повышение вязкости крови - биохимический способ; снижение двигательной
активности и перемещение в тень - поведенческий способ;
5. По способу питания человек относится к гетеротрофным
организмам, находится на вершине сложных пищевых цепей и поэтому
зависит от природной среды, несмотря на все совершенство развитой им
техники;
6. Человек обладает значительным по продолжительности времени
индивидуальным развитием, что привело к замедлению темпов размножения,
усилению общественных отношений в связи с занятостью матери заботами о
потомстве.
Использование источников пищи, доступность которых ограничена в
пространстве и во времени, длительная забота о потомстве, необходимость
узнавать родственников, вести себя с ними в соответствии с прошлым
опытом - это все примеры сложного социального поведения человека.
Из всего сказанного можно сделать следующий вывод: видовые
особенности человека - крупные размеры, прямохождение, мощная
антигравитационная мускулатура, совершенная терморегуляция, замедление
темпов индивидуального развития, усиление общественных отношений 71
являются адаптациями к среде обитания, признаками здоровья. Ослабление,
отсутствие какого-либо из признаков есть свидетельство болезни.
Однако, человек не является совершенным существом. Так,
прямохождение невыгодно энергетически и не позволяет достичь высоких
скоростей перемещения; даже при широко расставленных ногах тело
человека неустойчиво.
Длительное стояние, ношение тяжестей очень утомляет человека,
приводит порой к плоскостопию и расширению вен на ногах. Уязвимыми
частями тела оказались живот и грудь. Изолированной от опоры-земли
оказалась стопа. Босая стопа - это своеобразный приемник механической
энергии и информации, идущей от Земли. Она должна подвергаться
механическому раздражению, которое благотворно влияет на деятельность
внутренних органов. Кисти рук являются мощным излучателем энергии и
информации, главным образом электромагнитной. У четвероногих «вход» и
«выход» организма замыкается через Землю; у человека этого не происходит
- рука поднята над Землей. Таким образом, адаптивные признаки человека
обеспечивают относительную приспособленность к среде обитания.
Факторы здоровья
Здоровье человека, как и его болезни, определяется следующими
факторами: наследственностью, состоянием окружающей среды, образом
жизни, состоянием здравоохранения.
«Яблоко от яблони недалеко падает» - эта поговорка точно отражает
биологическую закономерность, в силу которой мы наследуем черты
предков. Основными носителями наследственности являются гены. Они
формируют личностные особенности будущего человека. Весь объем
наследственной информации, переданный потомству, заключен в
комбинации, состоящей из сотни тысяч генов - генотипе. В генотипе помимо
доминирующих имеются также рецессивные - скрытые и замаскированные
признаки, которые могут проявиться в других поколениях. Комбинация генов
является единственной и неповторимой в своем роде. На свете не существует
двух одинаковых людей, за исключением так называемых однояйцевых
близнецов, генотипы которых не отличаются друг от друга.
Гены, несмотря на их огромное число, не представляют собой
беспорядочное нагромождение. Они уложены в абсолютно строгой
очередности в хромосомах. Хромосомы обеспечивают передачу информации
из поколения в поколение. Эти палочкоподобные образования складываются
из частичек ДНК - нуклеиновой кислоты, которые выполняют функцию
памяти клетки и носителя генетической информации. Здесь находится
зашифрованная языком химии инструкция о том, какие клетки должны
производить белок и управлять своим развитием и как передавать гены
72
последующим поколениям. Каждая клетка человека имеет 46 хромосом
уложенных в 23 пары. Исключения составляют генеративные клетки,
предназначенные для размножения. Они составляют половину этого числа.
Но в момент оплодотворения их клетки тоже получают полный набор
хромосом. В зависимости от того, как разные гены (отцовские и
материнские) будут взаимодействовать между собой, ребенок будет больше
походить на того, или другого родителя. Гены отличаются высокой
устойчивостью и внешним воздействием и способны оставаться
неизменными на протяжении многих поколений.
Известно, что каждый человек носит от 6 до 10 порочных генов. Но
убогое потомство может получиться только если у обоих родителей
поврежден один и тот же ген. Вероятность столь трагичного совпадения
ничтожна мала и зависит от воли случая. Тяжелые болезни не всегда вызваны
инфекцией или физической травмой. Они возникают и вследствии
нарушения деликатных процессов наследственности. Различают три группы
наследственных заболеваний:
1) Болезни, связанные с изменением нормального числа или строения
хромосом, они называются хромосомными. Самым серьезным следствием
изменений хромосом зародыша, является неправильное формирование его
органов, как внутренних, так и наружных. Нарушается строение и работа
головного мозга, страдают, как правило, органы зрения и слуха. Наиболее
распространенная хромосомная болезнь - болезнь Дауна, описанная еще в
1881 году англ.ученым Л.Дауном. Эта болезнь характеризуется
своеобразным внешним видом: неправильная форма черепа, косой разрез
глаз, маленькие уши, вялые мышцы, а также отставание в психическом
развитии. Она возникает в силу наличия дополнительной хромосомы. Вместо
46 их у больного 47. Опасность родить ребенка с болезнью Дауна зависит от
возраста будущей матери. Для 45-летней матери она в 100 раз выше, чем для
20-летней.
Гемофилия - сущностью этой болезни является неспособность
организма выделять компоненты свертываемости крови. Недуг наследуется
странным образом. Порочный ген привносится женщиной, а страдают от
него мужчины. Из 10 тысяч мальчиков один является на свет с этой болезнью
и рискует погибнуть от пустяковой царапины. В таком случае только
стационарное лечение может остановить полную потерю крови. Более
серьезные травмы практически не оставляют шансов на спасение, если не
сделать переливание крови донора, организм которого способен
вырабатывать вещество, затягивающее раны.
2) Вторую группу образуют наследственные заболевания, связанные с
повреждением одного гена (моногенные болезни). Гены обладают большой
73
устойчивостью, но и измененный ген (мутант)
также может быть
устойчивым. В настоящее время известно свыше 3 тыс. генетических
нарушений, связанных с изменением одного гена. В ряде случаев причина
заболевания кроется в изменении определенного фермента. Природа многих
нарушений неизвестна.
Примеры болезней - при цветовой слепоте (дальтонизм) человек не
может отличить красный цвет от зеленого. Этим дефектом зрения страдает
около 45% мужчин и менее 1% женщин.
По последним данным шизофрения - мутация гена, содержащего
информацию о протеине, веществе, отвечающем за сигналы, передаваемые
по нервной системе.
3) К третьей группе относят многофакторные болезни. В основе этих
заболеваний лежит наследственная предрасположенность. Основная
особенность этих недугов, которая и определила их название - болезни с
наследственными предрасположениями, она заключается в том, что
заболевание
развивается
только
в
результате
взаимодействия
наследственного задатка с факторами окружающей среды. Алкоголизм,
инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь и ряд других заболеваний
связан с наследственной предрасположенностью. Каждый человек должен
знать свою родословную и представлять возможность заболеваний, к
которым имеет наследственную предрасположенность. Наследственные
заболевания протекают тяжело, лечение малоэффективно, они передаются из
поколения в поколение и для их предупреждения важна профилактика.
Отклонения в наследственном механизме могут быть обусловлены
нездоровой средой обитания. Наиболее опасны ртуть и ее органические
соединения, многие пестициды, детергенты (моющие средства), консерванты.
Причиной мутации может стать рентгеновское, радиоактивное облучение и
даже ультрафиолетовые лучи. Поврежденный ими ген или несколько генов,
изменения в числе и структуре хромосом, а также в материнской ДНК
становятся причиной дефектов развития и врожденных болезней. Они
проявляются сразу или через годы, подобно взрыву мины замедленного
действия.
Можно ли предупредить наследственные болезни?
Генетики уже более ста лет задумываются над опасностью
наследственных заболеваний, называя их «вырождением человеческого
рода». В настоящее время разрабатывается ряд направлений в профилактике
наследственных болезней:
1. Первое связано с контролем за состоянием окружающей среды, т.е.
с определением необходимых качеств и допустимых норм загрязнений и
исключением мутагенных веществ, вызывающих изменение генов. Работа в
74
этом направлении преследует одновременно нейтрализацию терагенов –
веществ,
вызывающих
уродство
и
канцерогенов,
вызывающих
злокачественные новообразования.
В настоящее время внедряется новый метод предупреждения
врожденных и наследственных заболеваний – генетический мониторинг
популяций. Он предусматривает регистрацию и слежение за частотой
появления новых мутаций. Генетический мониторинг популяций
предполагает контроль за мутагенными влияниями внешней среды. С
состоянием окружающей среды связана еще одна группа наследственных
болезней – экогенетических, которые развиваются у наследственнопредрасположенных лиц под влиянием определенных факторов внешней
среды. Ученые ищут способы выявления мутагенной активности химических
веществ. В первую очередь речь идет о мутагенных лекарственных средствах
и пищевых добавках. Необходимо также исключить рентгенологические и
радиологические воздействие.
2. Второе направление связано с поиском антимутагенов – веществ,
препятствующих возникновению мутаций. Такие вещества имеются в живой
природе, а также среди создаваемых человеком химических соединений.
Антимутагены можно использовать в качестве пищевых добавок и лекарств .
Обнаружены
некоторые
антимутагенные
свойства
у
некоторых
лекарственных препаратов, например, у витаминов С и Е, есть антимутагены
в продуктах растительного происхождения, например, все зеленые культуры.
3.Третье важнейшее направление профилактики наследственных
заболеваний – планирование семьи. Трагедия больного ребенка зачастую
ломает судьбу родителей, хотя нередко родители сами повинны в этой
трагедии. Так, высокий уровень наследственных заболеваний в некоторых
регионах Азии и Африки, народов Крайнего Севера, связан с допущением
браков между близкими родственниками. У детей в этом случае особенно
часто проявляются скрытые наследственные заболевания.
Планирование семьи – система мер, соблюдение которых позволяет
свести до минимума риск рождения больного ребенка. Это - отказ от
близкородственных браков, рождение ребенка в оптимальном возрасте,
целый ряд других мер. Оптимальным для деторождения является возраст
матери от 20 до 35 лет. Более ранние и поздние роды увеличивают риск
рождения ребенка с наследственной или врожденной патологией. В систему
мер
по
планированию
семьи
включается
медико-генетическое
консультирование, позволяющее предупредить рождение больных детей в 35% семей, которые обратились по поводу прогноза здоровья будущего
ребенка.
75
4. Четвертое направление в работе по предупреждению
наследственной патологии – дородовая диагностика, которая позволяет
установить наследственную патологию эмбриона или плода и прервать
беременность.
Особенно эффективна профилактика болезней, проявляющаяся под влиянием
внешней среды у взрослых. Например, можно предотвратить ранний рак
легких, если бросить курить и прекратить работу в запыленной среде.
На здоровье человека оказывает влияние также состояние
окружающей среды - погодные факторы, биоритмы, ландшафт, звуки,
химическое и биологическое загрязнение среды.
Тесты для самоконтроля
I. К социальным факторам становления человека не относится:
1. Сознание; 2. Речь; 3. Борьба за существование;
4. Трудовая деятельность; 5. Мышление.
II. Наследственной болезнью человека является:
1. Дифтерия; 2. Грипп; 3. Скарлатина; 4. Гемофилия; 5. Ангина.
III. Понятие «адаптация» - это…
1. Реакция человека на состояние окружающей среды;
2. Процесс и результат приспособления организма к различным условиям существования в окружающей среде;
3. Миграция населения; 4. Наследование определенных признаков.
IV. Основными носителями наследственности являются:
1. Белки; 2. Гены; 3. Соматические клетки; 4. Регенеративные клетки.
V. «Хромосомные болезни» связаны:
1. С изменением нормального числа или строения хромосом;
2. С повреждением одного гена;
3. С факторами окружающей среды;
4. С нездоровой средой обитания.
9. Глобальные социально-экологические проблемы
В наше время угроза окружающей среде приняла глобальный
характер. Сложилась парадоксальная ситуация - мировая цивилизация
достигла поразительных высот и в то же время оказалась на краю пропасти.
К общепланетарным экологическим проблемам в современном обществе
относятся: стремительный и неконтролируемый естественный прирост
76
Численность, млрд.чел.
населения; производство в интересах господствующих групп, наносящее
ущерб окружающей среде;
нехватка продовольствия и нищета в
слаборазвитых странах; истощение сырьевых и энергетических источников и
развитие технологических систем, загрязняющих природу; возрастание
агрессивности среды; возникновение эпидемий, разгул бандитизма и
терроризма;
изменение генофонда; религиозные конфликты, кризис
культуры, нравственности, семьи.
С проблемами кризиса среды сегодня сталкиваются все страны. Мы
рассмотрим одну из этих проблем – проблему народонаселения.
Экологическая ситуация в мире во многом зависит от состояния
народонаселения.
Народонаселение – это совокупность людей, живущих на нашей
планете в целом или в пределах какой-либо ее части. Воспроизводство
населения зависит от многих факторов, которые обычно разделяют на
медико-биологические,
социально-экономические
и
целостномировоззренческие. На протяжении большей части человеческой истории
рост численности народонаселения был малозаметен. Однако в XVIII-XIX вв
этот процесс стал набирать темпы и чрезвычайно резко ускорился в первой
половине ХХ в (рост численности пошел по экспоненциальной кривой,
рис. 10).
9
7
5
3
1
0
1750
1800
1850
1900
1950
Рис. 10.
2000
2050
2100
Годы
Некоторые цифры:
1830 г – 1 млрд.человек;
1999 г – 6 млрд.человек;
1930 г – 2 млрд.человек;
2004 г – 6,4 млрд.человек;
1977 г – 4 млрд.человек;
2009 г – 6,8 млрд.человек;
1987 г – 5 млрд.человек;
Согласно исследованию организации Population Reference Bureau численность населения Земли к 2011 году достигнет 7 млрд. человек, а к
2050 году - 9,3 млрд.человек. Бурное (экспоненциальное) развитие народонаселения Земли связано с демографической революцией.
77
Демографическая революция – это переход от традиционного типа
воспроизводства населения, основанного на равновесии высокой смертности
и высокой рождаемости, к более прогрессивному типу, в основе которого –
равновесие низкой смертности и низкой рождаемости. Среди главных
причин, вызвавших изменение демографической ситуации – прежде всего
успехи профилактической и излечивающей медицины, способствовавшие
существенному снижению относительных показателей смертности населения
(в том числе детской), а также рост потребности производства в рабочей
силе. Однако, затем продолжительное время относительно низкая смертность
сочеталась с высокой рождаемостью. Это привело к демографическому
взрыву, т.е. к резкому увеличению народонаселения.
В развитых странах начало демографического перехода (революции)
отмечено в конце XVIII в, а завершился он, практически, к началу ХХ в. В
развивающихся странах этот процесс наблюдается и в настоящее время.
Согласно данным, приводимым К.М.Петровым, население мира
увеличивается сегодня примерно на 80-90 млн.человек в год, но плотность
населения в различных районах планеты неодинакова. Это проявляется даже
в пределах стран, где, как правило, большая часть населения
концентрируется в городах. Распределение численности населения в
различных регионах имеет следующие особенности:
1. Европа – высокая плотность, слабый прирост населения.
2. Сибирь и Северная Америка – низкая плотность, слабый прирост
населения.
3. Центральная Америка, Африка, Восток – низкая плотность,
быстрый прирост населения.
4. Индия, Китай, Юго-Восточная Азия – высокая плотность, быстрый
прирост населения.
Плотность населения в Нидерландах, Японии, Индонезии достигает
300 чел/км2. Рекорд по перенаселению принадлежит Египту, где плотность
составляет 1000 чел/км2. Основной прирост населения Земли в настоящее
время приходится на развивающиеся страны. Это провоцирует обострение
экологических и социальных проблем - дефицит продовольствия,
возникновение и распространение эпидемий, инфекционных заболеваний,
периодически вспыхивающих межэтнических, религиозных и кастовых
конфликтов, а также все более усугубляющееся отставание в уровне
культурного развития.
В настоящее время выделяют некоторые негативные последствия
роста численности населения Земли: рост материального потребления; рост
городских агломераций; загрязнение среды; падение уровня жизни;
изменение структуры населения и его скученность.
78
Рост потребления. Рост населения не пропорционален росту
потребления, т.к. он обычно сопровождается падением уровня жизни.
Потребление возрастает, прежде всего, за счет тех областей, которые мало
связаны с уровнем жизни (например, потребление зерна, риса и т.п.).
Рост городов. В силу того, что сельскохозяйственное производство не
предоставляет дополнительных рабочих мест, избыточное население
сосредотачивается в городах. Рост городов происходит нередко за счет
сельскохозяйственных угодий, что, в свою очередь, ведет к усилению оттока
населения из сел в города.
Загрязнение среды возрастает из-за увеличения объема бытовых
отходов, роста городов как наиболее мощных источников загрязнения,
интенсификации
сельскохозяйственного
производства.
Загрязнение
провоцирует рост заболеваемости, запуская механизм естественного отбора,
ведущего к ухудшению генофонда.
Падение уровня жизни. Основные факторы падения уровня жизни
связаны с ростом численности населения, ростом цен на землю, удорожанием
жилищного строительства, ресурсов, всех систем жизнеобеспечения, а также
с ростом непроизводительных расходов.
Изменение структуры населения. Сдвиг в пользу городского
населения с ростом его численности сопровождается:
- изменением соотношения возрастных групп (омоложение населения,
сопровождаемое ростом безработицы среди молодежи, преступности и
общей социальной нестабильности);
- изменением соотношения полов в младших возрастных группах
(число мальчиков превышает число девочек);
- изменением соотношения полов в старших возрастных группах
(снижение продолжительности жизни мужчин по сравнению с женщинами,
увеличение числа одиноких женщин среднего и пожилого возрастов).
Скученность. Скученность населения ускоряет процесс загрязнения
среды, провоцирует гормональные нарушения у человека, увеличивает
степень конфликтности и агрессивности в семье и на производстве.
Социально-психологические последствия скученности – отчуждение, утрата
социальной значимости личности, снижение ценности жизни, социальные
безразличия и карьеризм, саморазрушение (алкоголизм, наркомания, половые
извращения), преступность.
Демографическая проблема остается актуальной и в начале XXI в.
Население планеты постоянно растет. Сегодня эта проблема волнует и демографов, и социологов, и экономистов, и экологов, и политиков. Предполагается, что снижение числа жителей Земли произойдет не ранее середины
XXI в, когда популяция людей может достигнуть 12 млрд. человек. Это гро79
зит включением так называемых экологических факторов, зависящих от
плотности населения. Высокая численность населения и его подвижность
способствуют распространению болезней, опасных для здоровья и жизни
людей. Теоретически вероятны шквалы заболеваний, например пандемии
гриппа, неконтролируемое лавинообразное распространение ВИЧ-инфекции
и др. Многие специалисты отмечают, что чем выше будет численность и
плотность населения, хуже состояние общего здоровья, тем катастрофичнее
будут последствия эпидемий и пандемий.
С прогрессирующим ростом населения неизбежно связана проблема
голода. Зона, где большинство населения страдает от голода и недоедания,
протянулась по обе стороны экватора и включает многие страны Азии,
Латинской Америки, Африки. Специалисты ООН считают, что голодающих
около 500 млн.человек, эксперты МБРР (международный банк
реконструкции и развития) называют более 1 млрд.человек. Еще большее
число людей недоедает, то есть испытывает недостаток в питании
необходимых питательных веществ (белков, жиров, витаминов,
микроэлементов). Однако развитие негативных событий отнюдь не
обязательно, если будут учтены экологические закономерности и
ограничения, если человечество вложит значительные силы и средства в
сферу оптимизации своего воспроизводства.
Проблема народонаселения потенциально вполне разрешима, хотя
решение ее не может быть стандартным для всех стран. К началу XXI в.
отмечаются следующие демографические тенденции:
1. В развивающихся странах темп роста населения продолжает
увеличиваться. Рекордсменом здесь остается Африка, где ежегодный прирост
населения в среднем 2,8% (в 3 раза выше, чем в США) - в Кении он
достигает 4,2%, в Индостане – 2,5%, на Ближнем Востоке – 2%. Некоторые
страны провели и проводят более или менее жесткую политику
регулирования рождаемости: в Китае рекомендуется один ребенок в семье, в
Индии – двое детей. Однако, по данным МБРА, решительный поворот к
сокращению рождаемости в этих странах могут обеспечить только разумные
социальные преобразования - поднятие жизненного уровня, улучшение
социального обеспечения, повышение уровня образования и грамотности
населении. К середине 70-х годов появились первые признаки снижения
темпов прироста населения в Китае и Индии. Это во многом стало
возможным благодаря росту занятости женщин на производстве,
возрастанию городского населения, повышению культурного уровня,
ослаблению влияния религии и традиций, успехам здравоохранения,
реализации экономических мер, стимулирующих отказ от рождения детей и
ряду других факторов.
80
2. В экономически развитых странах в конце ХХ в. рост населения
замедлился, произошло выравнивание показателей рождаемости и
смертности. Эта стадия характерна для развитых стран Европы, США.
Японии, где годовой прирост населения составляет примерно 1% и
продолжает сокращаться.
3. В ряде стран наблюдается «демографический кризис» - снижение
рождаемости, увеличение смертности. К таким странам относится Россия.
Задача правительства стабилизировать демографическую ситуацию.
Как считают сегодня специалисты, комплексное действие социальных,
экономических и культурных факторов, влияние системы просвещения
приведут к заметному снижению темпов прироста населения в
развивающихся странах. В этом случае общее народонаселение нашей
планеты во второй половине XXI в, достигнув 10-12 млрд.человек
стабилизируется на этом уровне, после чего, по-видимому, начнется
постепенное сокращение его численности. По мнению большинства ученых
обеспечение в будущем такого числа людей продовольствием и жильем –
задача вполне реальная. Ряд ученых предлагает конкретные пути решения
проблемы обеспечения населения Земли продуктами питания.
Диаграммы возрастной структуры
Проследить динамику роста населения на планете и в целом в
отдельной стране позволяет изучение возрастной структуры населения, т.е.
распределение его по возрастным категориям. Возрастная структура
показывает процент населения, или число жителей обоих полов,
находящихся в определенном возрасте. Демографы составляют диаграммы
возрастных структур, распределяя общее число мужчин и женщин по трем
возрастным категориям:
0-14 лет – дорепродуктивный возраст;
15-44 г – репродуктивный возраст;
45-85 и старше – пострепродуктивный возраст.
Полученная диаграмма (рис.11) отражает состояние народонаселения
в стране, в отдельном регионе.
81
Возраст
Развивающаяся
популяция
Стабильная популяция
1. Пирамида с
широким основанием
2. «колокол»
Вымирающая популяция
(деградирующее общество)
45-85 и
старше
15-44
0-14
3.а) «урна»
3.б) «монумент» или
«обелиск»
Рис. 11. Типы возрастных пирамид
Типы возрастных пирамид
1. «Пирамида с широким основанием» - развивающееся общество
(рис.11.1). Она отражает высокую долю детей в возрасте до 15 лет по
сравнению с долей пожилых людей и старше 65 лет. Характерна для стран с
быстро растущим населением (Мексика, Китай, Индия, Африка, Латинская
Америка, Ближний Восток и другие развивающиеся страны).
2. «Колокол» - общество (популяция) находится в стабильном
состоянии, возрастные группы распределены относительно равномерно.
Такой тип пирамиды характерен для большей части экономически развитых
стран – США, Япония, ряд стран Европы. Характерен небольшой прирост
населения (рис.11.2).
3.
«Урна»
и
«монумент»
(«обелиск»)
характерны
для
вырождающегося общества (популяции). Это пирамида с очень узким
основанием, в этих странах процент жителей до 15 лет немного меньше, чем
пожилых людей (рис.11. 3а) или примерно одинаковое число людей, но мало
во всех возрастных группах (рис.11. 3б). В этих странах практически нулевой
прирост населения или его нет совсем.
Таблица 7
«Три гиганта» в цифрах
Китай
9596960
1261
1
16,12
6,73
Общая площадь, кв.км
Население, млн.чел
Уровень роста населения, %
Уровень рожд. (на 1 тыс.чел)
Уровень смертности (на 1 тыс.чел)
82
Россия
17075200
146
-0,1
9,02
13,8
США
9393200
284
1
14,5
8,8
Средняя продолжительность жизни
Размер армии, млн.чел
Военные расходы, млрд.дол.
ВВП, млрд.дол.
ВВП на душу населения, долл.
Изменение ВВП за 1991-2000 гг
Годовая инфляция, %
71,30
2,840
36,6
1079,8
854,6
+260%
0,4
67,19
1,240
7,4
246,7
1673,0
-38,9%
20,8
75,0
1,448
273
9962,7
36182,0
+38,9%
3,37
Источник: Институт проблем глобализации. Официальный сайт ЦРУ
Ситуация в России (по данным МК)
Двое из каждых трех российских граждан – мужчин умирают пьяными
(не от пьянки, а в пьяном состоянии). Продолжительность жизни (средняя)
мужчин – 58,5 года, у женщин – 71,7 года (в США эти цифры составляют
72,9 и 79,6). Только 10-15 % детей рождаются здоровыми. Две трети всех
беременностей кончаются абортами, 75% беременных женщин имеют те или
иные патологии. За последнее десятилетие анемия у беременных возросла в
четыре раза. Сифилис среди девочек от 10 до 14 лет возрос в 40 раз. Среди
юношей от 15 до 17 лет только 30% обладают хорошим здоровьем. Героин из
Афганистана продается дешевле марихуаны. Число больных СПИДом дошло
до 500 000. Половина россиян живет ниже прожиточного минимума с
доходами, составляющими лишь 40% от уровня 1991 года.
Таблица 8
Год
Рождаемость
Смертность
1980
1985
1990
1991
1992
1993
1995
1996
(на 1000 чел)
15,9
11
16,6
11,3
13,4
11,2
12,11
11,4
10,7
12,2
9,4
14,5
9,3
15
8,9
14,3
2000
9,02
13,8
83
рождаемость, смертность
рождаемость
смертность
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1980 1985 1990 1991 1992 1993 1995 1996 2000
годы
Рис. 12.
Из рис.12 и табл.8 ясно видна фигура «русский крест», что
свидетельствует о неблагоприятной демографической ситуации.
Тесты для самоконтроля
I. Сущность «демографического взрыва»…
1. Быстрое увеличение численности населения;
2. Снижение смертности, обусловленное социальными процессами;
3. Непрерывное возобновление населения Земли;
4. Изменение возрастного состава населения Земли.
II. Сущность демографической революции…
1. Непрерывное возобновление населения Земли;
2. Снижение смертности, обусловленное социальными процессами;
3. Переход от традиционного типа воспроизводства населения к более прогрессивному типу;
4. Быстрое увеличение численности населения Земли.
III. Демографическую ситуацию в развивающихся странах характеризует:
1. Непрерывное увеличение темпа роста населения;
2. Замедление роста населения за счет выравнивания показателей рождаемости и смертности;
3. «Демографический кризис» - снижение рождаемости, увеличение смертности;
4. Падение уровня жизни.
IV. Основная причина обострения экологической ситуации в мире состоит в:
1. Росте народонаселения, низком уровне культуры потребления, возрастании темпов
и масштабов производства;
84
2. Развитии науки и появлении новых технологий;
3. Возникновении новых видов военной техники.
V. Содержание экологической проблемы определяется:
1. Загрязнением окружающей среды и истощением ресурсов природы;
2. Недостатком энергии и информации;
3. Усложнением социально-экономических проблем и ухудшением здоровья людей;
4. Определенным сочетанием всех выше перечисленных факторов.
10. Пути решения экологических проблем
Исторически отношение общества к природе определялось
потреблением, использованием природных ресурсов для удовлетворения
материальных и духовных потребностей людей. Такую форму
взаимодействия можно назвать экономической.
10.1. Проблема рационального природопользования
Человеческое общество не может существовать, не используя
природные ресурсы, а, следовательно, не внося изменений в окружающую
его природную среду.
Природопользование – это теория и практика использования
человеком природных ресурсов; сфера общественно-производственной
деятельности,
направленная
на
удовлетворение
потребностей
человечества. Оно делится на два типа - рациональное (разумное) и
нерациональное.
Нерациональное природопользование ведет к истощению природных
ресурсов, подрыву восстановительных сил биосферы, снижению
оздоровительных и эстетических качеств, то есть эта система деятельности не
обеспечивает сохранение природно-ресурсного потенциала.
Рациональное природопользование обеспечивает
экономное
использование природных ресурсов, их воспроизводство с учетом
перспективных интересов развивающегося народного хозяйства и сохранения
здоровья людей; оно складывается из изучения, охраны, освоения и
преобразования природных ресурсов (схема 3).
85
Схема 3. Основные принципы рационального природопользования
Рациональное природопользование
Изучение
Охрана
Освоение
Учет и оценка,
прогноз развития, разработка системы управления и использования
Обеспечение
качества
Эффективность
Улучшение и оптимизация
Поддержание
продуктивности
воспроизводства
Комплексность и
экономичность
добычи и переработки
Обогащение
(количественное
и качественное)
Преобразование
Различные типы ресурсов окружающей природной среды
В понятие рациональное освоение природных ресурсов входит
наиболее полное использование достоинств среды и экономичное получения
энергии; целенаправленность преобразования рассчитана на умножение и
обогащение природных ресурсов и на улучшение природных условий. Так,
при использовании исчерпаемых и при этом невозобновимых (например,
минеральных) ресурсов важны комплексность и экономичность добычи,
сокращение отходов и т.п. Охрана ресурсов среды означает поддержание их
качеств, благоприятных для ведения хозяйства, а преобразование - их
улучшение (мелиорация, рекультивация и др.). В основе рационального
природопользования должны лежать экологические законы взаимодействия
различных природных систем. К сожалению, современное состояние
природопользования в большинстве случаев может быть охарактеризовано
как нерациональное, ведущее к истощению (вплоть до исчезновения)
природных ресурсов, даже возобновимых, нарушению экологического
равновесия природных систем, загрязнению окружающей среды. Причин
здесь много: это и недостаточное понимание законов экологии, и слабая
материальная заинтересованность производителей, и низкая экологическая
культура населения и др.
Господствовавшие на протяжении многих веков принципы
потребительского, варварского отношения человека к природе нашли
отражение в знаменитых изречениях: «Природа не храм, а мастерская» или
«Мы не можем ждать милостей от природы. Взять их у нее – наша задача!».
86
Потребительское отношение к природе привело к загрязнению, истощению и
разрушению окружающей среды. Это породило конфликт между обществом
и природой, но одновременно привело к появлению другой экологической
формы взаимодействия, целью которой стала охрана естественной среды
обитания живых организмов, в том числе и человека. Стали возникать
многочисленные «зеленые» движения, вводиться соответствующие курсы в
учебных заведениях; озабоченность качеством окружающей среды стала
входить в первую тройку причин, волнующих население при
социологических опросах, а это означало, что представители выборной
власти должны были принимать какие-либо шаги для смягчения обстановки.
10.2. Концепции и глобальные модели будущего мира
Существует несколько концепций взаимодействия общества и
природы. В условиях экологического кризиса 50-70 г.г. XX столетия
потребительские концепции сменились озабоченностью человечества
судьбой биосферы, появились различные общественные движения,
отражающие реакцию людей на разрушение среды своего обитания.
Пессимисты рисуют мрачную картину будущего человечества и уверены, что
современная цивилизация неминуемо идет к катастрофе. Оптимисты верят в
разум и способности человека решить экологические проблемы. Они очень
близки к учению В.И.Вернадского о ноосфере.
Современные экологические концепции появились в 70-х г.г. XX в. в
виде докладов Римского клуба. В 1968 г. по инициативе итальянского
промышленника Аурелио Печчеи группа биологов, математиков, социологов,
экономистов и просто дальновидных людей (30 человек из 10 стран)
собрались в Риме, чтобы обсудить настоящие и будущие проблемы
человечества. Это собрание получило название «Римского клуба», который
подготовил серию докладов под общим названием «Трудности
человечества». Наиболее известны следующие работы: Медоуз Д. «Пределы
роста», Месаревич М., Пестель Э. «Человечество на перепутье»,
Тинберген М. «Пересмотр мирового порядка», Лаело Э. «Цели глобального
общества» и др. На основе этих докладов к началу 80 г.г. ХХ в. было создано
более десятка крупномасштабных математических моделей развития,
которые имитировали физические и социально-экономические системы мира
и прогнозировали будущее, исходя из заключенных в них данных. Наиболее
известны четыре модели:
- модель Форрестера,
- модель Медоуза с соавторами,
- модель Мисаревича – Пестеля,
- «Глобал 2000».
87
Были разработаны также социально-экономические модели, в которых
не использовались данные по ресурсам и населению: латиноамериканская
модель мира, британская, японская и мировая модель ООН. Все модели
основывались на допущениях, что в несчастьях повинны не только
ограниченность ресурсов и пресс народонаселения, но и политическое,
социальное и экономическое неравенство. Сегодня очень велики различия
между богатыми и бедными во многих странах, а также между странами:
30% богатых промышленно развитых и 70% бедных неиндустриальных
стран. Значительны различия в питании и ценностях, рыночные и
нерыночные товары и услуги, чудовищные различия в уровне образования.
Чтобы люди и окружающая среда находились в гармоничном равновесии,
необходимо преодолеть эти противоречия. Построение стабильного
гармоничного
общества
требует
революционной
перестройки
потребительского мышления, компетентного руководства и широкой
образованности людей. В противном случае к тому времени, когда проблема
станет очевидной, предпринимать какие-либо действия будет слишком
поздно.
Оценивая значение докладов «Римского клуба» и последующих
моделей будущего мира, можно отметить, что благодаря им возросла
международная осведомленность о глобальном характере экологических
проблем и был сделан переход от описания положения к поискам подходов к
решению проблем. Однако, пока не удалось ничего сделать, чтобы у
мирового сообщества возникло желание им следовать. Никто не знает, как
можно личный интерес соотнести с решением глобальных проблем.
К концу ХХ в. мир убедился, что дальнейшее развитие экономики
невозможно без охраны окружающей природной среды. В то же время нельзя
охранять окружающую среду не развивая экономику. Взаимосвязь экологии
и экономики является основой современной экологической концепции
взаимоотношений человека и природы – концепции устойчивого развития.
10.3. Модель устойчивого развития. Программа на XXI век
Термин «устойчивое развитие» впервые появился в докладе Пру
Харлем Брундтланд, возглавлявшей в 1987 г. Всемирную комиссию ООН по
окружающей среде и развитию. Она констатировала необходимость поиска
новой модели цивилизации, обозначив ее как устойчивое развитие. Модель
предполагает прогресс и движение вперед, при котором удовлетворение
потребностей нынешнего поколения должно происходить без лишения такой
возможности будущие поколения. Для развития этой концепции в июне
1992 г. была созвана Международная конференция ООН в Рио-де-Жанейро
88
на уровне глав государств и правительств, которая называлась «Окружающая
среда и развитие» (ОСР) и в которой приняло участие 180 стран мира.
Устойчивое развитие подразумевает:
1) право людей на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой;
2) охрану окружающей среды как неотъемлемую часть процесса развития;
3) удовлетворение потребностей в благоприятной окружающей среде
как нынешнего, так и будущих поколений;
4) уменьшение разрыва в уровне жизни между народами мира, а также
меж у бедными и богатыми в каждой стране;
5) совершенствование природоохранного законодательства;
6) исключение моделей развития производства и потребления, не способствующих устойчивому развитию.
На конференции в Рио были приняты три основополагающих
документа, имеющих историческое значение:
- Декларация Рио по окружающей среде и развитию;
- Заявление о принципах глобального консенсуса (согласия) по
управлению, сохранению и устойчивому развитию всех видов лесов;
- Повестка дня на XXI в., или Повестка 21.
В Декларации были провозглашены обязательства государств по
основным принципам достижения устойчивого развития. Она содержит 27
рекомендательных принципов, раскрывающих существо и цели движения к
устойчивому развитию; необходимость согласования национальных и
общечеловеческих интересов, роль государства и различных слоев населения
и др.
Программа 21 является документом, которому были посвящены
основные усилия главного комитета Конференции. Повестка дня на XXI век
констатирует, что человечество переживает решающий момент в истории.
Противоречие между уровнем цивилизации и природой достигли предела.
Документ объемом более 500 страниц содержит 4 раздела, включающие 40
глав.
Первый раздел рассматривает социальные и экономические аспекты.
В него включены главы, посвященные борьбе с нищетой, изменению
структуры потребления, динамике роста населения, охране здоровья человека
и др.
Второй раздел касается сохранения и рационального использования
ресурсов.
Третий раздел содержит предложения по усилению роли основных
групп населения в реализации программных целей XXI в.
89
Четвертый раздел предлагает средства осуществления программ:
финансовые ресурсы и механизмы, развитие экологической безопасности,
технологий, науки, просвещение населения и подготовка кадров; помощь
развивающимся странам, международные организационные механизмы и
правовые документы, информационные системы.
Повестка дня на XXI в. подписана главами более 100 государств.
Руководствуясь этими программными документами и решениями
последующих международных форумов и соглашений многие страны ЕЭС,
Восточной Европы, США, Канады и др. разработали национальные
концепции переходов к устойчивому развитию и приняли национальные
программы по охране окружающей среды.
1 апреля 1996 г. подписан Указ Президента РФ № 440 «О концепции
перехода Российской Федерации к устойчивому развитию», а
постановлением Правительства РФ от 19.02.96 г. № 155 принят план
действий Правительства РФ в области охраны окружающей среды и
природопользования.
Как теоретическая схема, концепция устойчивого развития
представляет собой способ гармонизации взаимоотношений человека и
природы и путь к созданию экологического общества. Как конкретная
практическая программа, она подверглась критике с нескольких сторон.
Оппоненты отмечали, что нужна большая финансовая помощь
развивающимся странам и большая конкретность в решениях, без чего все
хорошие слова останутся нереализованными; нужны решения об охране
природы в развитых странах, как главных загрязнителях; необходимо
обсуждение отрицательных последствий рыночного механизма и
деятельности транснациональных корпораций. Остается открытым вопрос о
принципиальной возможности устойчивого развития классового общества,
поскольку в таковом, как указывал еще Н.Ванер, невозможен гомеостаз.
Утопичность концепции устойчивого развития в том, что нет единого
центра, который бы гарантировал ее реализацию, и нет какой-либо
«предустановленной гармонии», которая привела бы к успеху. Нет
природных причин не справиться с угрозой экологической катастрофы, но
нет и неизбежности улучшения ситуации. Все зависит от действий человека и
от его нравственных качеств. И тем не менее многие ученые убедительно
показывают, что если не произойдут радикальные изменения в материальной
и духовной культуре современного общества, то в середине нынешнего
столетия начнется необратимое разрушение биосферы Земли. Выживание
человечества возможно при переходе к устойчивому развитию, как было
декларировано на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в
1992 г.
90
Сейчас, спустя 10 лет после этой Конференции, подтверждается, что
переход к устойчивому (непрерывно поддерживаемому) развитию является
единственным спасительным путем для человечества. Чтобы выжить в
наступившем тысячелетии мировое сообщество должно разработать новую,
современную теорию и стратегию концепции устойчивого развития.
Тесты для самоконтроля
I. Природопользование - это…
1. Эксплуатация природных ресурсов;
2. Поиски полезных ископаемых;
3. Теория и практика использования человеком природных ресурсов; сфера общественно-производственной деятельности, направленная на удовлетворение потребностей человека;
4. Разработка месторождений полезных ископаемых.
II. Составные части рационального природопользования:
1. Изучение, охрана, освоение и преобразование природных ресурсов;
2. Различные типы ресурсов природной среды;
3. Поиски полезных ископаемых и их разработки.
III. Когда и где появились впервые современные экологические концепции:
1. В 50-70 годы ХХ в. в условиях развития экологического кризиса;
2. В 70-е годы ХХ в. в виде докладов “Римского клуба”;
3. В 1992 году на международной конференции ООН в Рио-де-Жанейро.
IV. Где и когда впервые появился термин «устойчивое развитие»?
1. В 1992 году на международной конференции ООН в Рио-де-Жанейро;
2. В докладах Римского клуба;
3. В 1987 году в докладе Гру Харлем Брундтланд, возглавлявшей Всемирную комиссию ООН по охране окружающей среды и развитию;
4. В модели «Глобал 2000».
V. Как называется экологическая концепция, претендующая в настоящее время
на основную во взаимоотношениях человека и природы?
1. «Глобал - 2000»;
2. Программа 21;
3. Концепция устойчивого развития; 4. Доклады Римского клуба.
91
Часть 2. Некоторые экологические термины и
понятия
АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ - компоненты и явления неживой неорганической природы (климат, свет, химические элементы, температура,
давление, движение воздуха и воды, почва и др.), прямо или косвенно
воздействующие на организмы.
АВТОТРОФЫ - самопитающиеся, т. е. живые организмы, сами производящие органические вещества из простых минеральных соединений (СО 2,
Н2О и др.) в процессе фотосинтеза (растения) или хемосинтеза (бактерии).
АГРОСИСТЕМА - неустойчивая, искусственно созданная и постоянно поддерживаемая человеком экосистема культурных полей, пастбищ, огородов, садов, лесных насаждений и т. п.; занимает около 10% поверхности
суши.
АГРОЦЕНОЗ - преобразованное из естественного и регулярно поддерживаемое человеком, обычно маловидовое (нередко с одним видом высеваемых
культурных растений), сообщество организмов. Создается для получения
сельскохозяйственной продукции (зерна, кормовых трав и т. п.)
АДАПТАЦИЯ – процесс приспособления организма, популяции или сообщества к условиям внешней среды.
АДДИТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ – простое сложение действия нескольких факторов.
АКВАТОРИЯ – участок водного пространства, водная территория, ограниченная естественными, искусственными или условными границами.
АККЛИМАТИЗАЦИЯ - преднамеренный ввоз какого-либо вида в район, где
он ранее не обитал, с целью обогащения экосистем полезными для человека видами или для уничтожения вредных путем конкуренции.
АЛЛЕЛИ (аллеломорфы, парные гены) — различные варианты состояния
одного генного локуса, возникшие вследствие мутации. Аллельные гены
находятся в одинаковых участках гомологичных хромосом и обусловливают формирование альтернативных признаков (например, гены, определяющие желтую и зеленую окраску семян гороха в опытах Г. Менделя).
Аллель, который определяет фенотип гетерозиготы, называется доминантным. Аллельные гены обозначаются одной и той же буквой латин92
ского алфавита: прописной — доминантный и строчной — рецессивный.
При мейозе аллельные гены попадают в разные гаметы. При скрещивании
особей признаки, определяемые аллельными генами, подчиняются законам менделевского расщепления. Аллельные гены могут превращаться
друг в друга путем прямых и обратных мутаций.
АМЕНСАЛИЗМ — отношения между двумя видами, при которых один вид
угнетает другой, но сам не испытывает его влияния.
АНАБИОЗ – способность организмов переживать неблагоприятные условия
в состоянии снижения обмена веществ при отсутствии видимых признаков жизни; при наступлении благоприятных условий организм оживает
(семена, например).
АНАЛОГИЯ— сходство строения отдельных органов у организмов, не отличающихся близким родством. Оно развивается в результате обитания в
сходных условиях среды и выполнения этими органами близких или одинаковых функций, например: крыло птицы, бабочки в летучей мыши (ср.
гомология); аналогия развивается в результате конвергенции.
АНАЭРОБНЫЕ ОРГАНИЗМЫ - организмы, способные к росту или жизнедеятельности только при отсутствии молекулярного кислорода.
АНОМАЛИЯ - любое отклонение от нормы или закономерности.
АНТРОПОГЕНЕЗ - процесс историко-эволюционного формирования физического типа человека, первоначального развития его трудовой деятельности, речи. Учение об антропогенезе - раздел антропологии.
АНТРОПОГЕННЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ – факторы, связанные с
влиянием человека на окружающую среду.
АРЕАЛ - область распространения вида, рода или другой группы живых организмов или сообществ.
АССИМИЛЯЦИЯ (анаболизм) — превращение веществ, поступающих из
внешней среды, в собственное тело организма.
АТМОСФЕРА – газообразная оболочка Земли, простирающаяся в высоту на
1,5 – 2 тыс. км. По порядку от поверхности Земли подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, ионосферу, экзосферу.
АУТОЭКОЛОГИЯ (аутэкология) - раздел экологии, посвященный изучению
видовых особенностей реагирования животных и растительных организмов на факторы среды и образа жизни вида. Включает: 1) экологию индивидов, рассматривающую нормы реакции на воздействие среды 2) эколо93
гию популяций, изучающую внутривидовую организацию. Аутоэкология
противопоставляется синэкологии, изучающей жизнь сообществ (разных
видов животных, растений, микроорганизмов). Важнейшей проблемой
аутоэкологии является изучение динамики численности животных и биомассы организмов данного вида.
АЦИДОФИЛ– организмы, главным образом бактерии и растения, обитающие
в кислой среде, например, растения сфагновых болот, молочнокислые
бактерии.
АЭРОБНЫЕ ОРГАНИЗМЫ— организмы, способные к росту и жизнедеятельности только в присутствии молекулярного кислорода.
БАКТЕРИИ— группа микроскопических организмов, главным образом одноклеточных, имеющих клеточную стенку, но лишенных оформленного
клеточного ядра, хлорофилла и пластид (прокариоты); вместе с синезелеными (водорослями) относятся к царству дробянок.
БАКТЕРИОФАГ— вирус, паразитирующий на микроорганизмах.
БЕНТОС— донная фауна морей и пресных водоемов.
БИОГЕОЦЕНОЗ — устойчивая, саморегулирующаяся экологическая система, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Например, озеро, сосновый
лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано В.Сукачёвым в
1940 году. Каждый биогеоценоз – это экосистема, но не каждая экосистема - биогеоценоз.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ — реакция организмов на чередование в течение
суток периода света и темноты определенной длительности (покой и активность у животных, суточные ритмы движения цветков и листьев у растений, ритмичность деления клеток, процесса фотосинтеза и т.д.).
БИОМ— крупное, четко обособленное от других сообщество организмов,
образующееся в результате сложного взаимодействия физических (в частности, климатических) и биотических факторов.
БИОМАССА— количество живого вещества, приходящееся на единицу
площади или объема. Выражается в единицах массы или энергии.
БИОСИНТЕЗ— синтез органических соединений из более простых, происходящий в процессе жизнедеятельности организмов при помощи ферментов.
94
БИОСТРОМА— 1) по В.И. Вернадскому — слой живого вещества, «пленка
жизни» на Земле; 2) образование в виде линзы или пласта на дне моря,
сложенное из остатков организмов.
БИОСФЕРА— область распространения жизни на Земле, включающая в себя
нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы;
самая крупная экосистема Земли.
БИОТА — исторически сложившаяся совокупность живых организмов, объединенных общей областью распространения.
БИОТИЧЕСКИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ – совокупность влияний
жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других и на
неживую природу.
БИОТИЧЕСКИЙ — происходящий от живого, жизненный; синоним — биогенный.
БИОТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ (репродуктивный потенциал) — внутренне
присущая популяции способность к увеличению численности при стабильном возрастном составе и оптимальных условиях среды.
БИОТОП — относительно однородный по своим абиотическим условиям
участок биосферы, занятый биоценозом.
БИОХОР(А) — совокупность сходных биотопов.
БИОЦЕНОЗ — сообщество организмов, живущих на определенном участке
суши или водоема (иногда в этом смысле употребляется как синоним экосистемы).
БИОЭТИКА – междисциплинарное научное направление, рассматривающее
отношение к живой природе в свете нравственных ценностей и этические
проблемы, встающие на современном этапе развития естествознания.
БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ — одно из основных понятий теории эволюции Ч. Дарвина, под которым он понимал всю совокупность отношений между организмами и факторами внешней среды. Дарвин особо подчеркивал необходимость понимать этот термин метафорически, а не буквально. Борьба за существование включает в себя внутривидовую и межвидовую конкуренцию, отношения хищник—жертва, паразит—хозяин и
другие биотические взаимодействия, а также все взаимодействия организмов с абиотической средой.
95
ВЕЩЕСТВО ЖИВОЕ — совокупность всех живых организмов, населяющих
Землю. Общая масса живого вещества составляет 0,01 – 0,02% от косного
вещества биосферы.
ВИД БИОЛОГИЧЕСКИЙ — совокупность особей, обладающих общими
признаками и объединенных возможностью скрещивания в природных
условиях. Каждый вид имеет собственный ареал и отделен от других видов различными формами изоляции (нескрещиваемостью).
ВИРУСЫ — мельчайшие неклеточные частицы, способные инфицировать
клетки живых организмов. Вирусы, в основном, представляют собой молекулы нуклеиновых кислот (причём только одного типа – ДНК или
РНК), заключенных в защитную белковую оболочку. Основной особенностью вирусов является их способность расти и размножаться только в
клетках живых организмов.
ВИТАЛИЗМ — объяснение явления жизни с точки зрения присутствия в живых организмах особого начала — души, жизненной силы, энтелехии и
т.д.
ВНЕШНЯЯ СРЕДА — все условия живой и неживой природы, при которых
существует организм и которые прямо или косвенно влияют на состояние,
развитие и размножение как отдельных организмов, так и популяций.
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ – пользование водными объектами для удовлетворения нужд населения или отраслей хозяйства без изъятия воды из водных
объектов (гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство и др.).
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ – потребление водных ресурсов вне водных источников; в идеале водопотребление должно быть замкнутым, исключающим
загрязнение, засорение и истощение.
ВОЛНЫ ЖИЗНИ (популяционные, волны численности) — периодические
или непериодические колебания численности, присущие всем видам организмов.
ВСЕМИРНЫЙ СОЮЗ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ – с декабря 1990 название Международного союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП).
ВСЕМИРНЫЙ ФОНД ДИКОЙ ПРИРОДЫ (ВВФ) - международная неправительственная организация, занимающаяся сбором средств от государств,
общественных организаций и частных лиц для создания конкретных проектов по охране диких животных и природных участков. Основан в 1961.
Совместно с Международным союзом охраны природы и природных ресурсов, ЮНЕСКО, Продовольственной и сельскохозяйственной организа96
цией ООН и другими организует и финансирует соответствующие мероприятия (напр., «Операция тигр» - всемирный учет тигров и создание для
них резерватов). Имеет собственные издания. Учреждена Золотая медаль.
ВЫБРОС ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ (ПДВ) - выброс, вредных веществ в
атмосферу, устанавливаемый для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что приземная концентрация этих веществ не превысит предельно допустимую концентрацию (ПДК).
ГАЛОФИЛ– организм, предпочитающий жить в среде с повышенным содержанием солей.
ГАЛОФИТ– растение, приспособленное к обитанию на засоленных почвах
(ср.гликофит).
ГАМЕТЫ— половые клетки животных и растений.
ГЕЛИОБИОЛОГИЯ - раздел биофизики, изучающий влияние изменений активности Солнца на земные организмы. Один из основоположников гелиобиологии - А. Л. Чижевский.
ГЕЛИОФИЛ – светолюбивый вид организма.
ГЕЛИОФИТ – вид растений, растущий на ярко освещенном участке; имеет
высокую фотосинтетическую способность (многие мятлики, осоки, молочаи, гвоздичные, амарантовые).
ГЕНЕРАЦИЯ — 1) поколение; 2) воспроизведение, рождение; 3) длительность жизни одного поколения.
ГЕНЕТИКА – наука, изучающая наследственность и изменчивость признаков; законы дискретной наследственности, передаваемой с генами, открыты Менделем (1865).
ГЕНОТИП — совокупность генов организма, его наследственная основа.
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ — ситуация, при которой распределение
аллелей в популяции остается постоянным из поколения в поколение (при
отсутствии отбора или мутаций).
ГЕНОМ — совокупность всех генов организма; его полный хромосомный
набор. Термин «геном» был предложен Гансом Винклером в 1920 г.
ГЕНОФОНД – совокупность всех генов данной популяции или вида в целом.
ГЕНОЦИД – истребление целых групп людей, племен, наций, народов по
расовым, этническим, политическим или религиозным мотивам.
97
ГЕНЫ – единицы наследственности, расположенные в хромосомах; передаются из поколения в поколение, определяют характерные признаки организма.
ГЕТЕРОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ – животные (суслики, сурки, ежи, барсуки,
медведи, летучие мыши и др.), которые в период активности обладают
постоянной температурой; в период отдыха, особенно зимней спячки,
температура их тела значительно понижается.
ГЕТЕРОТРОФ — организм, использующий для питания преимущественно
(для видов со смешанным питанием) органические вещества, произведенные другими видами-автотрофами. Гетеротроф, как правило, абсолютно
неспособен синтезировать вещества своего тела (кроме видов со смешанным питанием) из неорганических составляющих.
ГИБРИД - организм, полученный в результате скрещивания генетически различающихся родительских форм (видов, пород, линий и др.).
ГИГРОФИЛ – наземный организм , предпочитающий увлажненные места.
ГИГРОФИТ – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах (папирус, рис, росянка, подмаренник болотный и др.).
ГИДРОСФЕРА– водная прерывистая оболочка Земли, расположенная между
атмосферой и литосферой; все воды Земли.
ГЛОБАЛЬНЫЙ — охватывающий весь земной шар; всеобщий.
ГОМОЙТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ— это животные (млекопитающие и птицы), способные поддерживать постоянную оптимальную температуру тела, независимо от температуры окружающей среды.
ГОМОЛОГИЯ— сходство в строении органов у организмов разных биологических видов, происходящее по причине их близкого родства. Определить
это сходство часто бывает очень затруднительно из-за различий, приобретенных в ходе дивергенции, т.е. расхождения от общего предка в ходе
эволюционного развития. Гомология как сходство, основанное на родстве,
противостоит аналогии.
ГРИБЫ — царство растительноподобных гетеротрофных организмов, размножающихся спорами. Их насчитывается около 100 тысяч видов.
ГРУЗ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ — наличие в генофонде летальных или полулетальных мутаций. Возрастание генетического груза человечества — одна из
серьезных проблем.
98
ГУМУС — органическое вещество почвы; продукты разложения растительных тканей, придающие почве бурый или черный цвет.
ДАРВИНИЗМ — теория эволюции живой природы, основанная на воззрениях английского ученого Ч. Дарвина (1809—1882).
ДЕГЕНЕРАЦИЯ — в теории эволюции: упрощение или почти полное исчезновение (редукция) каких-либо органов в ходе эволюции.
ДЕКЛАРАЦИЯ — заявление от имени государства или группы государств,
правительства, партии, организации; торжественное провозглашение основных принципов, а также документ, в котором они изложены.
ДЕМ — популяция, занимающая ограниченную область и состоящая из
очень сходных организмов, которые скрещиваются между собой в природных условиях.
ДЕМЭКОЛОГИЯ – экология популяций.
ДЕТРИТ – органический ил и остатки организмов в водной среде.
ДИВЕРГЕНЦИЯ — процесс расхождения признаков у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции.
ДИССИМИЛЯЦИЯ - то же, что катаболизм (распад сложных органических
веществ в организме), одна из сторон обмена веществ.
ДОМИНАНТНЫЙ — преобладающий, господствующий признак, вид, особь
и т.д.
ДРЕЙФ ГЕНОВ (генетико-автоматические процессы в популяции) — изменение генетической структуры численно ограниченной популяции, вызванная действием случайных причин.
ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР — избирательное выживание под действием
окружающей среды и успешное размножение наиболее приспособленных
к ней организмов.
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ – свойство воды, обусловленное присутствием в ней
растворенных солей щелочно-земельных металлов (кальция, магния и
др.).
ЖИВОТНЫЕ — одно из царств живой природы; гетеротрофные организмы,
способные к активному передвижению. Известно около 1,5 млн. видов.
ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ — способность организма сохранять свое существование в меняющихся условиях среды.
99
ЖИЗНЬ — самоподдержание, самовоспроизведение и саморазвитие больших
систем, состоящих из органических молекул, на основе обмена веществ и
энергии как внутри систем, так и с окружающей средой. Из-за своей
сложности явление жизни имеет множество определений.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ — привнесение в среду или возникновение в ней любых загрязнителей.
ЗАГРЯЗНИТЕЛЬ — любой природный или антропогенный физический, химический или биологический агент, попадающий в окружающую среду
или возникающий в ней в количествах, превышающих рамки обычного
наличия — предельных естественных колебаний или среднего природного фона. Иногда выделяют и информационные загрязнители, например,
реклама.
ЗАКОН БИОГЕНЕТИЧЕСКИЙ Геккеля-Мюллера - каждое живое существо в
своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденного его предками или его видом (филогенез).Закон
впервые сформулирован немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем в 1866 г. Краткая формулировка закона звучит следующим образом:
Онтогенез есть рекапитуляция филогенеза.
ЗАКОН БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ АТОМОВ В.И.ВЕРНАДСКОГО— миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества
(биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом.
ЗАКОН ВНУТРЕННЕГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ — один из
фундаментальных экологических законов: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем (в том числе
экосистем), и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, или в их
иерархии. Следствия из этого закона: 1) любое изменение среды неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону
нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем; 2) взаимодействие, вещественно-энергетических экологических компонентов, информации и динамических качеств природных систем количественно нелинейно, то есть слабое воздействие или изменение
одного из показателей может вызвать сильные отклонения в других (и во
100
всей системе в целом). 3) производимые в крупных экосистемах изменения относительно необратимы (см. закон необратимости эволюции); 4)
любое местное преобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала(правило «тришкина кафтана»), увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений (см. закон снижения энергетической эффективности природопользования).
ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ — все живое генетически различно и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности.
Двух генетически абсолютно одинаковых особей (кроме однояйцовых
близнецов в начальный период жизни или чистых вегетативных линий,
получившихся в результате бесполого размножения) в природе быть не
может.
ЗАКОН ГЕОГЕНЕТИЧЕСКИЙ Д.В.РУНДКВИСТА — минералогические
процессы в короткие интервалы времени как бы повторяют (в измененном
виде) общую историю геологического развития, или, другими словами,
геологические процессы развития однонаправлены во всех масштабах
геоэволюции.
ЗАКОН ИСТОРИЧЕСКОЙ НЕОБРАТИМОСТИ — процесс развития человечества не может идти от более поздних фаз к начальным.
ЗАКОН МАКСИМИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ И ИНФОРМАЦИИ — кратко может быть
сформулирован в виде принципа максимизации мощи: системы с мощной
энергетикой, как правило (без учёта закона оптимальности), вытесняют
системы с более низкой энергетической «мощью»
ЗАКОН
МАКСИМУМА
БИОГЕННОЙ
ЭНЕРГИИ
(энтропии)
В.И. Вернадского — Э. С. Бауэра — любая биологическая или биокосная
(с участием живого) система, находясь в состоянии динамического равновесия с окружающей ее средой и эволюционно развиваясь, увеличивает
свое воздействие на среду. Максимизации биогенной энергии (энтропии)
противостоит действие закона ограниченного роста Ч.Дарвина, который
гласит, что хотя не существует исключений из правила, что потомство
одной пары особей, размножаясь в геометрической прогрессии, стремится
заполнить весь земной шар, имеются ограничения, не допускающие этого
явления.
ЗАКОН МИГРАЦИИ РЕЧНОГО РУСЛА— реки в результате отклоняющего
действия вращения Земли вокруг ее оси имеют тенденцию смещать свое
русло в северном полушарии вправо, а в южном — влево. В результате у
101
рек северного полушария правый берег обычно крутой, а левый — пологий.
ЗАКОН МИНИМУМА РАССЕИВАНИЯ ЭНЕРГИИ (ИЛИ ПРИНЦИП
НАПРАВЛЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ) — при возможности развития процесса в нескольких направлениях реализуется то, которое обеспечивает
минимум рассеивания энергии (минимум роста энтропии). Таким образом, эволюция всегда направлена на снижение рассеивания энергии, на ее
неравномерное распределение, так как полная энтропия — абсолютно
равномерное распределение энергии.
ЗАКОН МИНИМУМА Ю.ЛИБИХА — выносливость организма определяется
самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть
жизненные возможности лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близко к необходимому организму минимуму; дальнейшее их снижение ведет к гибели организма.
ЗАКОН НЕОБРАТИМОСТИ ЭВОЛЮЦИИ Л. ДОЛЛО — биологический вид
в процессе эволюции не может вернуться к состоянию своих предков.
ЗАКОН НЕОБХОДИМОГО РАЗНООБРАЗИЯ — любая система не может
сформироваться из абсолютно одинаковых элементов.
ЗАКОН НЕОГРАНИЧЕННОСТИ ПРОГРЕССА — применительно к биологии: живое постоянно, непрерывно и необходимо стремится к относительной независимости от условий среды. Этот же закон справедлив и в
отношении к человеческому обществу.
ЗАКОН НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ (и не только) СИСТЕМ — системы одного уровня (иерархии) обычно развиваются
не строго синхронно (одновременно, одинаково по времени): в то время
как одни достигли более высокого уровня развития, другие остаются в
менее развитом состоянии.
ЗАКОН ОБЪЕМОВ — в глубинных слоях земной коры образуются минералы
и их комбинации с меньшим молекулярным объемом (атомная масса, деленная на молекулярную массу), чем в верхних ее слоях.
ЗАКОН ОГРАНИЧЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ - все природные
ресурсы и условия Земли конечны. В этом смысле понятие «неисчерпаемых природных ресурсов» вызывает большое сомнение; даже, казалось
бы, неисчерпаемая солнечная энергия не может быть «переварена» биосферой в неограниченных количествах, без катастрофических для себя
последствий.
102
ЗАКОН ОДНОНАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ — энергия, получаемая сообществом (экосистемой) и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консументам первого, второго и т. д. порядков, а затем редуцентам с падением потока на каждом
трофическом уровне в результате процессов, сопровождающих дыхание.
Поскольку в обратный поток поступает не более 0,25% изначально вовлеченной энергии, говорить o «круговороте энергии» нельзя.
ЗАКОН ОПТИМАЛЬНОСТИ— никакая система не может сужаться и расширяться до бесконечности, то есть размер любой системы должен соответствовать ее функциям. Например: млекопитающее не может быть мельче
или крупнее тех размеров, при которых оно способно рождать живых детенышей и вскармливать их своих молоком (отличительные признаки
млекопитающих класса). Никакой целостный организм не в состоянии
превысить критические размеры, обеспечивающие поддержание его энергетики.
ЗАКОН ОПТИМУМА — см. закон экологического оптимума («слишком хорошо — тоже нехорошо»).
ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИЙ Р.ЛИНДЕМАНА (закон ДЕСЯТИ ПРОЦЕНТОВ)
— при переходе с одного трофического уровня экологической пирамиды
на другой потребляется в среднем 10% энергии биомассы (или вещества в
энергетическом выражении).
ЗАКОН
ПОСТОЯНСТВА
ЖИВОГО
ВЕЩЕСТВА
БИОСФЕРЫ
В.И.ВЕРНАДСКОГО — количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Тепловой кризис Земли является одним из следствий снижения количества живого вещества в результате антропогенной деятельности.
ЗАКОН РАЗВИТИЯ ПРИРОДНОЙ СИСТЕМЫ ЗА СЧЕТ ОКРУЖАЮЩЕЙ
ЕЕ СРЕДЫ — любая природная система может развиваться только за счет
использования материальных, энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно. Этот закон вытекает из начал термодинамики. Следствия
из этого закона: 1) абсолютно безотходное производство невозможно, оно
равнозначно созданию «вечного двигателя»; 2) любая более организованная биотическая система (например, вид живого), используя и видоизменяя среду жизни, представляет собой потенциальную угрозу для менее
организованных систем. Благодаря этому, например, в земной биосфере
невозможно повторное зарождение жизни — она будет уничтожена существующими организмами; 3) биосфера Земли, как система, развивается не
103
только за счет ресурсов планеты, но опосредованно за счет и под управлением космических систем (прежде всего Солнечной).
ЗАКОН СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ — с течением времени при получении полезной продукции из природных систем на ее единицу затрачивается все большее
количество энергии. Например, с начала XX века до сегодняшних дней
количество энергии, затрачиваемое на производство единицы сельхозпродукции, возросло в 8-10 раз, промышленной продукции — в 10-12 раз с
одновременным уменьшением доли более экологически чистой мускульной энергии.
ЗАКОН СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ — величина урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно.
ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ В. ШЕЛФОРДА — фактором, ограничивающим
процветание организма или вида, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, — иными словами, плохо как недокормить, так и перекормить.
ЗАКОН ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ЕДИНСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В.
И. ВЕРНАДСКОГО — все живое вещество Земли физико-химически едино. Отсюда следствие - вредное для одних видов вредно и для других.
ЗАКОН ХИРАЛЬНОЙ ЧИСТОТЫ Л.ПАСТЕРА — живое вещество состоит
из хирально чистых структур. Хиральная чистота - это наличие исключительно объектов, несовместимых со своим зеркальным отражением.
Белки живого построены только из «левых» (поляризующих свет влево)
аминокислот, нуклеиновые кислоты сложены исключительно из поляризующих свет вправо сахаров ит.д. Иначе говоря, по сравнению с неживыми системами, где существует примерное равенство правых и левых
форм, в живых системах встречаются компоненты либо правой, либо левой форм. Хиральная чистота обуславливает специфику живого, несводимость его к неживому и практическую невозможность получения живого
из неживого в современных условиях Земли.
ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОПТИМУМА В. ШЕЛФОРДА - каждый экологический фактор имеет лишь определенные пределы положительного
влияния на организмы. Недостаточное или избыточное действие фактора
отрицательно сказывается на жизни организмов («слишком хорошо —
тоже нехорошо»). Границы благоприятного воздействия фактора называются зоной оптимума экологического фактора.
104
ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕЛЯЦИИ — в экосистеме все входящие в
нее живые и неживые экологические компоненты функционально соответствуют друг другу. Поэтому выпадение одной части системы, например, уничтожение вида, неминуемо ведет к изменению всей системы в
рамках закона внутреннего динамического равновесия.
ЗАКОНОМЕРНОСТЬ РАСТУЩЕГО ПЛОДОРОДИЯ, УРОЖАЙНОСТИ —
агротехнические и другие прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства ведут к увеличению урожайности полей, при этом само плодородие как свойство почв не увеличивается, а высокие урожаи обеспечиваются огромными энергетическими вложениями (см. Закон снижения
энергетической эффективности природопользования).
ЗАКОНОМЕРНОСТЬ СНИЖЕНИЯ ПРИРОДОЕМКОСТИ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ — удельное содержание природного вещества в усредненной
единице общественного продукта неуклонно снижается. Это, однако, не
означает, что в процесс производства вовлекается меньше природного
вещества, наоборот, его количество увеличивается, при этом выбрасывается до 95—98% потребляемого в производстве природного вещества.
Снижение же природоемкости конечной продукции объясняется миниатюризацией изделий, заменой естественных материалов синтетическими,
сменой вещественных отношений информационными (например, безбумажный обмен информацией по телефону и т.д.).
ЗАКОНОМЕРНОСТЬ УВЕЛИЧЕНИЯ ОБОРОТА ВОВЛЕКАЕМЫХ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ — в процессе исторического развития мирового
хозяйства быстрота оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов
(как первичных, так и вторичных) непрерывно возрастает, возрастают и
энергозатраты.
ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ БАРРИ КОММОНЕРА — законы, сформулированные
американским экологом Б. Коммонером в 1974 году в свободной беллетристической форме: 1) «Все связано со всем». 2) «Все должно куда-то
деваться». 3) «Природа знает лучше». 4) «Ничто не дается даром». Согласно этим «законам» «глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно или потеряно, и которая не может явиться объектом всеобщего улучшения; все, что
было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено».
ЗЕМЛЯ — с заглавной буквы Земля — третья от Солнца планета Солнечной
системы; со строчной буквы — земная поверхность, синоним почвы.
ИЕРАРХИЯ— расположение частей или элементов целого по порядку от
высшего к низшему.
105
ИЗМЕНЧИВОСТЬ — одно из основных свойств живого, способность организмов существовать в различных формах (вариантах). По механизмам
возникновения делится на генотипическую (наследственную) и фенотипическую (ненаследственную) и некоторые другие формы.
ИЗОЛЯЦИЯ РЕПРОДУКТИВНАЯ— экологический и эволюционный фактор, разобщающий организмы и препятствующий их свободному скрещиванию. Природа ее может быть географической, биологической, антропогенной.
ИНДИВИД, ИНДИВИДУУМ— то же, что организм, особь.
ИНДИКАТОР— прибор, устройство, элемент, вещество, организм, отображающий ход процесса или состояние объекта наблюдений, его качественные или количественные характеристики.
ИНФОРМАЦИЯ — 1) любые сведения, которые можно хранить, перерабатывать и передавать (например, генетическая информация); 2) количественная мера устранения неопределенности (беспорядка), мера организованности системы (математич.).
ИНФОРМАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЛИ НАСЛЕДСТВЕННАЯ — информация о строении и свойствах организма, которая передается от родителей к потомству; записывается последовательностью нуклеотидов молекул нуклеиновых кислот; передается в процессах полового и бесполого
размножения; изменяется с помощью мутаций и рекомбинаций и реализуется в процессе транскрипции и трансляции.
ИОНОСФЕРА – слой атмосферы на высоте 80-5000 км, имеющий значительное количество ионизированных молекул и газов.
ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР — сознательный или бессознательный отбор
человеком особей растений, животных или микроорганизмов с наиболее
ценными для него признаками.
ИХТИОФАУНА— рыбное население водоема или его части, а также ка-когонибудь геологического отрезка в истории Земли (например ихтиофауна
мелового периода).
КАДАСТР— систематизированный свод данных, составляемых периодически или путем непрерывных наблюдений над объектом. Включает качественные и количественные данные и иногда их экономическую оценку.
Различают кадастр водный, земельный, почвенный, лесной, ландшафтный, промысловый, фаунистический, флористический, особо охраняемых природных территорий и т.д.
106
КАНЦЕРОГЕН– химический, биологический или физический фактор, способный вызывать перерождение и разрушение тканей (заболевание раком).
КАРТА — уменьшенное и обобщенное изображение земной поверхности,
других небесных тел или звездного неба на плоскости в определенной
картографической проекции и системе условных знаков.
КАТАБОЛИЗМ — см. диссимиляция.
КЛЕТКА— элементарная живая система, состоящая из мембран, цитоплазмы, органоидов и являющаяся основой строения, развития и жизнедеятельности всех организмов. Может быть доядерной (прокариотической)
или ядерной (эукариотической).
КЛИМАТ– многолетний режим погоды, характерный для данной местности.
КЛОН— генетически однородное потомство растения или животного, образовавшееся в результате бесполого размножения.
КОД ГЕНЕТИЧЕСКИЙ — система записи наследственной информации в
молекулах нуклеиновых кислот; последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК, определяющая последовательность расположения аминокислот в молекуле белка; генетический код един для
всех организмов.
КОММЕНСАЛИЗМ— отношения между двумя видами, при которых совместное существование выгодно для одного вида и безразлично для другого.
КОМПЛЕКС— совокупность, сочетание предметов, действий, явлений или
свойств, составляющих одно целое.
КОМПЛЕКСНАЯ НАУКА — наука, предметом которой является комплекс
предметов и явлений разнородной природы.
КОНВЕРГЕНЦИЯ— независимое развитие сходных признаков как у родственных, так и у неродственных организмов в связи с обитанием в сходных условиях среды. Сходство признаков, возникающее в результате конвергенции, называется аналогией.
КОНКУРЕНЦИЯ— 1) соперничество, борьба за достижение лучших результатов; 2) в биологии: соперничество, соревнование между особями одной
семьи, популяции, вида, рода и др. за жизненные ресурсы, одно из проявлений борьбы за существование.
107
КОНСУМЕНТЫ - организмы, являющиеся в пищевой цепи потребителями
органического вещества, все гетеротрофные организмы. Консументы первого порядка - растительноядные животные, консументы второго, третьего и т. д. порядков - хищники. Ср. Продуценты.
КОНТИНУУМ — непрерывность, неразрывность; в биологии: представление
о «пленке жизни» Земли как о непрерывном целом, не распадающемся на
отдельные экосистемы.
КОНЦЕНТРАЦИЯ— сосредоточение, скопление.
КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ (ПДК) – максимальное
количество среднего вещества в окружающей среде, практически не влияющее отрицательно на живые организмы, в т.ч. и человека.
КОРРЕЛЯЦИЯ— соотношение, соответствие, взаимосвязь, взаимозависимость предметов, явлений или понятий; в биологии: взаимная приспособленность, согласованность строения и функций различных частей (клеток,
органов) животного или растения.
КОЭВОЛЮЦИЯ— параллельная, взаимосвязанная, совместная эволюция.
КРИВАЯ ВЫЖИВАНИЯ – график, на котором показано число выживших
особей популяции в зависимости от времени; обычно на оси абсцисс откладывают время или возраст, а по оси ординат - количество выживших
особей. Наиболее типичны следующие кривые: тип рыб, тип гидры и тип
человека; первая имеет вогнутый характер, вторая – пологий, третья – выпуклый.
КРИВАЯ РОСТА ПОПУЛЯЦИИ – график, на котором показан рост числа
особей популяции в зависимости от времени (на оси абсцисс откладывается время, на оси ординат – число особей; рост начинается с нулевой отметки). Различают два основных типа кривых роста: J – образная, или
кривая экспоненциального роста, и S-образная, или кривая логистического роста.
КРИОФИЛ – организм, живущий в талых водах на поверхности льда или
снега, а также в воде, пропитывающей морской лед. Массовое развитие
криофильных водорослей может вызвать окрашивание снега или льда
(ср.термофил).
КРИОФИТ – холодостойкое растение сухих местообитаний.
КРУГОВОРОТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ – явление непрерывного, циклического,
неравномерного во времени и пространстве перераспределения вещества,
108
энергии и информации в пределах различных экосистем – от биогеоценоза до биосферы.
КРУГОВОРОТ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – обмен этими веществами
между живыми существами, атмосферой, гидросферой и литосферой, а
также внутри этих образований и экосистем всех уровней иерархии. Любой растворимый, но не летучий химический элемент может совершать
круговорот только через биосферу.
КСЕРОФИЛ – организм, приспособленный к жизни при недостатке влаги.
КСЕРОФИТ – растение-ксерофил, выдерживающее временное увядание с
потерей до 50% влаги или способное жить в засушливой местности,
например полынь, кактусы и др.
КУЛЬТУРА — 1) совокупность материальных и духовных ценностей, созданных человеческим обществом (материальная и духовная культура); 2)
уровень развития, достигнутый в какой-либо области знаний или деятельности; 3) степень общего развития, достигнутый кем-либо.
ЛАБИЛЬНОСТЬ — неустойчивость, изменчивость, подвижность.
ЛАВА – расплавленная масса с температурой 700-1400 0С, извергаемая вулканом; после застывания превращается в горную породу, которую также
часто называют лавой.
ЛАНДШАФТ — общий вид местности.
ЛАТЕНТНЫЙ — скрытый, внешне не проявляющийся; например в медицине
латентный период — период скрытого развития заболевания (то же, что
инкубационный период).
ЛЕТАЛЬНОСТЬ— отношение числа умерших организмов от какой-либо болезни или другого неблагоприятного фактора к числу переболевших этой
болезнью или пораженных этим фактором. Выражается в процентах.
ЛЕТАЛЬНЫЙ — смертельный, имеющий отношение к смерти (противоположен витальному).
ЛИТОСФЕРА– или земная кора – верхняя твердая оболочка Земли, лежащая
на мантии. Общая мощность литосферы составляет 35-45 км на материках
(в горах – до 70 км), и 5-10 км – в океанах.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ - одна из форм электромагнитного поля. Магнитное
поле создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми
магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, про109
тонов и др.). Полное описание электрических и магнитных полей и их
взаимосвязь дают Максвелла уравнения.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ - пространство, в котором действуют магнитные силы. Основная часть магнитного поля Земли создается источниками,
расположенными внутри Земли. Электрические токи в ионосфере создают
свое магнитное поле, но доля его в общем магнитном поле Земли незначительна.
МАГНИТОСФЕРА – зона проявления магнитных свойств Земли и других
космических тел; защищает Землю от некоторых видов космических излучений.
МАКРОЭЛЕМЕНТ – химический элемент, содержащийся в теле живых организмов в концентрации от 0,001 до 60% от их массы (кислород, водород, углерод, азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор,
железо и др.).
МАНТИЯ ЗЕМЛИ – одна из земных оболочек, расположенная между земной
корой и ядром Земли; нижняя граница мантии лежит на глубине около
2900 метров.
МАТЕРИК (континент) — крупный массив земной коры, большая часть поверхности которого выступает над уровнем Мирового океана (Евразия,
Северная Америка, Южная Америка, Африка, Австралия, Антарктида).
МЕТАБОЛИЗМ— обмен веществ, совокупность процессов ассимиляции и
диссимиляции в организме.
МЕТАБОЛИТЫ — вещества, образующиеся в организме в процессе обмена
веществ (метаболизма).
МЕТАМОРФОЗ — переход одной стадии и формы послезародышевого развития у некоторых животных в другую, например, превращение головастика в лягушку, гусеницы в куколку, а затем в бабочку и т.д.
МИКРОКОСМ — 1) мир малых величин, атомов, молекул и др.; 2) экосистема, крайне ограниченная по размеру (иногда искусственная).
МИКРООРГАНИЗМЫ — общее название мельчайших организмов, видимых
лишь в микроскоп, размером до 500 мкм (условно); к ним относят бактерии, актиномицеты, дрожжевые и плесневые грибы, микроскопические
водоросли и простейшие.
МИНЕРАЛ— неорганическое, обычно твердое, физически и химически индивидуальное тело в составе горных пород; часто является составной ча110
стью руд и других геологических тел. Известно более 3 тысяч различных
минералов.
МОНИТОРИНГ —– комплексная система наблюдений, оценки и прогнозов
изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенных
воздействий.
МОРФОГЕНЕЗ — образование тканей и органов растений и животных в
процессе индивидуального развития (онтогенеза), сопровождающееся
дифференцировкой клеток.
МУТАГЕН — любой фактор, вызывающий мутацию.
МУТАЦИЯ — любое изменение наследственной информации организма,
записанной в молекулах нуклеиновых кислот.
МУТУАЛИЗМ — такая ассоциация между двумя разными видами организмов, которая выгодна им обоим и без которой они не могли бы выжить.
НАСЛЕДОВАНИЕ — передача наследственной информации от одного поколения к другому.
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями.
НЕЙТРАЛИЗМ – совместное обитание различных видов животных и растений на общей территории независимо друг от друга.
НЕКТОН — собирательное название активно плавающих организмов.
НЕОЛИТ - новый каменный век, период (ок. 8 - 3-го тыс. до н.э.) перехода от
присваивающего хозяйства (собирательство, охота) к производящему
(земледелие, скотоводство). В эпоху неолита орудия из камня шлифовались, сверлились, появились глиняная посуда, прядение, ткачество.
НООСФЕРА — буквально: мыслящая оболочка; по В.И. Вернадскому, сфера
разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и
развитием в ней мыслящего человечества.
НОРМА — установленная мера, средняя величина чего-либо, например норма высева, норма добычи охотничьих животных, норма загрязнения, норма водопотребления и т.д.
ОБЪЕКТ — 1) существующий вне нас и независимо от нашего сознания
внешний мир со всеми его предметами; 2) предмет, явление, на который
направлена какая-либо деятельность.
111
ОЗОНОВАЯ ДЫРА, ОЗОННАЯ ДЫРА - участок озонового экрана с концентрацией озона значительно меньше нормальной. Считается, что основной
причиной является разрушение озонового экрана химическими веществами хлорфторуглеродами (фреонами), которые применяются, главным образом, в холодильных агрегатах и аэрозольных баллончиках.
ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ ЗЕМЛИ – в экологическом праве: охраняемый законом
объект окружающей природной среды, представляющий собой верхний
слой атмосферы на высоте 7-8 км на полюсах и 17-18 км на экваторе, с
повышенной концентрацией молекул озона, поглощающий губительное
для живых организмов ультрафиолетовое излучение из космоса. Охрана
озонового слоя ведется путем постепенного сокращения до полного запрещения производства и применения озоноразрушающих веществ.
ОНТОГЕНЕЗ — индивидуальное развитие особи от момента оплодотворения
до естественной смерти (ср. филогенез).
ОПАД – мертвые части растений, упавшие на поверхность почвы или на дно
водоема при листопаде или других явлениях.
ОПТИМИЗАЦИЯ — выбор наилучшего варианта из множества возможных.
ОРГАН — в биологии: часть организма, имеющая определенное строение и
соответствующие ему функции.
ОРГАНИЗМ — 1) живое тело, существо, индивид (человек, животное, растение, микроорганизм); 2) совокупность физических и духовных свойств
человека; 3) сложно организованное единое целое (например государственный организм).
ОСОБЬ — то же, что организм, индивид, индивидуум.
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ – совокупность научных,
правовых и технических мероприятий (комплексных мер), направленных
на рациональное использование, воспроизводство и сохранение природных ресурсов, а также на обеспечение экологического равновесия (рациональное использование и охрана атмосферы, недр, гидросферы, литосферы, защиты от вредных воздействий); научная основа охраны окружающей природной среды – экология.
ПАРАЗИТИЗМ – взаимодействие организмов, при котором один из них живет за счет другого, находясь на поверхности или внутри его тела. Паразит использует в пищу тело своего хозяина постепенно, сохраняя ему
жизнь до завершения своего жизненного цикла.
112
ПЕЛАГИЧЕСКИЙ — морской, относящийся к открытому морю, например
пелагические организмы — организмы, населяющие толщу воды (планктон, нектон и плейстон).
ПЕРСИСТЕНТ (живое ископаемое) — вид организмов, сохраняющийся в
течение длительных геологических периодов без заметных изменений
(например кистеперые рыбы, гаттерия и др.).
ПИРАМИДА ЭНЕРГИЙ – разновидность пирамиды биомасс, в которой
представлено количество энергии, заключенной в каждом из трофических
уровней экосистемы или проходящей через эти уровни.
ПИЩЕВАЯ (ТРОФИЧЕСКАЯ) ЦЕПЬ - ряд организмов (растений, животных,
микроорганизмов), в котором каждое предыдущее звено служит пищей
для последующего. Связаны друг с другом отношениями: пища - потребитель. Пищевая цепь включает обычно от 2 до 5 звеньев: фото- и хемосинтезирующие организмы (продуценты), создающие первичную продукцию
(органическое вещество); растительноядные животные (фитофаги) - первичные консументы (потребители); плотоядные животные (хищники) вторичные консументы; разрушители мертвого органического вещества редуценты (грибы, одноклеточные организмы).
ПЛАНКТОН — собирательное название мелких свободноплавающих организмов, которые живут почти во всех естественных водоемах.
ПОДВИД — часть биологического вида, в процессе эволюции приобретшая
устойчивые отличительные особенности.
ПОЙКИЛОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ — животные, температура тела которых
изменяется с температурой окружающей среды («холоднокровные»).
ПОПУЛЯЦИЯ — совокупность особей одного вида, населяющая определенное пространство (ареал популяции) и в большей или меньшей степени
изолированная от соседних популяций.
ПОТЕНЦИАЛ БИОТИЧЕСКИЙ — наследственно закрепленная способность
биологического вида противостоять неблагоприятным условиям среды.
ПОТЕНЦИАЛ РАЗМНОЖЕНИЯ — способность организмов увеличивать
численность в геометрической прогрессии.
ПОТОК ВЕЩЕСТВА – перемещение вещества в форме химических элементов и их соединений в пирамиде биомасс от продуцентов к редуцентам
через консументы или без них.
113
ПОТОК ЭНЕРГИИ В БИОМАССЕ – приход энергии Солнца и космических
лучей на поверхность Земли, усвоение ее в ходе фотосинтеза растениями,
передача от одного трофического уровня к другому, перераспределение ее
внутри биосферы и, наконец, рассеивание энергии в мировом пространстве.
ПОЧВА – естественно-историческое органоминеральное тело природы, возникшее в результате воздействия живых и мертвых организмов и природных вод на поверхностные горизонты горных пород в различных условиях климата и рельефа; характеризуется плодородием. Почва – один из
важнейших природных ресурсов.
ПРАВИЛО АЛЛЕНА — выступающие части тела теплокровных животных в
холодном климате короче, чем в теплом, потому что в первом случае они
отдают в окружающую среду меньше тепла.
ПРАВИЛО БЕРГМАНА — у теплокровных животных размеры тела особей в
среднем больше у популяций, живущих в более холодных частях ареала
вида.
ПРИМАТЫ — отряд плацентарных млекопитающих, включающий, в том
числе, обезьян и человека. Приматам характерны пятипалые, очень подвижные верхние конечности (руки), противопоставления большого
пальца остальным, ногти. Тело покрыто волосами, а у лемуровых и некоторых широконосых обезьян есть ещё и подшёрсток, и поэтому их волосяной покров напоминает мех. Для многих видов характерны мантии,
гривы, бороды, усы и т. п.
ПРИРОДА - 1) в широком смысле - все сущее, весь мир в многообразии его
форм; употребляется в одном ряду с понятиями: материя, универсум, Вселенная. 2) Объект естествознания. 3) Совокупность естественных условий
существования человеческого общества; «вторая природа» - созданные
человеком материальные условия его существования. Осуществление обмена веществ между человеком и природой - закон, регулирующий общественное производство, условие самой человеческой жизни. Совокупная
деятельность общества оказывает все более заметное влияние на природу,
что требует установления их гармоничного взаимодействия. См. Охрана
природы.
ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТЬ — способность организма к изменениям в соответствии со сменой условий среды.
ПРОДУКТИВНОСТЬ — 1) биологическая — биомасса, производимая популяцией или сообществом (экосистемой) на единице площади или в целом
114
за единицу времени. 2) хозяйственная — увеличение количества особей
или биомассы экономически ценных организмов (растений, животных,
грибов, прокариотов) на единице площади за единицу времени.
ПРОДУЦЕНТЫ - в биологии - организмы, способные к фото- или хемосинтезу и являющиеся в пищевой цепи первым звеном, созидателем органических веществ из неорганических, т. е. все автотрофные организмы.
Продуцентами называют также организмы, служащие источником получения каких-либо веществ, используемых человеком (напр., микроорганизмы - продуценты антибиотиков).
ПРОКАРИОТЫ или дробянки, или доядерные — царство древнейших организмов с клетками, лишенными оформленного ядра. К дробянкам относят
сине-зелёные водоросли (цианеи), бактерии и иногда вирусы, всего около
6 тысяч видов.
РАВНОВЕСИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЕ — стремление биологических систем к
сохранению динамической стабильности (гомеостаза), то есть постоянного обмена веществ и энергии при сохранении своих основных качественных и количественных характеристик.
РАДИАЦИОННЫЙ ФОН - радиоактивное излучение, присутствующее на
Земле от естественных и техногенных источников, в условиях которого
постоянно находится человек. Избежать радиоактивного облучения невозможно. Жизнь на Земле возникла и развивается в условиях постоянного облучения. Радиационный фон Земли складывается из следующих
компонентов: 1) космическое излучение; 2) излучение от находящихся в
земной коре, воздухе и других объектах внешней среды природных радионуклидов; 3) излучение от искусственных (техногенных) радионуклидов.
РАСТЕНИЯ — царство автотрофных живых организмов, для которых характерны способность к фотосинтезу и наличие плотных клеточных оболочек, состоящих, как правило, из целлюлозы; запасным веществом обычно
служит крахмал.
РАСОГЕНЕЗ - процесс формирования рас человека.
РАСЫ - подразделения вида человек разумный (homo sapiens), представленного современным человечеством. Расы человека характеризуются общими наследственными физическими особенностями, связанными с единством происхождения (моногенизм) и определенной областью распространения. Наиболее отчетливо выделяются три основные группы рас негроидная, европеоидная и монголоидная, которые принято называть
большими расами. Признаки отличия рас (цвет кожи, глаз, волос, форма
115
черепа, длина тела и т. д.) имеют второстепенное значение, все расы обладают равными биологическими возможностями для достижения высокого
уровня цивилизации.
РАЦИОНАЛЬНЫЙ — разумно обоснованный, целесообразный, например
рациональное природопользование.
РЕГЕНЕРАЦИЯ — 1) в биологии: восстановление организмом утраченных
или поврежденных органов или тканей, а также восстановление целого
организма из его части; 2)в других науках и технике: восстановление чего-либо до первоначального состояния (вещества, химического соединения, состава воздуха и т.д.).
РЕГИОН — очень широкое понятие, обозначающее любое пространство
(территорию или акваторию) в пределах каких-либо границ (географических, административных и др.).
РЕПАРАЦИЯ — в биологии: все виды восстановления поврежденного организма; в молекулярной биологии и генетике: свойство клеток исправлять
возникшие повреждения и нарушения в молекулах ДНК, т.е. свойство исправлять мутационные изменения; в радиобиологии: восстановление биологических объектов от повреждений, вызываемых ионизирующими излучениями.
РЕДУЦЕНТЫ - организмы (сапротрофы), разлагающие мертвое органическое вещество (трупы, отбросы) и превращающие его в неорганические
вещества, которые в состоянии усваивать другие организмы - продуценты.
РЕПРОДУКЦИЯ — в биологии: производство потомства, размножение, самовоспроизведение.
РЕСУРСЫ — 1) любые источники и предпосылки получения необходимых
людям материальных и духовных благ; 2) запасы, источники средств.
РЕСУРСЫ ПРИРОДНЫЕ (естественные) — природные объекты и явления,
используемые человечеством в прошлом, настоящем и будущем для поддержания своего существования и повышения качества жизни. Ресурсы
природные иногда делят на исчерпаемые (истощимые) и неисчерпаемые
(неистощимые). К первым относят возобновимые и невозобновимые ресурсы, ко вторым — ресурсы космические. Существует и множество других подразделений природных ресурсов.
Ритмы ПРИРОДНЫЕ — закономерное чередование природных явлений и
процессов. Различают периодические природные ритмы, которые проис116
ходят через примерно равные промежутки времени (например смена дня и
ночи, смена сезонов года), и непериодические, когда явления или процессы повторяются нерегулярно (например вспышки солнечной активности и
т.д.). Приспособления организмов к природным ритмам отличаются многообразием: у растений — раскрывание и закрывание цветков в определенное время суток («биологические часы»), сбрасывание листвы перед
зимой или засушливым сезоном; у животных — миграции и кочевки,
зимняя и летняя спячки, постройка нор и убежищ. У человека ярко выражена адаптация к смене дня и ночи, времени приема пищи, смене времени
года. Нарушение адаптации к ритмам (при резкой смене временных поясов при перелетах на самолете) может вызвать кратковременное или даже
длительное расстройство здоровья (ахроноз).
СИМБИОЗ — сожительство двух различных организмов; оно может принимать форму мутуализма, комменсализма, паразитизма или аменсализма.
СИМПАТРИЯ — в теории эволюции: возникновение новых видов от предковой формы в одном месте.
СИНТЕЗ, СИНТЕТИЧЕСКИЙ подход— метод научного исследования предмета или явления, состоящий в познании его как единого целого, в единстве и взаимной связи его частей; противоположен анализу.
СИНЭКОЛОГИЯ – экологические процессы на уровне многовидовых сообществ, биоценозов.
СИСТЕМА — множество закономерно связанных между собой элементов
(предметов, явлений, взглядов и т. д.), представляющих целостное образование, единство.
СКРЕЩИВАНИЕ — естественное или искусственное соединение генетического материала разных клеток в одной клетке путем слияния двух
наследственно различающихся половых клеток при оплодотворении.
СМЕНА БИОГЕОЦЕНОЗОВ — последовательная и постепенная смена растительности, животного мира, грибов, микроорганизмов, свойств почвы и
др., фактически замена одного биогеоценоза другим под влиянием внутренних процессов, его взаимоотношений с окружающей средой. Например, зарастание земли с нарушенным почвенным покровом сначала лекарственной ромашкой, лебедой и др. бурьянами, затем рыхлокустовыми
и плотнокустовыми злаками или вырубки елового леса сначала кустарниками, потом лиственным, смешанным, часто сосновым, а затем сосновоеловым и снова еловым лесом такого характера, что был до момента вырубки. Такая смена биогеоценозов носит название сукцессии.
117
СМОГ – токсический туман: сочетание загрязняющих пылевых частиц и капель тумана; образуется, когда температуры в верхних слоях атмосферы
выше, чем в нижних (температурные интервенции).
СОЛНЦЕ - центральная и единственная звезда нашей Солнечной системы,
вокруг которой обращаются другие объекты этой системы: планеты и их
спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды,
кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,8% от суммарной массы всей Солнечной системы. Солнечное излучение поддерживает
жизнь на поверхности Земли, участвуя в фотосинтезе; влияет на земную
погоду и климат. Солнце состоит из водорода (~73% от массы и ~92% от
объёма), гелия (~25% от массы и ~7% от объёма) и следующих, входящих
в его состав в малых концентрациях, элементов: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома. По
спектральной классификации Солнце относится к типу G2V («жёлтый
карлик»). Температура поверхности Солнца достигает 6000 K, поэтому
Солнце светит почти белым светом, но из-за поглощения части спектра
атмосферой Земли у поверхности нашей планеты этот свет приобретает
жёлтый оттенок.
СЦИОФИТ – тенелюбивые (теневые) растения; растения нижних ярусов леса
или глубоководные растения.
ТЕРРИТОРИАЛЬНОСТЬ — форма поведения, состоящая в том, что животное (обычно самец) занимает определенную территорию и защищает ее от
вторжения других особей того же вида и пола.
ТОЛЕРАНТНОСТЬ - 1) иммунологическое состояние организма, при котором он неспособен синтезировать антитела в ответ на введение определенного антигена при сохранении иммунной реактивности к другим антигенам. Проблема толерантности имеет значение при пересадке органов и
тканей...2) Способность организма переносить неблагоприятное влияние
того или иного фактора среды...3) Терпимость к чужим мнениям, верованиям, поведению.
ТРОПИЗМЫ – направленные ростовые движения (изгибы) органов растений,
вызванные односторонним действием какого-либо раздражающего фактора: света (фототропизм), силы земного притяжения (геотропизм), химических веществ (хемотропизм) и др.; различают положительные и отрицательные тропизмы, положительные – движение в сторону раздражителя, а
отрицательные – в сторону, противоположную направлению действия
фактора.
118
ТРОПОСФЕРА, ТРОПОБИОСФЕРА – нижний слой атмосферы (до 10 км
толщиной в высоких широтах и до 18 км – у экватора), в котором содержатся около 4/5 всей массы атмосферы и почти весь водяной пар, развиваются облака, а температура убывает с высотой; выше тропосферы начинается стратосфера.
ТУНДРА— вид природных зон, лежащих за северными пределами лесной
растительности пространства с вечномёрзлой почвой, не заливаемой морскими или речными водами. Тундра находится севернее зоны тайги. По
характеру поверхности тундры бывают болотистые, торфянистые, каменистые.
СООБЩЕСТВО — система совместно живущих в пределах некоторого пространства организмов, термин «сообщество» иногда понимают как синоним биоценоза.
СПЕКТР — совокупность всех значений какой-либо величины, характеризующей систему или процесс.
СРЕДА ВНЕШНЯЯ (окружающая) — среда вне биологических систем,
окружающая данную биологическую систему (организм, популяцию и
т.д.).
СРЕДА ВНУТРЕННЯЯ — среда внутри биологической системы, включающая все взаимодействия компонентов системы между собой, в том числе
внутри отдельного организма.
СРЕДА ОБИТАНИЯ — совокупность конкретных биотических и абиотических условий, в которых обитает, существует данная биологическая система (особь, популяция, вид).
СРЕДА ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА — природные тела или явления, с которыми организм находится во взаимоотношениях; совокупность природных,
природно-антропогенных (культурных ландшафтов, населенных мест) и
социальных факторов жизни человека.
СТЕНОТЕРМНЫЕ ОРГАНИЗМЫ – организмы, которые не могут существовать при определенных колебаниях температуры (глубоководные организмы, растения и животные высокогорий и др.). Так, стенотермными являются некоторые криофильные зеленые и диатомовые водоросли в полярных льдах и на снежных полях высокогорий, которые живут только
при температуре около 0 0С.
СТРОМА — основа (или остов) органа животного организма, состоящая из
неоформленной соединительной ткани, в которой расположены специфи119
ческие элементы органа, имеются способные к размножению клетки, а
также волокнистые структуры, обусловливающие её опорное значение. В
строме проходят кровеносные и лимфатические сосуды; элементы стромы
играют и защитную роль, так как способны к фагоцитозу. Из клеток стромы кроветворных органов развиваются красные и белые кровяные тельца.
СУКЦЕССИЯ — последовательная смена биоценозов, закономерно возникающих на одной и той же территории или акватории (биотопе) под влиянием природных факторов или под воздействием человека.
ТАКСОН — группа родственных организмов, выделяемая в особую таксономическую категорию, например подвид, вид, род, семейство, отряд, класс
и т.д.
УРБАНИЗАЦИЯ — 1) сосредоточение населения и экономической жизни в
городах, рост городов; 2) приобретение сельской местностью черт, свойственных городам.
УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ — место биологической структуры в органическом мире; обычно выделяют молекулярный (молекулярно-генетический),
клеточный, организменный (особи), популяционно-видовой и биогеоценотический (экосистемный).
УРОВЕНЬ СТРУКТУРНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ – определенная ступенька в иерархии биологических систем. Различают следующие основные уровни: молекулярно-генетический, клеточный, тканевой и
органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический,
биосферный.
УРОВЕНЬ ТРОФИЧЕСКИЙ– совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца через одинаковое число посредников
трофической цепи: первый уровень – продуценты, второй – первичные
консументы (растительноядные организмы), третий – вторичные консументы (хищники и паразиты первичных консументов), четвертый – вторичные хищники и паразиты вторичных консументов, пятый – паразиты
вторичных консументов, шестой – надпаразиты высоких порядков. Редуценты могут составлять все трофические уровни, начиная от второго (те,
которые разлагают тела продуцентов).
УСЛОВИЯ СРЕДЫ — совокупность всех факторов, действующих на отдельный организм, популяцию или сообщество.
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ – образ жизни мирового сообщества, при котором главной задачей является обеспечение нормальных условий для всего
населения планеты без ущемления интересов последующих поколений.
120
УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — ее способность сохранять структуру и
функциональные особенности при воздействии внешних факторов.
ФАГОЦИТОЗ — захватывание клеткой (например, лейкоцитом) микроорганизмов, других клеток или чужеродных частиц.
ФАУНА — совокупность животных какой-либо систематической группы
(например фауна птиц — орнитофауна), территории (фауна озера Бай-кал)
или геологического периода (фауна Юрского периода).
ФЕНОТИП — внешнее проявление генотипа, совокупность всех признаков и
свойств организма.
ФЕРМЕНТ, или энзим — вещества белковой природы, биокатализаторы,
присутствующие во всех живых клетках, направляющие, регулирующие и
ускоряющие биохимические процессы в них; играют важнейшую роль в
обмене веществ.
ФИЛОГЕНЕЗ, или филогения, — историческое развитие организмов или
эволюция органического мира, его отдельных типов, классов, отрядов
(порядков), семейств, родов и видов. Говорят и о филогенезе отдельных
органов и функций (ср. онтогенез).
ФИТОПЛАКТОН — взвешенные в воде озер и морей микроскопические растения, главным образом водоросли, распространенные по всей толще воды до той глубины, на которую проникает свет.
ФЛОРА — совокупность всех видов растений какой-либо местности (флора
Кавказа) или геологического периода (флора Палеозоя).
ФОНОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - в астрофизике, диффузное и практически изотропное электромагнитное излучение Вселенной. Спектр фонового излучения простирается от длинных радиоволн до гамма-лучей. Вклад в фоновое излучение могут давать неразличимые в отдельности далекие источники и диффузное вещество (газ, пыль), заполняющее космическое пространство. Важнейший компонент фонового излучения - реликтовое излучение.
ФОТОПЕРИОДИЗМ — физиологические изменения у животных и растений,
связанные со сменой дня и ночи.
ФОТОСИНТЕЗ — образование в клетках зеленых растений, водорослей и в
некоторых микроорганизмах углеводов из оксида углерода (IV) и воды
под действием света, поглощаемого светочувствительным пигментом (в
основном хлорофиллом). Фотосинтез сопровождается выделением кислорода.
121
ФРАТРИЯ — подразделение племени, понятие, близкое биологическому виду, но применяемое лишь к вымершим организмам.
ХЕМОСИНТЕЗ — синтез органических веществ бактериями из оксида углерода (IV) с использованием энергии, освобождающейся при окислении
химических соединений (ср. фотосинтез).
ХИЩНИК – животное или растение, ловящее или поедающее животных для
собственного питания (кроме падали).
ХИЩНИК ВТОРОГО ПОРЯДКА – хищник, питающийся другими хищниками (например, щука, поедающая окуней).
ХИЩНИК ПЕРВОГО ПОРЯДКА – хищник, нападающий на нехищных животных.
ХИЩНИЧЕСТВО — взаимоотношения между организмами, при которых
один вид наносит ущерб другому и не может существовать без него; при
этом представители первого вида ловят и поедают представителей второго.
ХЛОРОФИЛЛ — зеленый пигмент растений, содержится в хлоропластах или
хроматофорах; поглощает энергию солнечного света и трансформирует ее
в химическую энергию органических веществ, образующихся в процессе
фотосинтеза.
ЦАРСТВО — крупнейшая таксономическая категория живого; обычно выделяют царства животных, растений, грибов и доядерных (прокариот). Иногда выделяют до 10 царств органического мира.
ЦЕНТР ПРОИСХОЖДЕНИЯ — область возникновения какого-либо биологического вида, породы животных или сорта культурных растений.
ЦЕНОЗ – любое сообщество организмов, например, фитоценоз, (сообщество
растений), зооценоз (сообщество животных), биоценоз (сообщество живых организмов) и т.д.
ЦЕПЬ ПИЩЕВАЯ ДЕТРИТНАЯ – поток энергии, идущий от мертвого органического вещества (детрита) через систему организмов-детритофагов.
ЦЕПЬ ПИЩЕВАЯ ПАСТБИЩНАЯ – поток энергии, идущий от растений
через растительноядных животных.
ЦИКЛ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ – круговорот химических веществ из неорганической природы через растительные и животные организмы обратно
в неорганическую; осуществляется с использованием солнечной энергии
и энергии химических реакций.
122
ЦИРКАДНЫЕ РИТМЫ — изменения физиологических функций или поведения, обнаруживающие периодичность, близкую к суточной.
ШЕЛЬФ КОНТИНЕНТАЛЬНЫЙ – прибрежное морское мелководье, ограниченное с одной стороны береговой линией, а с другой - глубоким перегибом вглубь морского дна; глубины в среднем до 180-200 метров.
Наиболее продуктивная в диалогическом отношении часть акватории
Мирового океана.
ЭВРИБИОНТЫ – организмы, способные выдерживать колебания экологического фактора в широких пределах (экологически пластичные виды);
большинство видов эврибионты по отношению к одним и стенобионты по
отношению к другим факторам.
ЭВРИТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ - способные переносить значительные колебания температуры окружающей среды, напр., все наземные животные
умеренных широт. Ср. стенотермные животные.
ЭВРИТОПНЫЕ ОРГАНИЗМЫ - растения и животные, живущие в местах с
разнообразными условиями обитания. Напр., тростник обыкновенный - по
берегам водоемов, в воде, на солонцах и солончаках; обыкновенный хорек
- на полях, лугах, лесных полянах.
ЭВОЛЮЦИЯ(в биологии) - необратимое и, в некоторой степени, направленное историческое развитие живой природы.
ЭВТРОФИКАЦИЯ - обогащение рек и озер биогенными элементами, сопровождающееся повышением продуктивности вод. Эвтрофикация может
быть результатом естественного старения водоема, внесения удобрений
или загрязнения сточными (в т. ч. с полей) водами. Для эвтрофных водоемов характерна богатая литоральная и сублиторальная растительность,
обильный планктон. Искусственно несбалансированная эвтрофикация
может приводить к бурному развитию водорослей («цветению» вод), дефициту кислорода и замору рыб и других животных.
ЭВТРОФНЫЕ РАСТЕНИЯ - способны произрастать только на почвах (или
другом субстрате), богатых питательными веществами, напр. дуб, ясень и
многие другие.
ЭДАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ – к ним относится вся совокупность физических и химических свойств почв, способных оказывать экологическое
воздействие на живые организмы.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША - совокупность всех факторов природной среды,
в пределах которых возможно существование того или иного вида орга123
низмов. К таким факторам относится не только положение вида в пространстве (его местообитание), но также его взаимоотношения с другими
видами (конкуренция за пищу, наличие врагов и т. п.)
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПИРАМИДА - графические изображение соотношения
между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме, которое
выражается: в единицах массы (пирамида биомасс); в числе особей (пирамида чисел Элтона) или в заключенной в особях энергии (пирамида
энергий).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ — отдельные элементы среды, взаимодействующие с организмом.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРАВО – совокупность правовых норм и правоотношений, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия
общества и природы.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ – состояние экосистемы, при котором
сохраняется постоянным ее видовой состав и циклы элементов питания.
Понятие приложимо и к популяции, хотя в этом случае оно означает колебания численности популяции в пределах, гарантирующих ее сохранение в составе экосистемы.
ЭКОЛОГИЯ – термин и общее определение экологии предложил немецкий
биолог Э.Геккель (1866 г.) в своем капитальном труде «Всеобщая морфология организмов». В настоящее время экология рассматривается как
междисциплинарный комплекс, исследующий отношения организмов (в
том числе и человека) с условиями среды и друг с другом. С появлением
человечества естественная экосистема превращается в социоприродную,
соответственно экология, изучающие социоприродные экосистемы превращается в систему знаний о воспроизводстве жизни во всех ее формах.
В конце второго тысячелетия в результате обострения отношения человека и природы возникла ситуация экологического кризиса и экология стала
важнейшей наукой, которая влияет на принятие экономических и политических решений. По этой причине экологическое образование (включая
изучение экологии в школе) является важнейшей составной частью системы образования современного человека.
ЭКОЛОГО-ПРАВОВАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ – в экологическом праве:
обязанность претерпевать неблагоприятные последствия в случае нарушения природоохранного законодательства. По видам применяемых
санкций различают следующие виды эколого-правовой ответственности:
дисциплинарную, административную, уголовную, гражданскую, материальную.
124
ЭКОТОН — довольно широкая переходная зона между соседними биомами;
в ней встречаются некоторые представители обоих биомов и организмы,
характерные для данного экотона (иногда распространенные только в его
пределах).
ЭКОСИСТЕМА— любое сообщество живых существ вместе со средой их
обитания, связанное внутри сложной системой взаимоотношений.
ЭКОСФЕРА – синоним биосферы, живая оболочка Земли, включающая все
живые организмы и окружающую их среду, с которой они взаимодействуют; термин предложил Л.Кол (1958 г.).
ЭКСПЕРТИЗА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ – оценка воздействия на окружающую
среду, природные ресурсы и здоровье людей комплекса промышленнохозяйственных и других объектов.
ЭМЕРДЖЕНТНОСТЬ— в теории систем: наличие у какой-либо системы
особых свойств, не присущих ее подсистемам и блокам, а также сумме
элементов, не связанных особыми системообразующими связями. В биологии и экологии понятие эмерджентности можно выразить так: одно дерево — не лес, скопление отдельных клеток — не организм.
ЭНДЕМИКИ – это растения или животные с крайне узким ареалом и ограниченные в своем распространении отдельной областью или страной.
Наибольшей степенью эндемизма характеризуются острова и горные области.
ЭСТУАРИИ – затопляемые воронкообразные устья рек, расширяющиеся при
впадении в моря и океаны, экотоны между пресными и солеными водами;
характеризуются большим разнообразием видов (краевой эффект), которое уменьшается в зоне солоноватых вод. Эстуарии - очень продуктивная
зона, где вследствие приливов и отливов высока циркуляция питательных
веществ.
ЭФЕМЕРОИДЫ – многолетние растения с очень коротким периодом вегетации, большую часть года они проводят в покоящемся состоянии. Пример
– подснежники наших лесов.
ЭУКАРИОТЫ— все организмы, клетки которых содержат оформленное ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной оболочкой (ср. прокариоты).
ЯРУС – в сообществе растений это часть слоя, в которой находятся их определенные органы (надземные – листья и стебли; подземные – корни,
клубни, луковицы, корневища).
125
ЯРУСНОСТЬ – разделенность растительного сообщества на определенные
горизонты, слои, ярусы, пологи (например, ярус трав, кустарников, теневыносливых низкорослых деревьев, светолюбивых высокорослых и т.д.).
126
Часть 3. Тестовый контроль по темам
Тест 1
I. Назовите концепцию, которая должна быть положена в основу современного экологического мышления:
1. Эволюционизм;
2. Материализм;
3. Биоцентризм;
4. Антропоцентризм;
5. Историзм.
II. Глобальная экология изучает:
1. Строение биосферы и ее взаимодействие с природными и социальными факторами;
2. Систему «Природа-общество»;
3. Загрязнение окружающей среды;
4. Принципы рационального природопользования различных систем.
III. Природные ресурсы представляют собой:
1. Весь материальный мир, окружающий человека;
2. Вещества и силы природы, которые исторически использовались и
сейчас используются обществом;
3. Вещества и силы природы, которые являются средствами жизни и
производственной деятельности людей;
4. Вещества и сила природы, которые могут быть использованы обществом в настоящее время.
IV. Энергия Солнца и обусловленная ею энергия речных стоков и ветра относятся к ресурсам:
1. Практически неисчерпаемыми;
2. Невозобновимым;
3. Возобновимым;
4. Эстетическим.
V. Основная цель социальной экологии – выявление:
1. Характера взаимосвязей в системе «общество-природа»;
2. Предпосылок и условий устойчивого, неопределенно длительного
развития системы «общество-природа»;
127
3. Исторических особенностей взаимодействия общества и природы;
4. Влияния деятельности человека на состояние окружающей среды.
VI. В последние 250 лет стали использовать ископаемое топливо, его сжигание породило многочисленные проблемы:
1. Обогащение окружающей среды биогенами, что опасно для живых
существ;
2. Загрязнение водной среды, которое приводит к потере окружающей
среды своих свойств;
3. Загрязнение окружающей среды, включая возможность катастрофического изменения климата;
4. Проявление «парникового эффекта».
VII. Древнегреческий философ Платон утверждал: «Я вижу близкую гибель
того государства, где закон не имеет силы и находится под чей-либо властью».
а) Платон имел в виду законы:
1. Природы;
2. Развития общества;
3. Принятые людьми на основе соглашения;
б) Данное утверждение Платона имеет отношение к законам:
1. Экологии;
2. Социальной экологии;
3. Охраны окружающей среды.
VIII. Американский эколог Б.Коммонер на основе обобщений сформулировал следующую систему «законов экологии»:
1. Все связано со всем;
2. Все должно куда-то деваться;
3. Природа знает лучше;
4. Ничто не дается даром.
Эти законы объясняют:
1. Явления и процессы в природе и обществе;
2. Определяют нормы поведения людей с учетом закономерностей
биосферы;
3. Устойчивость и развитие биосферы;
4. Рациональное природопользование.
128
IX. Экологическая сеть биосферы подобна усилителю: небольшой, незаметный сдвиг в одном месте может вызвать отдаленные, значительные и долговременные последствия в другом месте. Какой закон Б.Коммонера объясняет
это положение:
1. Все связано со всем;
2. Все должно куда-то деваться;
3. Природа знает лучше;
4. Ничто не дается даром.
Х. Разработка месторождений и использование соединений фосфора в качестве удобрений приводит к тому, что по всей планете:
1. Сухопутные экосистемы нарушаются из-за избыточного поступления фосфатов и нитратов, причем фосфаты не возвращаются в круговорот;
2. Водные экосистемы нарушаются и даже разрушаются из-за избыточного поступления фосфатов и нитратов, фосфаты не возвращаются
на сушу;
3. Как сухопутные, так и водные экосистемы разрушаются из-за избыточного поступления фосфатов и нитратов, при этом фосфаты уже не
возвращаются в круговорот.
Тест 2
I. В биосфере различают:
1. Поле существования жизни и поле несуществования жизни;
2. Поле существование жизни и поле устойчивости жизни;
3. Поле устойчивости жизни и поле неустойчивости жизни.
II. Чтобы выжить, человечество должно понимать, что биосфера формулирует такие условия жизни, как:
1. Чистая вода, плодородная почва, пригодная для дыхания атмосфера;
2. Плодородная почва, магнитное поле Земли, кислород атмосферы;
3. Чистая вода, магнитное поле Земли, сила тяготения;
4. Солнечная энергия, чистый воздух, магнитное поле Земли.
III. Состав химических элементов звездного и солнечного вещества, а также
живого вещества биосферы:
1. Существенно различается;
2. Практически совпадает;
3. Полностью совпадает.
129
IV. Во Вселенной и в живом веществе биосферы в наибольшей концентрации
присутствуют:
1. Водород, углерод, цинк, кальций;
2. Углерод, азот, кальций, калий;
3. Углерод, водород, азот, кислород;
4. Азот, натрий, хлор, сера.
V. Биогенные элементы – это:
1. Элементы, содержащиеся в земной коре;
2. Присутствующие в живых организмах и выполняющие там определенные функции;
3. Элементы, содержащиеся в почве;
4. Элементы, содержащиеся в питательных веществах.
VI. Биогеохимические круговороты – это:
1. Миграция веществ в почве;
2. Многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере, биосфере;
3. Миграция веществ в атмосфере;
4. Переход питательных элементов из неживой природы в живые организмы и обратно в неживую природу.
VII. Грандиозный процесс круговорота веществ на Земле включает такие
процессы, как:
1. Биологический, биогеохимический круговороты каждого химического элемента;
2. Геологический, биогеохимический, биологический круговорот воды;
3. Геологический, биогеохимический, биологический круговорот углерода.
VIII. Биологический круговорот представляет собой циркуляцию веществ
между:
1. Почвой, растениями, животными и микроорганизмами;
2. Растениями, животными, грибами, микроорганизмами;
3. Растениями, животными, бактериями;
4. Почвой, животными, микроорганизмами.
IX. Появление на Земле живого вещества привело к возникновению – циркуляции - перемещению в биосфере химических элементов, переходу из внеш130
ней среды в организмы и возвращению во внешнюю среду. Такая циркуляция
химических элементов получила название:
1. Геологических процессов;
2. Биогеохимических круговоротов;
3. Биогеохимических реакций;
4. Биологических круговоротов.
Х. На планете Земля жизнь определяется наличием шести основных условий
(экологических факторов):
1. Кислород, углекислый газ, температура, минеральные соли, соленость, азот;
2. Вода жидкая, кислород, углекислый газ, водород, минеральные соли,
соленость;
3. Жидкая вода, кислород, углекислый газ, температура, минеральное
питание (соли), соленость;
4. Вода, кислород, азот, температура, минеральные соли, соленость.
Тест 3
I. Сообщество растений, животных, микроорганизмов и грибов, населяющих
одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на
друга, называется:
1. Биогеоценозом;
2. Биоценозом;
3. Фитоценозом;
4. Экосистемой.
II. В состав популяции не входят:
1. Организмы одного вида;
2. Организмы разных видов;
3. Организмы разного возраста;
4. Организмы разного пола.
III. Популяция обладает рядом показателей, которые характеризуют ее как
группу в целом, а не отдельные ее особи. К этим показателям не относятся:
1. Численность и плотность популяции;
2. Рождаемость, смертность, возрастной и половой состав;
3. Число хищников, питающихся особями данной популяции;
4. Скорость расселения популяции.
131
IV. Популяция – это естественное множество особей, объединенных генетическими и экологическим взаимодействиями. Генетические взаимодействия
предполагают:
1. Принадлежность особей популяции к одному сообществу и способность скрещиваться друг с другом;
2. Принадлежность особей к экосистеме и способность скрещиваться
друг с другом;
3. Принадлежность особей к одному виду и способность скрещиваться
друг с другом.
V. Биотический потенциал вида – это факторы, способствующие увеличению
численности вида:
1. Смертность, рождаемость, выживание;
2. Миграция, приспособление, выживание;
3. Скорость размножения, пополнение половозрелого состава популяции, способность мигрировать.
VI. Составные части нообиогеоценоза (социоэкосистемы):
1. Биотоп + биоценоз;
2. Биотоп + биоценоз + нооценоз;
3. Биотоп + биоценоз + общество;
4. Биотоп + общество.
VII. Сад, парк, сооружения биологической очистки вод относятся к экосистемам:
1. Естественным;
2. Искусственным;
3. Непрерывным.
VIII. Природное сообщество – это:
1. Место обитания организмов одного вида;
2. Совокупность взаимодействующих популяций живых существ, обитающих на одной территории;
3. Сочетание различных экологических факторов;
4. Функциональная единица, включающая живые организмы и неживую среду, взаимно влияющих друг на друга.
IX. Социоэкосистема представляет собой:
1. Взаимопереплетение и взаимодействие естественных и искусственных (агро-, техно-, урбо-) экосистем;
132
2. Организованную целостность искусственных экосистем, связи в которой подчинены обществу;
3. Разнокачественное социоприродное образование, в котором общество – центральный компонент, а естественные и искусственные экосистемы – необходимая для его существования и развития окружающая среда.
Тест 4
I. Физические и химические свойства почвы, оказывающие большое влияние
на наземных и почвенных обитателей, называют факторами:
1. Абиотическими;
2. Биотическими;
3. Лимитирующими;
4. Антропогенными;
5. Эдафизическими.
II. Организмы, питающиеся детритом, называются:
1. Бактериями;
2. Детритофагами;
3. Консументами;
4. Хемотрофами.
III. Для описания понятия «пищевая цепь» может быть использован термин:
1. Атмосфера;
2. Адаптация;
3. Консументы;
4. Мутация;
5. Автотрофы.
IV. Организмы, способные существовать в относительно постоянных условиях среды, называются:
1. Полисапробными;
2. Эврибиотными;
3. Олигосапробными;
4. Стенобионтными.
V. Продуцентами в экосистеме не могут быть:
1. Растения и водоросли;
2. Животные и грибы;
3. Водоросли и некоторые бактерии;
133
4. Лишайники и водоросли.
VI. Трофический уровень определяется как совокупность:
1. Продуцентов, консументов, редуцентов;
2. Организмов, объединяемых типом питания;
3. Автотрофов и гетеротрофов;
4. Консументов и редуцентов.
VII. Закон (правило) толерантности В.Э. Шелфорда – один из важнейших
принципов экологии, согласно которому присутствие или процветание популяции каких-либо организмов зависит от:
1. Одного фактора, к которому организм приспособлен и вынослив;
2. Комплекса экологических факторов, к каждому из которых у организма существует определенный диапазон выносливости;
3. Группы экологических факторов, которые для данной популяции
безразличны.
VIII. Последовательность цепи питания имеет следующий вид:
1. Бактерии, водоросли, головастик, хищная личинка стрекозы;
2. Водоросли, головастик, хищная личинка стрекозы, бактерии;
3. Хищная личинка стрекозы, головастик, водоросли, бактерии;
4. Головастик, бактерии, водоросли, хищная личинка стрекозы.
IX. Закон пирамиды энергий утверждает, что с одного трофического уровня
экологической пирамиды переходит на другой ее уровень:
1. Вся энергия;
2. Более 10% энергии;
3. Более 50% энергии;
4. Не более 10% энергии.
Х. Какая из предложенных последовательностей правильно показывает передачу энергии в пищевой цепи:
1. Лисица – землеройка – дождевой червь – листовой опад – растения;
2. Листовой опад – дождевой червь – растения – землеройка – лисица;
3. Растения – листовой опад – дождевой червь – землеройка – лисица;
4. Растения – землеройка – дождевой червь – листовой опад – лисица.
Тест 5
I. Виды в природном сообществе приспосабливаются к совместному существованию благодаря:
134
1. Межвидовой конкуренции;
2. Различным типам взаимодействия между видами;
3. Различию занимаемых видами экологических ниш;
4. Различным местообитанием.
II. Согласно принципу конкурентного исключения:
1. Два вида не могут сосуществовать, если они занимают одну экологическую нишу;
2. Два вида могут сосуществовать, несмотря на то, что занимают одну
экологическую нишу;
3. Два вида существуют, занимая одну экологическую нишу.
III. Обеднение биологического разнообразия экосистемы:
1. Обостряет экологическое противоречие;
2. Сглаживает экологическое противоречие;
3. Не влияет на экологическое противоречие.
IV. Последовательность смены сообществ под влиянием времени, вырубки
или пожара получили название:
1. Биоценоза;
2. Сукцессии;
3. Обмена веществ;
4. Эволюции.
V. Отметьте не более двух факторов, которые в наибольшей степени влияют
на устойчивость природного сообщества:
1. Климат местности;
2. Многообразие видов;
3. Особенности рельефа местности;
4. Разнообразие и разветвленность экологических взаимодействий.
VI. При вселении нового для данной экосистемы вида необходимо, наряду с
иными условиями, определить:
1. Место вида в цепи питания;
2. Наличие свободной экологической ниши;
3. Биомассу особей вида.
VII. Следует признать верным:
1. В природном сообществе существует одна пищевая сеть;
2. В природном сообществе существует несколько пищевых сетей;
135
3. В природном сообществе существуют две пищевые сети.
VIII. Хищники в природном сообществе:
1. Оздоравливают популяцию жертв;
2. Способствуют росту числа популяции жертв;
3. Не влияют на численность популяций жертв.
IX. Особи в популяции береговых ласточек не связаны друг с другом:
1. Информационными связями;
2. Пищевыми ресурсами;
3. Общим местообитанием;
4. Отношением «паразит-хозяин».
X. Организмы с широким диапазоном толерантности (выносливости) называют:
1. Стенобионтами, они практически не встречаются в природе;
2. Эврибионтами, они широко распространены в природе;
3. Эврибионтами, они редко встречаются в природе;
4. Политермными организмами.
Тест 6
I. Атмосфера Земли – это:
1. Газовая (воздушная) оболочка Земли;
2. Защитный экран Земли;
3. Составная часть биосферы;
4. Воздушный океан.
II. К «парниковым» газам относятся:
1. Оксид серы (IV), фреоны, азот;
2. Углекислый газ, метан, оксид азота (I);
3. Кислород, озон, благородные газы;
4. Водород, озон, аммиак.
III. Озоновый экран - необходимое условие существование биосферы, потому
что слой озона:
1. Образуется в результате космических изучений;
2. Препятствует проникновению ультрафиолетовых лучей;
3. Препятствует загрязнению атмосферы;
4. Устраняет «парниковый» эффект.
136
IV. Основные источники загрязнения атмосферы:
1. Автомобильный транспорт;
2. Жизнедеятельность биосферы;
3. Топливо-энергетические комплексы;
4. Индустрия;
5. Медицинские учреждения.
V. Проблема «озоновых дыр» является проблемой:
1. Экологической;
2. Политической;
3. Общепланетарной;
4. Экономической;
5. Правовой.
VI. Случайные компоненты тропосферы:
1. Техногенные примеси;
2. Кислород, озон, благородные газы;
3. Оксид серы (IV), озон, аммиака, метан;
4. Вода, углекислый газ.
VII. Озон в стратосфере разрушается под воздействием:
1. Молекул углекислого газа;
2. Молекул хлора;
3. Оксидов азота;
4. Фреонов.
VIII. Переменные компоненты воздуха тропосферы:
1. Метан, аммиак, озон;
2. Вода, оксид углерода (IV);
3. Азот, кислород;
4. Оксид углерода (II), оксиды азота, оксид серы (IV).
IX. Основные причины образования «смога»:
1. Наличие в атмосфере оксида серы (IV), оксидов азота, аэрозольных
загрязнений;
2. Выбросы промышленных предприятий;
3. Транспорт, избыток солнечных дней, наличие озона в тропосфере;
4. Наличие в атмосфере избытка углекислого газа, метана.
137
X. Основные способы уменьшения влияния на среду промышленных загрязнений:
1. Экологический мониторинг;
2. Разбавление, очистка, замена, замена старых технологий новыми –
малоотходными;
3. Экономические и уголовные санкции, применяемые к предприятиям,
загрязняющим атмосферу (экономические и правовые механизмы);
4. Вывод предприятий за черту городов.
Тест 7
I. Гидросфера – это:
1. Водная оболочка Земли;
2. Мировой океан;
3. Поверхностные воды суши и подземные воды;
4. Совокупность всех вод Земли: Мировой океан с окраинными и внутриконтинентальными морями, поверхностные воды суши, подземные
воды, льды и снег полярных и горных областей, атмосферные воды,
вода, содержащаяся в живых организмах.
II. Единственный источник всех пресных вод экосферы:
1. Реки и озера;
2. Пары атмосферы;
3. Ледники;
4. Вода океанов и морей.
III. Содержание пресных вод в гидросфере составляет:
1. 50% от объема гидросферы;
2. Менее 1%;
3. 2-3% от общего запаса воды;
4. 25% от общего запаса вод.
IV. Основное отличие среднего элементного состава поверхностных вод суши от среднего элементного состава вод Мирового океана:
1. Высокие содержание ионов Na+ и хлорид-ионов;
2. Преобладание гидрокарбонатов кальция и магния;
3. Преобладание сульфатов калия и натрия;
4. Повышенное содержание иодидов и бромидов.
V. Постоянная жесткость воды характеризуется присутствием в воде:
1. Гидрокарбонатов кальция, магния, железа;
138
2. Нитратов и силикатов натрия, калия;
3. Сульфатов и хлоридов кальция, магния и железа;
4. Растворенным в воде углекислым газом.
VI. Временная жесткость устраняется:
1. Добавлением к воде соды;
2. Кипячением;
3. Добавлением к воде раствора гидроксида кальция;
4. Добавлением к воде перманганата калия (марганцовки).
VII. Какими показателями оценивается реакция среды водных растворов:
1. Содержанием в воде минеральных солей;
2. Соотношением концентрации водородных и гидроксид-ионов;
3. Величиной рН;
4. Концентрацией водородных ионов.
VIII. Эвтрофирование водоемов (эвтрофикация):
1. Повышение уровня первичной продукции в водоемах, благодаря
увеличению в них концентрации биогенных элементов, главным образом азота и фосфора;
2. Уменьшение рН воды водоемов;
3. Увеличение численности консументов в водоеме;
4. Увеличение концентрации растворенных солей в водоемах.
IX. Пресные воды гидросферы – это:
1. Вода океанов и морей;
2. Ледники, подземные льды, некоторые озера и водохранилища, пары
атмосферы, речные воды;
3. Вода в болотах;
4. Минерализованные подземные воды.
X. Мягкий водой называется вода с жесткостью:
1. От 4 до 8 ммоль/л;
2. Менее 4 ммоль/л;
3. От 8 до 12 ммоль/л;
4. Выше 12 ммоль/л.
Тест 8
I. Здоровье человека формируется под воздействием таких факторов как:
139
1. Наследственность, чистый воздух, образ жизни, число промышленных предприятий;
2. Наследственность, окружающая среды, здоровый образ жизни;
3. Здравоохранение, ландшафт, развитое сельское хозяйство.
II. Человек имеет ряд отличий от обезьян из отряда приматов:
1. Развитое обоняние, недоразвитие коры головного мозга, противопоставление среднего пальца остальным, прямой позвоночник;
2. Прямохождение, руки длиннее ног, изгибы позвоночника, голая кожа, противопоставление большого пальца остальным, развитая мимика, бинокулярное зрение;
3. Бинокулярное зрение, хождение на четырех конечностях, изгибы позвоночника, противопоставление большого пальца остальным, развитая мимика.
III. Если организм не справляется с чужеродными веществами, если нарушается иммунитет, он реагирует повышенной чувствительностью к чужеродному веществу. Такая реакция получила название:
1. Заболевание;
2. Иммунитет;
3. Стресс-реакция;
4. Аллергия.
IV. В ответ на раздражители чрезмерной силы производственной среды
(огромные скорости технологических процессов и операций, большая сложность управления процессов, разнообразие ситуаций, требующих быстрого
принятия решений в критически краткие сроки и т.д.) у человека может развиться:
1. Аллергия;
2. Стресс-реакция;
3. Иммунитет и заболевание.
V. Околосуточные изменения физиологических процессов в организме человека, влияющие на его работоспособность и жизнедеятельность, называются:
1. Метеочувствительностью;
2. Реадаптацией;
3. Циркадными ритмами;
4. Стресс-реакцией.
VI. Планирование семьи – это:
140
1. Область медицины, изучающая анатомо-физиологические особенности женского организма;
2. Система мер и мероприятий, обеспечивающих рождение желанных
детей в том количестве и качестве, которые необходимы семье;
3. Наблюдение над протеканием беременности у женщин;
4. Нежелательность родственных связей.
VII. Стрессовые условия – это:
1. Загрязнение окружающей среды;
2. Все условия жизни людей, вызывающие отрицательные эмоции и
определенное напряжение некоторых или всех систем органов человека (страх, холод, голод, скученность, неуверенность в своем будущем и
т.д.);
3. Неблагоприятные жилищные условия;
4. Неудовлетворенность работой.
VIII. Инфекционные заболевания – это:
1. Заболевания, связанные с переохлаждением;
2. Заболевания, вызываемые болезнетворными микроорганизмами
(бактериями, вирусами, грибками) и передающиеся от зараженного человека или животного к здоровому;
3. Заболевание нервной системы;
4. Сердечно-сосудистые заболевания.
IX. Мутагенез – это:
1. Изменение числа хромосом;
2. Процесс возникновения в организме наследственных изменений –
мутаций;
3. Нарушение эмбрионального развития, обусловленного генетическими или неблагоприятными факторами;
4. Задержка роста и физического развития в сочетании с нарушением
деятельности желез внутренней секреции у ребенка.
X. Окружающая человека среда:
1. Производственная среды;
2. Среда жилого помещения;
3. Сложная система физических, химических, биологических, психосоциальных, культурных и техногенных факторов, которые влияют на
существование и здоровье человека;
141
4. Совокупность физических, химических и биологических факторов,
влияющих на здоровье человека.
Тест 9
I. Естественные предпосылки развития человечества определяют:
1. Народонаселение и состояние биосферы;
2. Ресурсные предпосылки материального производства и космические
явления и процессы;
3. Все перечисленные факторы в совокупности.
II. Снижения плодородия почв при росте численности населения грозит:
1. Кризисом чистой воды;
2. Энергетическим кризисом;
3. Продовольственным кризисом.
III. Если в популяции преобладает смертность над рождаемостью, то численность популяции:
1. Резко возрастает;
2. Остается на одном уровне;
3. Резко сокращается.
IV. Что в вашем понимании является этой роковой чертой, которую не должно переступить человечество?
1. Загрязнение атмосферы углекислым газом;
2. Исчерпание горючих ресурсов;
3. Уничтожение отдельных видов растений и животных;
4. Устойчивость биосферных явлений, обеспечивающих необходимые
условия жизни на Земле.
V. Какой из представленных графиков показывает, что рождаемость в популяции превышает смертность?
Численность
4
3
Х
Х
Х
Х
1
Х
Х
2
Время
1, 2, 3, 4.
142
VI. Демографическую ситуацию в развитых странах характеризует:
1. Темп роста населения непрерывно увеличивается;
2. «Демографический кризис» - снижение рождаемости, увеличение
смертности;
3. Идет выравнивание показателей рождаемости и смертности.
VII. Сущность демографической революции:
1. Непрерывное возобновление населения Земли;
2. Снижение смертности, обусловленное социальными процессами;
3. Переход от традиционного типа воспроизводства населения к более
прогрессивному типу;
4. Быстрое увеличение численности населения Земли.
VIII. Сущность «демографического взрыва»:
1. Быстрое увеличение населения Земли;
2. Снижение смертности, обусловленное социальными процессами;
3. Непрерывное возобновление населения Земли;
4. Изменение возрастного состава населения Земли.
IX. Равенство поступления и оттока энергии, вещества и информации, поддерживающие систему в качественно определенном состоянии называется:
1. Показательной функцией;
2. Демографической революцией;
3. Динамическим равновесием;
4. Глобальной проблемой.
X. Демографическую ситуацию в развивающихся странах характеризует:
1. Темп роста населения непрерывно увеличивается;
2. Рост населения замедляется; идет выравнивание показателей рождаемости и смертности;
3. «Демографический кризис» - снижение рождаемости, увеличение
смертности.
Тест 10
I. Данные, которые привели к выводу об угрозе экологического кризиса:
1. Физико-химические загрязнения биосферы;
2. Истощение природных ресурсов;
3. Уменьшение разнообразия биосферы;
4. Ухудшение здоровья людей, возникновение новых болезней;
143
5. Указанные факторы в совокупности;
6. Определенное взаимодействие указанных факторов.
II. Природопользование – это:
1. Поиски полезных ископаемых;
2. Теория и практика использования человеком природных ресурсов;
сфера общественно-производственной деятельности, направленная на
удовлетворение потребностей человека;
3. Разработка месторождений полезных ископаемых;
4. Эксплуатация природных ресурсов.
III. Нерациональное природопользование – это:
1. Хищническая эксплуатация природных ресурсов;
2. Система деятельности человека, не обеспечивающая сохранение
природно-ресурсного потенциала природы;
3. Экономное использование природных ресурсов.
IV. Рациональное природопользование – это:
1. Система деятельности человека, призванная обеспечить экономное
использование природных ресурсов и их воспроизводство с учетом интересов народного хозяйства и сохранения здоровья людей;
2. Практика использования природных ресурсов;
3. Разработка и добыча полезных ископаемых.
V. Истощение традиционных горючих и минеральных ресурсов ведет к:
1. Поискам их альтернативных видов (заменителей) и созданию принципиально новой технологии;
2. Изменению, совершенствованию традиционной технологии с целью
экономичного использования истощающихся природных ресурсов;
3. Ухудшению уровня и качества жизни людей;
4. Указанным технологическим и социальным явлениям в совокупности.
VI. Горючие и минеральные ресурсы интенсивно истощаются вследствие:
1. Бурного развития техники и промышленности;
2. Невозобновимости за исторически небольшой период времени;
3. Неэффективного их использования.
VII. Решение экологической проблемы следует начинать с такого уровня,
как:
144
1. Локальный;
2. Региональный;
3. Глобальный;
4. Решение следует начинать одновременно на всех уровнях.
VIII. Под «устойчивым развитием» понимается:
1. Непрерывное улучшение материального благополучия человеческого общества;
2. Такое развитие, которое обеспечивает удовлетворение потребностей
людей в настоящее время, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности;
3. Такое развитие, при котором длительно наблюдается динамическое
равновесие в социоэкосистемах различного уровня.
IX. Когда и где была создана концепция устойчивого развития:
1. В докладах «Римского клуба»;
2. В 1992 году на международной конференции ООН в Рио-деЖанейро;
3. В глобальных моделях будущего развития.
X. Значение докладов Римского клуба и последующих моделей будущего
мира заключается в следующем:
1. Благодаря им возросла международная осведомленность о глобальном характере экологических проблем;
2. Они наметили перспективы дальнейшего развития человеческого
общества;
3. Сделан переход от описания положения к поискам подходов к решению проблемы;
4. Заложили основы взаимосвязи экономики и экологии в дальнейшем
развитии.
145
КОНТРОЛЬНЫЙ ЛИСТ-1
«Тестовый контроль по темам»
Дисциплина _________________________________________________
Курс ______________________ Группа __________________________
Факультет __________________________________________________
Дата выполнения _________________
ФИО исполнителя ___________________________________________
Тест
Вопрос - ответы
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Число правильных ответов _____________________________________
Проверил ____________________________________________________
Ф.И.О., должность
Дата ____________
Подпись__________
146
Часть 4. Итоговый тестовый контроль
1. Биосфера – основа организации
1. Благодаря окислительно-восстановительной функции живого вещества
происходит…
1) вымывание кальция из почвы;
2) осаждение фосфатов на дно морей и океанов;
3) образование кислорода в атмосфере;
4) накопление кремния в гидросфере.
2. Круговорот серы в биосфере характеризуется тем, что сера …
1) входит в состав коэнзима А;
2) резервируется апатитах;
3) поглощается растениями в форме сульфатных соединений;
4) выходит из круговорота в виде карбонатов.
3. Циркуляция азота между различными неорганическими средами и по пищевым цепям живых организмов называется круговоротом …
1) водорода;
2) углерода;
3) азота;
4) кислорода.
4. Максимальная концентрации озона в атмосфере наблюдается на высоте …
1) 40-50 км;
2) 0-5 км;
3) 300-450 км;
4) 20-25 км.
5. Циркуляция химических элементов между живыми организмами и окружающей средой называется круговоротом …
1) воды;
2) веществ;
3) энергии;
4) кислорода.
6. К признакам современной ноосферы относится …
1) наличие нефти и газа;
147
2) увеличение содержания свободного кислорода;
3) снижение содержания углекислого газа;
4) массовое потребление продуктов фотосинтеза прошлых геологических
эпох.
7. Круговорот азота в биосфере характеризуется тем, что …
1) азот попадает в почву в результате разложения медного колчедана;
2) фиксаторами неорганического вещества являются клубеньковые бактерии бобовых растений;
3) резервуаром элемента в биологическом круговороте служат апатиты;
4) азот выходит из круговорота фосфора.
8. Функция живого вещества, связанная с разрушением организмов и продуктов их жизнедеятельности, называется …
1) транспортной;
2) средообразующей;
3) газовой;
4) деструктивной.
9. В качестве источника энергии бактерии-хемосинтетики используют …
1) углекислый газ;
2) воду;
3) сероводород;
4) глюкозу.
10. Совокупность всех океанов, морей, рек и озер Земного шара называется…
1) водной оболочкой;
2) гидросферой;
3) гидратной оболочкой;
4) тропосферой.
11. Области повышенной концентрации жизни в биосфере, расположенные
по границе разделов разных сред, были названы В.И. Вернадским ...
1) областями реакции;
2) береговыми линиями;
3) контактными областями;
4) пленками жизни.
12. Растения считают главным элементом в круговороте веществ, т.к. они ...
1) включают в круговорот веществ энергию Солнца;
148
2) имеют зеленый цвет;
3) сбрасывают листву осенью;
4) закрепляются корнями в почве.
13. Главная роль микроорганизмов в круговороте веществ состоит в ...
1) использовании солнечной энергии;
2) разрушении органических веществ до минеральных;
3) образование зольных органических веществ из неорганических;
4) образование воды.
14. Воздушная оболочка Земли называется ...
1) литосферой;
2) атмосферой;
3) гидросферой;
4) биосферой.
15. Гипотеза о возникновении биосферы на Земле, основанная на принципе,
что жизнь была занесена из космоса, получила название …
1) самозарождения;
2) панспермии ;
3) абиогенеза;
4) стационарного состояния.
16. В соответствии с первым законом термодинамики зеленые растения превращают энергию солнечного луча в химическую энергию в результате процесса …
1) роста;
2) фотосинтеза;
3) водообмена;
4) дыхания.
17. Основная планетарная функция живого вещества на Земле заключается в
связывании и запасании …
1) энергии приливов и отливов;
2) энергии ветра;
3) геотермальной энергии;
4) солнечной энергии.
18. К энергетическому ресурсу, образующемуся в процессе круговорота углерода в биосфере, относится …
149
1) мел;
2) апатиты;
3) нефть;
4) известняк.
19. Совокупность тел, образующаяся в результате жизнедеятельности живых
организмов (нефть, газ, мел и т.д.), В.И.Вернадский назвал … веществом.
1) косным;
2) живым;
3) неживым;
4) биогенным.
20. Совокупность всех неживых тел, образование которых не связано с деятельностью живых организмов (образование горных пород, извержение вулканов и т.д.), была названа В.И.Вернадский … веществом.
1) косным;
2) живым;
3) биокосным;
4) биогенным.
21. Свойства биосферы возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения, создаваемые внешними и внутренними воздействиями,
называется …
1) ритмичностью;
2) централизованностью;
3) устойчивостью и саморегуляцией;
4) целостностью и дискретностью.
22. Обмен веществом и энергией, осуществляющийся между различными
структурными частями биосферы и определяющийся жизнедеятельностью
микроорганизмов, называется … циклом.
1) большим;
2) малым;
3) биогеохимическим;
4) ресурсным.
23. В состав биосферы входят следующие участки геологической сферы …
1) только гидросфера и литосфера;
2) атмосфера, литосфера и гидросфера;
3) только атмосфера и литосфера;
150
4) только гидросфера и атмосфера.
24. Биосфера Земли является ….
1) мезоэкосистемой;
2) микроэкосистемой;
3) глобальной экосистемой;
4) мегаэкосистемой.
25. Немецкий зоолог К.Мебиус в 1877 году предложил термин …
1) зооценоз;
2) фитоценоз;
3) биоценоз;
4) микробиоценоз.
26. Продукцию различных автотрофов называют …
1) вторичной;
2) основной;
3) первичной;
4) главной.
27. Центральным звеном биосферы является …
1) живое вещество;
2) косное вещество;
3) человек;
4) биокосное вещество.
28. Структурно-функциональный уровень организации живой материи, на
котором изучают закономерности, характерные для всего живого, круговорот
веществ и превращение энергии на Земле, называется …
1) популяционно-видовым;
2) биосферным;
3) биогеоценотическим;
4) организменным.
29. Кислород, который выделяется при фотосинтезе, ранее входил в состав
молекулы …
1) глюкозы;
2) углекислоты;
3) воды;
4) рибозы.
151
2. Экосистема – структура и законы функционирования
1. Пожары, наводнения, распашка степей, осушение болот являются факторами, приводящими к … сукцессии.
1) вторичной;
2) первичной;
3) гетеротрофной;
4) эндогенной.
2. В пищевой цепи «Растение - гусеница – дятел – ястреб» консументом 3-го
порядка является …
1) гусеница;
2) растение;
3) дятел;
4) ястреб.
3. Основной принцип устойчивости экосистем – это …
1) наличие крупных травоядных животных;
2) закрытость экосистем;
3) круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии;
4) наличие сформированной плодородной почвы.
4. Совокупность особей одного вида является популяцией, если …
1) они совместно населяют общую территорию;
2) у них преобладают особи мужского пола;
3) их численность несущественно изменяется во времени;
4) они потребляют одну пищу.
5. Рост популяции, численность которой вначале увеличивается, а затем из-за
увеличения плотности популяции и действия факторов среды остаётся на
одном уровне, называется …
1) неопределённым;
2) логистическим;
3) прерывистым;
4) изменчивым.
6. Неограниченный рост численности популяции сдерживается …
1) связями между особями разных поколений;
2) действием факторов внешней среды;
3) спецификой физиологии мелких особей;
152
4) количественным соотношением особей.
7. Продукцию растений (продуцентов) называют …
1) первичной;
2) третичной;
3) основной;
4) вторичной.
8. Совокупность пищевых цепей в экосистеме, соединённых между собой и
образующих сложные пищевые взаимоотношения, называются …
1) трофическим уровнем;
2) пищевой цепью;
3) непищевым взаимоотношением;
4) пищевой сетью.
9. Доминантными в экологических сообществах называются виды …
1) редко встречающиеся в биоценозе;
2) сохраняющиеся при смене биоценоза;
3) преобладающие по численности;
4) характерные для данного биоценоза.
10. Совокупность растительных популяций, входящих в сообщество, называется …
1) ароценозом;
2) микробиоценозом;
3) фитоценозом;
4) зооценозом.
11. Отдельные звенья цепи питания называются …
1) пищевыми секторами;
2) пищевыми базами;
3) трофическими уровнями;
4) трофическими факторами.
12. Искусственная экосистема – это …
1) город;
2) болото;
3) дубрава;
4) пойменный луг.
153
13. Половой структурой популяции называется …
1) количественное отношение различных возрастных групп;
2) количественное отношение женских и мужских особей;
3) количество новорожденных особей;
4) количество старых особей.
14. Количество энергии, потребляемое живыми организмами, занимающими
разное положение в пищевой цепи, называют пирамидой …
1) потребности;
2) энергии;
3) численности;
4) биомассы.
15. Из перечисленных ниже экосистем естественным биогеоценозом является…
1) пруд;
2) парк;
3) лес;
4) огород.
16. Соотношение численности живых организмов, занимающих разное положение в пищевой цепи, называют пирамидой …
1) численности;
2) биомассы;
3) потребности;
4) энергии.
17. Основной принцип устойчивости экосистем – это …
1) наличие сформированной плодородной почвы;
2) круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии;
3) закрытость экосистем;
4) наличие крупных травоядных животных.
18. Растение, которое произрастает в агроэкосистеме поля, - это …
1) горох;
2) подорожник;
3) орхидея;
4) одуванчик.
154
19. Процесс развития экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому
называется …
1) интеграцией;
2) адаптацией;
3) сукцессией;
4) флуктуацией.
20. Доминантами сообщества называют виды:
1) преобладающие в сообществе;
2) сохраняющиеся при смене биоценоза;
3) содержащиеся в минимальном количестве;
4) характерные для данного биоценоза.
21. Закон Линдемана, показывающий количество энергии, поступающей на
следующий трофический уровень, называется правилом … процентов:
1) 10;
2) 5;
3) 1;
4) 20.
22. Способность экосистем к восстановлению после природного или антропогенного воздействия называется …
1) саморегуляцией;
2) круговоротом;
3) самоуничтожением;
4) климаксом.
23. В пищевой цепи «Растительный опад → личинка насекомого → лягушка
→ гадюка» детритофагом является …
1) лягушка;
2) личинка насекомого;
3) растительный опад;
4) гадюка.
24. Распределение организмов разных видов в пространстве (по вертикали и
горизонтали) называется …
1) экологической структурой;
2) консорцией;
3) синузией;
4) пространственной структурой.
155
25. По мере приближении сукцессии к климаксной стадии продуктивность
биоценоза …
1) уменьшается;
2) увеличивается;
3) колеблется;
4) становится неустойчивой.
26. Агроэкосистема характеризуется …
1) усилением естественных регуляторных связей;
2) усилением конкурентоспособности вида;
3) полным подобием естественным экосистемам;
4) понижением конкурентоспособности вида.
27. В экосистему должны входить …
1) только продуценты и редуценты;
2) продуценты, редуценты и консументы;
3) только продуценты и консументы;
4) только консументы и редуценты.
28. Вид, сохранившийся от ранее процветающей группы животных или растений, называется ...
1) эндемиком;
2) реликтом;
3) интродуцентом;
4) эдификатором.
29. … является экосистемой, но не является биогеоценозом.
1) лес;
2) роща;
3) аквариум;
4) поле.
30. Биологический вид, первым заселяющий свободные (нарушенные или
недавно возникшие) участки территории природного или антропогенного
происхождения, называется …
1) пионерным;
2) эдификаторным;
3) индикаторным;
4) индифферентным.
156
31. Стадия заключительного равновесия при последовательной смене одних
экосистем другими называется ...
1) цикличностью;
2) климаксом;
3) саморегуляцией;
4) серией.
32. Пространство с более или менее однородными условиями, заселенное
сообществом организмов, называется ...
1) биотопом;
2) зооценозом;
3) климатопом;
4) эдафотопом.
33. Одному и тому же виду в разных биоценозах могут быть свойственны …
экологические ниши.
1) неустойчивые;
2) многочисленные;
3) различные;
4) неиспользованные.
34. Для экосистем таежных лесов характерны …
1) красноземы;
2) сероземы;
3) каштановые почвы;
4) подзолистые.
35. Трофические цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих организмов, называются …
1) цепями разложения;
2) гетеротрофными цепями;
3) пастбищные цепями;
4) детритными цепями.
36. Рост популяции, численность которой не зависит от ее плотности, называется …
1) изменчивым;
2) непостоянным;
3) прерывистым;
4) стабильным.
157
37. Продуценты, редуценты, консументы – основные компоненты функциональной группы …
1) экосистемы;
2) популяции;
3) вида;
4) семейства.
38. Сукцессия, вызванная деятельностью человека, называется …
1) аллогенной;
2) аутогенной;
3) пирогенной;
4) антропогенной.
39. Структурными компонентами биоценоза являются …
1) микроорганизмы и почва;
2) растения, микроорганизмы и почва;
3) растения и почва;
4) растения, животные и микроорганизмы.
40. К антропогенным экосистемам относится …
1) микробоценоз;
2) биогеоценоз;
3) биоценоз;
4) агроэкосистема.
41. Сукцессии, ведущие к климаксовой стадии, называются …
1) первичными;
2) прогрессивными;
3) флуктуационными;
4) незрелыми.
42. Если более низкие трофические уровни экологической пирамиды имеют
меньшую биомассу, чем более высокие уровни, то образуется …
1) прямая пирамида биомассы;
2) перевернутая пирамида численности;
3) перевернутая пирамида биомассы;
4) прямая пирамида численности.
43. Биоценозы, обладающие потенциальной способностью принять в свой
состав новые виды, могут быть отнесены к …
158
1) неиспользованным;
2) ненасыщенным;
3) насыщенным;
4) нереализованным.
44. Сходство агроэкосистемы сада с экосистемой леса состоит в том, что…
1) человек борется с растениями-сорняками;
2) большое разнообразие животных;
3) человек вносит удобрения;
4) в них ярусное расположение растений.
45. Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем тем, что …
1) характеризуются большим разнообразием;
2) растения в них плохо растут;
3) требуют дополнительных затрат энергии;
4) занимают площадь большую, чем естественные.
46. В результате взаимодействия хищник-жертва …
1) не происходит изменения в популяциях хищника и жертвы;
2) происходит вымирание популяции жертвы;
3) усиливается естественный отбор в обеих популяциях;
4) резко увеличивается численность популяции хищника.
47. Видовой состав растений и животных в процессе сукцессии …
1) резко возрастает;
2) остается постоянным;
3) непрерывно меняется;
4) существенно не меняется.
48. Целенаправленно созданное человеком сообщество – это …
1) биоценоз;
2) биосфера;
3) микробоценоз;
4) агроценоз.
49. Основной принцип устойчивости экосистем – это …
1) наличие сформированной плодородной почвы;
2) закрытость экосистем;
3) круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии;
4) наличие крупных травоядных животных.
159
50. Последовательные стадии, через которые проходят биоценозы в данном
районе, достигая климакса, называются …
1) пространственной структурой;
2) антропогенной сукцессией;
3) зрелым сообществом;
4) сукцессионным рядом.
51. К антропогенным экологическим факторам относится ….
1) влажность;
2) свет;
3) распашка целинных земель;
4) температура.
52. Передача энергии в экосистемах происходит последовательно от …
1) консументов через редуценты к продуцентам;
2) продуцентов через консументы к редуцентам;
3) редуцентов через консументы к продуцентам;
4) редуцентов через продуценты к консументам.
53. Ствол гнилого дерева можно отнести к …
1) микросистеме;
2) глобальной экосистеме;
3) мезосистеме;
4) макросистеме.
54. К консументам, питающимся детритом, относятся …
1) тли;
2) комары;
3) стрекозы;
4) личинки жуков и мух.
55. В ходе сукцессии, вызванной эвтрофикацией водоема, первыми гибнут …
1) утки;
2) щуки;
3) раки;
4) моллюски.
56. Число особей одного вида, приходящихся на единицу площади, занимаемой популяцией, называется …
1) плотностью популяции;
160
2) численностью популяции;
3) рождаемостью;
4) населением.
57. Сходство агроэкосистемы сада с экосистемой леса состоит в том, что в
них …
1) большое разнообразие животных;
2) человек вносит удобрения;
3) ярусное расположение растений;
4) человек борется с растениями-сорняками.
58. Согласно закону экологической пирамиды, с одного трофического уровня
на другой переходит в среднем не более … энергии.
1) 50%;
2) 25%;
3) 10%;
4) 5%.
59. Сфагновые мхи на сфагновых болотах являются видами …
1) консортами;
2) эдификаторами;
3) кодоминантами;
4) предоминантами.
60. Является экосистемой, но не является биогеоценозом …
1) поле;
2) лес;
4) аквариум;
5) роща.
3. Экологические факторы
1. К числу постоянных паразитов относятся …
1) слепни;
2) комары;
3) малярийные плазмодии;
4) пиявки.
2. Упрощение всех систем и органов у организма происходит в … среде жизни.
161
1) организменной;
2) почвенной;
3) водной;
4) наземно-воздушной.
3. Лимитирующим фактором для живых организмов в водной среде жизни
является …
1) температура;
2) количество кислорода;
3) плотность;
4) освещенность.
4. Условия для выхода живых организмов из воды на сушу создал следующий фактор - …
1) накопление кислорода в атмосфере;
2) изменение длины дня и ночи;
3) сокращение площади водоёмов;
4) усиление конкурентной борьбы среди гидробионтов.
5. К пойкилотермным животным не относятся …
1) пресмыкающиеся;
2) земноводные;
3) птицы;
4) рыбы.
6. Неограниченный рост численности популяции сдерживается …
1) количественным соотношением особей;
2) действием факторов внешней среды;
3) спецификой физиологии мелких особей;
4) связями между особями разных поколений.
7. По отношению к фактору освещённости для растений не характерна экологическая группа …
1) теневыносливые;
2) тенелюбивые;
3) сумеречные;
4) светолюбивые.
8. Представление о пределах толерантности организмов ввёл …
1) В. Шелфорд;
162
2) А. Тенсли;
3) В. И. Вернадский;
4) Г. Зюсс.
9. Снижение биосферных функций водоемов и их экологического значения в
результате поступления в них вредных веществ называется …
1) самоочищением;
2) диффузией;
3) эвтрофикацией;
4) загрязнением.
10. Гомойотермные организмы являются типичными представителями …
среды жизни.
1) почвенной;
2) водной;
3) наземно-воздушной;
4) организменной.
11. Ярко выраженная форма симбиоза, при которой присутствие каждого из
двух видов становится для другого обязательным, называется …
1) мутуализмом;
2) аменсализмом;
3) протокооперацией;
4) комменсализмом.
12. К антропогенному экологическому фактору относится …
1) разрушение озонового экрана;
2) конкуренция;
3) хищничество;
4) свет.
13. Для всех консументов характерно свойство …
1) автотрофности;
2) миксотрофности;
3) минерализации мертвого органического вещества;
4) гетеротрофности.
14. Явление, приводящее к активизации процесса фотосинтеза в результате
действия антропогенного фактора, называется …
1) глобальным загрязнением почвы, воды и атмосферы;
163
2) парниковым эффектом;
3) кислотными дождями;
4) озоновой дырой.
15. Наиболее часто биохемилюминесценцирующие обитатели водной среды
жизни встречаются в …
1) приливно- отливной зоне;
2) прибрежной зоне;
3) глубоководной зоне;
4) поверхностных слоях водоема.
16. Организмы, способные поддерживать постоянную температуру тела при
колебаниях температуры внешней среды, называет теплокровными, или …
1) гомойотермными;
2) стенотермными;
3) гетеротермными;
4) пойкилотермными.
17. Для растений характерна прямая конкуренция за свет, воду и минеральное питание, в результате чего происходит …
1) самоизрежение особей;
2) видообразование;
3) вымирание всех особей;
4) рост численности новых особей.
18. Ярусное строение фитоценоза дает растениям возможность более полно
использовать ресурсы среды - свет, тепло и влагу. В лесах умеренного климата может быть до … ярусов растительности.
1) двух-трех;
2) двенадцати-тринадцати;
3) пяти-шести;
4) девяти-десяти.
19. Форма отношений, при которой один из участников умерщвляет другого
и использует его в качестве пищи, называется …
1) паразитизмом;
2) нейтрализмом;
3) хищничеством;
4) симбиозом.
164
20. Сезонная периодичность в природе наиболее выражена в …
1) умеренных широтах;
2) субтропиках;
3) тропиках;
4) пустынях.
21. Образование у наземных растений развитых механических тканей не является приспособлением к …
1) температуре;
2) солнечной радиации;
3) влажности;
4) низкой плотности воздуха.
22. Любой элемент среды, прямо или опосредованно воздействующий на
жизнедеятельность, поведение и пространственное распределение организмов в течение всей жизни, называется … фактором.
1) социальным;
2) витальным;
3) психическим;
4)экологическим.
23. К морфологическому типу адаптации не относится - …
1) уменьшение площади выступающих частей тела;
2) сезонная миграция;
3) густой меховой покров;
4) перьевой покров.
24. «В пределах вида теплокровные организмы с более крупными размерами
тела распространены в более холодных областях» гласит …
1) закон толерантности Шелфорда;
2) закон минимума Либиха;
3) правило 10%;
4) правило Бергмана.
25. Среда жизни, характеризующаяся плотным сложением (т.е. имеющая
твердые части), называется …
1) наземно-воздушной;
2) почвенной;
3) водной;
4) организменной.
165
26. Печень белого медведя нельзя употреблять в пищу из-за ...
1) необходимости в термической обработке;
2) высокого содержания витамина А, способного вызвать тяжелый гипервитаминоз;
3) горького вкуса, обусловленного желчью;
4) своеобразного цвета.
27. К абиотическим экологическим факторам относится ...
1) конкуренция;
2) температура;
3) создание заповедников;
4) хищничество.
28. Из представленных растений наибольшей конкурентной способностью
обладает ...
1) копытень европейский;
2) марь белая;
3) герань лесная;
4) гусиный лук.
29. Основными условиями процесса фотосинтеза у растений являются ...
1) свет, вода, углекислый газ;
2) кислород, вода, свет;
3) свет, кислород, углекислый газ;
4) кислород, углекислый газ.
30. К основным путям приспособления организмов к условиям окружающей
среды не относятся понятия ...
1) заболачивание;
2) активный путь;
3) пассивный путь;
4) избегание неблагоприятного воздействия.
31. «Если два вида со сходными требованиями к среде (питанию, поведению,
типам размножения) вступают в конкурентные отношения, то один из них
должен погибнуть, либо изменить свой образ жизни и занять новую экологическую нишу» гласит …
1) закон Коммонера;
2) правило Гаузе;
3) закон Вернадского;
166
4) правило 10%.
32. Структурно-функциональный уровень организации живой материи, на
котором изучают законы межвидовых отношений, взаимоотношения организмов и среды обитания, называется ...
1) клеточным;
2) организменным;
3) биогеоценотическим;
4) биосферным.
33. К биотическим экологическим факторам относится ….
1) свет;
2) конкуренция;
3) температура;
4) вырубка лесных массивов.
34. Тип взаимодействия, при котором организмы соперничают друг с другом,
пытаясь лучше и быстрее достичь какой-либо цели, - это …
1) паразитизм;
2) нейтрализм;
3) конкуренция;
4) хищничество.
35. Свечение живых организмов за счет энергии метаболических процессов
получило название …
1) биопродукции;
2) анабиоза;
3) биомассы;
4) биолюминесценции.
36. Водная среда пополняется кислородом за счет …
1) фотосинтеза водорослей;
2) разложения органики;
3) дыхания зоопланктона;
4) атмосферных осадков.
37. К гомойотермным животным не относится …
1) лягушка;
2) человек;
3) собака;
167
4) кошка
38. Содержание вещества в окружающей среде, определяемое суммой естественных и антропогенных вкладов, называется …
1) минимальной разовой концентрацией;
2) допустимым остаточным количеством;
3) фоновой концентрацией;
4) среднесуточной концентрацией.
39. К абиотическим экологическим факторам относится …
1) температура;
2) конкуренция;
3) хищничество;
4) вырубка лесных массивов.
40. Экологический фактор, ограничивающий распространение многих животных и растений к северу, - это недостаток …
1) пищи;
2) тепла;
3) света;
4) территории.
41. К экзопаразитам (внешним) относятся …
1) бычьи цепни;
2) аскариды;
3) острицы;
4) комары.
42. Для типичных водных обитателей не характерен следующий признак ...
1) обитание во влажной среде;
2) покрытие кожи волосами и перьями;
3) отсутствие защиты от испарения;
4) наличие голой кожи, богатой железами.
43. Индикаторами чистоты атмосферного воздуха являются …
1) лишайники;
2) хвощи;
3) березы;
4) тополя.
168
44. Зацветание некоторых растений только в условиях длинного светового
дня является примером …
1) хемотаксиса;
2) фототропизма;
3) фототаксиса;
4) фотопериодизма.
45. Организм, приспособленный к жизни при недостатке влаги, называется…
1) мезофиллом;
2) ксенобиотиком;
3) ксилобионтом;
4) ксерофилом.
46. Головастики некоторых видов лягушек выделяют в воду вещества, замедляющие развитие головастиков другого вида. Такое явление называется …
1) ацидификацией;
2) комменсализмом;
3) эвтрофикацией;
4) аменсализмом.
47. К свойствам, обеспечивающим адаптацию организмов к среде обитания,
не относится …
1) температура;
2) изменчивость;
3) естественный отбор;
4) наследственность.
48. Взаимодействие организмов посредством выделения в окружающую среду специфически действующих химических веществ называется …
1) аллелопатией;
2) симбиозом;
3) конкуренцией;
4) мутуализмом.
49. К сезонным биологическим ритмам не относится …
1) зимний покой;
2) период цветения;
3) фотосинтез;
4) листопад.
169
50. К наиболее ярким проявлениям эвтрофикации водоемов не относится …
1) летнее цветение воды;
2) увеличение концентрации биогенных элементов;
3) попадание в водоемы нефти;
4) уменьшение биоразнообразия видов.
51. Фактором, ограничивающим верхний предел жизни биосферы, является…
1) интенсивное ультрафиолетовое излучение;
2) высокая температура;
3) низкая температура;
4) высокая влажность.
52. Самопроизвольная ампутация (рефлекторное отбрасывание) той или иной
части тела животными, являющаяся защитной реакцией по отношению к
хищникам и обеспечивающая выживание, называется…
1) авторегуляцией;
2) образом жизни;
3) автотомией;
4) привычкой.
53. Конкуренция – это отношения между …
1) паразитами и хозяевами;
2) видами со сходными потребностями;
3) растениями и животными;
4) хищниками и жертвами.
54. Организм, в теле которого происходит размножение паразита, называется
…
1) основным хозяином;
2) распространителем;
3) переносчиком;
4) возбудителем.
55. Способность вида увеличивать свою численность и область распространения при улучшении условий среды существования, называется …
1) емкостью среды;
2) биотическим потенциалом;
3) сопротивлением среды;
4) выживаемостью.
170
56. Важнейшим фактором, регулирующим сезонные явления в жизни растений и животных – обитателей умеренных широт, является …
1) фотопериод;
2) влажность;
3) ветер;
4) осадки.
57. Экологическая рождаемость непостоянна и изменяется в зависимости от
…
1) условий среды и структуры популяции;
2) дальности сезонных миграций;
3) размеров кормовых участков мелких особей;
4) кормового поведения самцов.
58. Средой жизни для паразитов служит …
1) живой организм;
2) гидросфера;
3) почва;
4) наземно-воздушная среда.
59. К биологической адаптации живых организмов к факторам окружающей
среды не относится …
1) процесс окультуривания сельскохозяйственных растений;
2) изменение морфологических характеристик;
3) изменение биохимических процессов;
4) изменение физиологических характеристик.
60. К биотическим экологическим факторам относится …
1) влажность;
2) нейтрализм;
3) свет;
4) температура.
61. Комнатные мухи способны быстрее, чем галапагосские черепахи, приспособиться к изменяющимся условиям внешней среды, потому что они …
1) хорошо летают;
2) имеют меньшие размеры;
3) имеют больше врагов;
4) имеют быструю смену поколений.
171
62. Болота как экосистемы способны…
1) регулировать температурный режим экотопов;
2) давать урожай грибов;
3) давать урожай брусники;
4) регулировать водный режим территории.
63. К биотическим экологическим факторам относится …
1) нейтрализм;
2) свет;
3) температура;
4) влажность.
4. Экология и здоровье человека
1. Группа болезней человека, источником которых являются птицы, называется …
1) гепатитом;
2) орнитозом;
3) псориазом;
4) корью.
2. Урбанизация влияет на демографическое поведение городского населения,
вызывая тенденцию к …
1) увеличению дорепродуктивной возрастной группы;
2) отсутствию рождаемости;
3) снижение рождаемости;
4) увеличению рождаемости.
3. Самыми токсичными антропогенными веществами для человека являются
…
1) нефтепродукты;
2) синтетические белки;
3) удобрения;
4) диоксины.
4. Циклические изменения умственной активности человека относят к …
ритмам.
1) годовым;
2) циркадным;
3) сезонным;
172
4) месячным.
5. Заболевание кроветворной ткани, вызываемое ионизирующей радиацией,
которое проявляется в поражении костного мозга и нарушении образования
клеток крови, называется …
1) гепатитом;
2) менингитом;
3) лейкемией;
4) ишемией.
6. Причинами массовых инфекционных болезней человека, влияющих на
демографическую ситуацию в мире, являются ...
1) домашние животные;
2) пестициды;
3) антисанитария, нехватка чистой питьевой воды;
4) нитраты.
7. Негативное воздействие энергии электромагнитных волн на человека может вызывать нарушения деятельности …
1) центральной нервной системы;
2) опорно-двигательной системы;
3) желудочно-кишечного тракта;
4) выделительной функции почек.
8. Производные метилртути, вызывающие у человека повреждения печени и
центральной нервной системы, относятся к … факторам загрязнения окружающей среды.
1) неорганическим;
2) биологическим;
3) органическим;
4) металлорганическим.
9. Среди населения Земли наблюдается тенденция увеличения числа наследственных онкологических заболеваний, причиной которых является …
1) употребление вегетарианской пищи;
2) загрязнение природной среды мутагенами;
3) недостаток в пище витаминов;
4) употребление жирной пищи.
173
5. Охрана окружающей среды – глобальные проблемы и
международное сотрудничество
1. «Озоновые дыры» с понижением содержания озона в атмосфере до 50%
были впервые обнаружены над …
1) Северным и Южным полюсами;
2) Европой и Скандинавией;
3) территорией Уральских гор;
4) Юго-Восточной Азией.
2. В результате парникового эффекта разогревание нижних слоев атмосферы
происходит за счёт …
1) углекислого газа;
2) оксидов азота;
3) сероводорода;
4) метана.
3. Космос относится к … ресурсам.
1) региональным;
2) национальным;
3) локальным;
4) международным.
4. Возрастная пирамида в виде колонны характерна для …
1) стран Южной Америки;
2) Китая и Индии;
3) стран Африканского континента;
4) Европы и США.
5. Озон в стратосфере образуется из …
1) водяного пара;
2) сернистого газа;
3) углекислого газа;
4) кислорода.
6. Депопуляция населения характерна для стран …
1) Юго- Восточной Азии;
2) Австралии и Океании;
3) Латинской Америки;
4) Европы.
174
7. Гипотеза стационарного состояния указывает на численность населения
мира к середине XXI века в количестве … человек:
1) 22-25 мрлд.;
2) 2-5 мрлд.;
3) 11-12 мрлд.;
4) 18-20 мрлд.
8. Наибольшие темпы прироста населения в мире наблюдаются в странах …
1) Латинской Америки;
2) Европы;
3) Австралии и Океании;
4) Африки.
9. К концу 20 века увеличение численности населения Земного шара на 1
млрд. происходило в среднем за …
1) 50 лет;
2) 2 года;
3) 13 лет;
4) 5 лет.
10. Основное значение озонового слоя атмосферы для живых существ, обитающих на Земле, заключается в том, что он задерживает ...
1) космическое излучение и жесткие ультрафиолетовые лучи Солнца;
2) потерю атмосферой углекислого газа, необходимого растениям для
фотосинтеза;
3) тепловое излучение Солнца;
4) потерю атмосферой кислорода, необходимого живым организмам для
дыхания.
11. «Озоновая дыра» – это …
1) пространство с пониженным (до 50 %) содержанием озона;
2) часть территории Мирового океана;
3) повышение содержания озона в атмосфере;
4) «дыра» в атмосфере.
12. Применение фреонов приводит к ...
1) загрязнению окружающей среды;
2) выпадению кислотных дождей;
3) парниковому эффекту;
4) образованию озоновых дыр.
175
13. Все живое на Земле существует благодаря органическому веществу, создаваемому, в основном, ...
1) животными;
2) бактериями;
3) растениями;
4) грибами.
14. Основными факторами, влияющими на демографическую ситуацию в
мире, являются ...
1) климат и состояние природы;
2) географическое положение страны;
3) хищные животные и ядовитые растения;
4) пищевые ресурсы и болезни.
15. В период средневековья основными болезнями, влияющими на демографическую ситуацию, являлись…
1) чума, холера, оспа;
2) кожные болезни;
3) заболевания сердечно-сосудистой системы;
4) легочные.
16. Озоновый слой задерживает проникновение к земной поверхности ...
1) инфракрасного излучения;
2) видимой части спектра;
3) мягкого ультрафиолетового излучения;
4) жесткого ультрафиолетового излучения.
17. Максимальная концентрация озона (озоносфера) находится в …
1) ионосфере;
2) стратосфере;
3) мезосфере;
4) гидросфере.
18. Расширение «озоновых дыр» может привести к …
1) таянию ледников;
2) понижению среднегодовой температуры;
3) потеплению климата;
4) значительному поступлению жесткого ультрафиолетового излучения.
176
19. Устойчивое сокращение численности населения в результате резкого спада рождаемости, вызванное социально-экономическими причинами, называется …
1) популяционным взрывом;
2) жизненным циклом;
3) волной жизни;
4) депопуляцией.
20. Разрушение озона в стратосфере происходит с участием …
1) гелия;
2) азота;
3) водорода;
4) хлора.
21. В Древнем Риме средняя продолжительность жизни была приблизительно
…
1) 14 лет;
2) 80 лет;
3) 60 лет;
4) 20 лет.
22. По прогнозам ученых в результате парникового эффекта климат Земли в
течение ближайших 50 лет …
1) останется неизменным;
2) похолодает;
3) потеплеет;
4) станет умеренно континентальным.
23. Основным фактором, вызвавшим «демографический взрыв», является …
1) эмансипация;
2) социализация;
3) миграция населения;
4) повышение рождаемости при низкой дорепродуктивной смертности.
24. Интенсивное поступление углекислого газа в атмосферу, наблюдаемое в
последнее столетие, связано с …
1) дыханием животных;
2) вулканической деятельностью;
3) сжиганием человеком органического топлива;
4) дыханием растений.
177
25. Наиболее жесткая программа регулирования рождаемости («одна семья –
один ребенок») принята в …
1) Мексике;
2) Китае;
3) США;
4) России.
26. Решение глобальных экологических проблем человечеством возможно
путем …
1) перехода к устойчивому развитию;
2) повышения эффективности биогеохимических циклов в биосфере;
3) совершенствования рыночных механизмов природопользования;
4) снижения уровня загрязнения Мирового океана.
27. Суть парникового эффекта заключается в том, что углекислый газ …
1) задерживает длинноволновое (тепловое) излучение Земли;
2) задерживает коротковолновое (ультрафиолетовое) излучение Земли;
3) пропускает видимую часть спектра;
4) пропускает коротковолновое солнечное излучение.
28. За последние 10 лет среднегодовая концентрация озона в средних и высоких широтах на высоте около 20 км …
1) осталась без изменений;
2) имеет циклический характер;
3) снизилась;
4) повысилась.
29. Парниковый эффект почти не влияет на такой биосферный процесс, как…
1) круговорот воды и распределение осадков на Земле;
2) накопление осадочных отложений на дне океана и континентальных
водоемов;
3) циркуляция теплых и холодных вод в Мировом океане;
4) циркуляция атмосферы и формирование стихийных явлений.
30. Один из разделов экологии, изучающий биосферу Земли, называется …
экологией.
1) сельскохозяйственной;
2) химической;
3) общей;
4) глобальной.
178
31. Главный документ, принятый конференцией ООН по окружающей среде
и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 г., называется …
1) «Пределы роста»;
2) «Повестка дня на XXI век»;
3) «Так жить нельзя»;
4) «Экологический манифест».
32. Концепция устойчивого развития была принята на конференции ООН в
…
1) Стокгольме;
2) Хельсинки;
3) Вене;
4) Рио-де-Жанейро.
33. Первая международная конференция по проблемам окружающей среды
состоялась в ...
1) Москве;
2) Вене;
3) Стокгольме;
4) Хельсинки.
34. Природным объектом международного сотрудничества является атмосфера, потому что она …
1) находится в пользовании всех стран ;
2) контролируется странами Европы;
3) находится в пользовании Америки;
4) контролируется странами НАТО.
35. Международные природные ресурсы, являющиеся всеобщим достоянием,
- это …
1) климат и погода;
2) естественные космические объекты;
3) тропические леса как «легкие планеты»;
4) Антарктида, мировой океан, космос.
36. Конвенция об охране озонового слоя была принята в …
1) Нью-Йорке;
2) Монреале;
3) Москве;
4) Вене.
179
37. Всемирная система мониторинга за состоянием и изменением биосферы в
рамках специальной структуры ООН называется …
1) МЗК (Международный зеленый крест);
2) ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде);
3) МСОП (Международный союз охраны природы);
4) ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения).
6. Экологические принципы рационального природопользования
1. В России с 1993 года начала формироваться Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая является …
1) источником объективной, комплексной информации о состоянии окружающей природной среды;
2) источником информации о состоянии атмосферы;
3) прикладным направлением природоохранной деятельности;
4) научным направлением в охране окружающей среды.
2. Вопросами обеспечения безопасности людей в условиях стихийных бедствий и экологических катастроф занимается …
1) Федеральное агентство по образованию;
2) Министерство природных ресурсов;
3) Министерство чрезвычайных ситуаций;
4) Министерство сельского хозяйства.
3. Космическая фото- и видеосъёмки относятся к … методу мониторинга.
1) физическому;
2) дистанционному;
3) химическому;
4) лабораторному.
4. Основная часть воды в России используется для …
1) рекреационных целей;
2) производственных нужд;
3) мытья автомашин;
4) питьевого назначения.
5. К методом мониторинга относится …
1) наблюдения;
2) страхование;
180
3) мелиорация;
4) экспертиза.
6. Территория, выполняющая функцию экологического барьера и пространственно разделяющая источник неблагоприятных воздействий и жилую зону,
называется …
1) лесозащитной полосой;
2) зоной отчуждения;
3) санитарно- защитной зоной;
4) водоохраной зоной.
7. Создание в агроэкосистеме лесополос способствует …
1) снижению количества вредных насекомых;
2) размножению насекомых-вредителей сельскохозяйственных растений;
3) уменьшению количества сорняков;
4) защите почвы от эрозии.
8. Критерием для установления предельно-допустимого выброса в атмосферу
(ПДВ) или предельно-допустимого сброса в водный объект (ПДС) является
…
1) временно согласованный сброс (ВСС);
2) ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ);
3) предельно-допустимая концентрация (ПДК);
4) показатель опасности вредного вещества.
9. Нормирование качества окружающей среды (почвы, воды, воздуха) должно устанавливаться …
1) по реакции самого чувствительного вида организмов;
2) исходя из климатических условий;
3) по реакции растений;
4) исходя из экономической целесообразности.
10. В программу мониторинга канцерогенов входит изучение миграции в
окружающей среде …
1) вирусов гриппа;
2) углекислого газа;
3) кальция;
4) бензапирена.
11. К органолептическим показателям качества воды относят …
181
1) химическое и биохимическое потребление кислорода;
2) запах и вкус;
3) концентрацию анионов и катионов;
4) сухой остаток и жесткость.
12. Для территорий повышенной социальной ценности (заповедники, заказники, курортные и рекреационные зоны, лечебно-оздоровительные местности) нормативы предельно-допустимой концентрации (ПДК) и предельнодопустимых сбросов (ПДС) устанавливаются ...
1) одинаковые с городскими экосистемами;
2) более строгие;
3) менее строгие;
4) одинаковые с промышленными объектами.
13. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - это прежде всего … норматив, ибо основная масса его показателей относится к здоровью человека.
1) санитарно-гигиенический;
2) флористический;
3) биоиндикаторный;
4) фаунистический.
14. В систему мониторинга входят …
1) стационарные наблюдения;
2) газопылеулавливающая аппаратура;
3) расчет экономического ущерба;
4) экологическая экспертиза.
15. Количественные уровни (величины), регулирующие степень антропогенного воздействия на природу и среду обитания, называются …
1) критическими уровнями воздействия;
2) санитарно-гигиеническими нормативами;
3) экологическими нормативами;
4) фоновыми концентрациями.
16. Система наблюдений, позволяющая оценить процессы на планете в целом, захватывающая всю биосферу, называется мониторингом на … уровне.
1) региональном;
2) локальном;
3) национальном;
4) глобальном.
182
17. Объектами регионального мониторинга являются …
1) гидросфера;
2) исчезающие виды животных и растений;
3) атмосфера;
4) литосфера.
18. В среднем на одного жителя России расходуется в сутки до … литров
воды.
1) 500;
2) 1000;
3) 50;
4) 200.
19. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» - это основополагающий документ в области …
1) здравоохранения;
2) спорта;
3) образования;
4) охраны природы.
20. К объектам глобального мониторинга относи(я)тся …
1) приземный слой воздуха;
2) редкие виды животных;
3) атмосфера;
4) агроэкосистема.
21. Использование водных ресурсов без изъятия воды из водных объектов
называется …
1) водоснабжением;
2) водопоглощением;
3) водопользованием;
4) водопотреблением.
22. Ёмкость биологического очистного сооружения, в котором в качестве
основных организмов, очищающих сточные воды, используются аэробные
микроорганизмы, называются …
1) контейнером;
2) аэротенком;
3) резервуаром;
4) компостной ямой.
183
23. Размеры санитарно-защитных зон промышленных предприятий устанавливаются, исходя из …
1) состава почвы;
2) температуры окружающей среды;
3) состава земельных насаждений;
4) санитарной классификации предприятий.
24. Зеленые насаждения в городах выполняют функции …
1) снижения запыленности;
2) увеличения запыленности;
3) накопления вредителей;
4) выделения ядовитых веществ.
25. Моделированием экологических процессов занимается … экология.
1) промышленная;
2) химическая;
3) экономическая;
4) математическая.
26. К механическим способам очистки сточных вод относится …
1) отстаивание;
2) экстракция;
3) флотация;
4) коагуляция.
27. Изучением влияния выбросов предприятий и заводов на окружающую
среду, снижением этого влияния за счет совершенствования технологий занимается … экология.
1) социальная;
2) сельскохозяйственная;
3) промышленная;
4) химическая.
28. Активный ил используется при …
1) отстаивании;
2) механической очистке;
3) биологической очистке;
4) химической очистке.
29. Озонирование – это …
184
1) способ обработки земли в сельском хозяйстве;
2) участие озона в фотохимическом смоге;
3) процесс разрушения озонового слоя Земли;
4) способ обеззараживания воды или воздуха.
30. В России наиболее распространенным способом борьбы с бактериальным
загрязнением воды является метод …
1) обработки ультрафиолетовыми лучами;
2) обработки лазерными лучами;
3) обеззараживания хлором;
4) озонирование.
31. Виды организмов, культивируемые в лабораторных условиях, четко реагирующие на воздействие антропогенных факторов в условиях эксперимента
и используемые для оценки токсичности проб воды, воздуха, почвы, ила, а
также для экотоксикологического нормирования отдельных загрязняющих
веществ, называются био …
1) навигаторами;
2) мониторами;
3) объектами;
4) тестами.
32. Вермикультура – это обобщенное название биотехнологии, основанной на
массовом разведении …
1) дождевых червей;
2) дрожжевых грибов;
3) шелковичных червей;
4) медоносных пчел.
33. Технологии, которые позволяют получать конечную продукцию с минимальным расходом вещества и энергии, называются …
1) выгодными;
2) затратными;
3) ресурсосберегающими;
4) альтернативными.
34. Комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности нарушенных земель и на улучшение условий окружающей среды, называется …
1) рекультивацией;
185
2) мелиорацией;
3) деградацией;
4) интродукцией.
35. Мутность питьевой воды должна быть по санитарной норме не более …
1) 3,5 мг/л;
2) 5,0 мг/л;
3) 10,0 мг/л;
4) 2,0 мг/л.
36. Химическая очистка сточных вод заключается в …
1) использовании отстойников;
2) использовании аэротенков;
3) добавлении реагентов, образующих осадки;
4) использовании полей орошения.
7. Основы экономики и природопользования
1. По своему происхождению топливно-энергетические ресурсы являются …
веществом.
1) биогенным;
2) биокосным;
3) косным;
4) живым.
2. Перспективным видом топлива, образующимся в анаэробных условиях из
органического вещества под действием микроорганизмов, является …
1) водород;
2) аммиак;
3) биогаз;
4) сероводород.
3. Экологически чистыми, неисчерпаемыми источниками энергии являются
…
1) солнечные батареи;
2) атомные электростанции;
3) водородные двигатели;
4) гидроэнергетические станции.
4. Основным энергетическим ресурсом начала 21 века является …
186
1) нефть;
2) биотопливо;
3) геотермальная энергия;
4) водородное топливо.
5. Электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями в мире,
составляет в среднем …
1) менее 1%;
2) 17%;
3) 78%;
4) 90%.
6. Первая приливная электростанция построена в (о) …
1) Франции;
2) Монголии;
3) России;
4) Германии.
7. Основным источником энергии для агроэкосистем является …
1) торф;
2) органические удобрения;
3) солнечная энергия;
4) минеральные удобрения.
8. Геотермальные электростанции в России действуют на …
1) Кольском полуострове;
2) Чукотском полуострове;
3) полуострове Таймыр;
4) полуострове Камчатка.
9. Наибольшее количество запасов и объем добычи газа приходится на один
из следующих регионов России - …
1) Дальний Восток;
2) Поволжье;
3) Западная Сибирь;
4) Восточная Сибирь.
10. В настоящее время потребление энергии на душу населения в мире обнаруживает явную тенденцию к …
1) цикличности;
187
2) уменьшению;
3) непостоянству;
4) стабилизации.
11. По прогнозам ученых, при современных темпах добычи нефти и газа, их
хватит не более чем на … лет.
1) 10;
2) 300;
3) 50;
4) 100.
8. Основы экологического права
1. Система комплексной оценки всех возможных экологических и социальноэкономических последствий осуществления проекта и его соответствие требованиям экологической безопасности общества называется …
1) экологическим мероприятием;
2) общественным собранием;
3) экологической экспертизой;
4) экологическим аудитом.
2. Для территории повышенной социальной ценности (заповедники, заказники, курортные и рекреационные зоны, лечебно – оздоровительные местности)
нормативы предельно – допустимой концентрации (ПДК) и предельно – допустимых сбросов (ПДС) устанавливаются …
1) одинаковые с городскими экосистемами;
2) более строгие;
3) менее строгие;
4) одинаковые с промышленными объектами.
3. Обеспечение соблюдения экологического законодательства, его норм и
правил, выполнение мероприятий по охране окружающей природной среды
всеми организациями - это основная задача …
1) экологического аудита;
2) экологического контроля;
3) лицензирования по использованию объектов окружающей природной
среды;
4) экологической экспертизы.
4. Заключение общественной экологической экспертизы …
188
1) носит запретный характер;
2) предусматривает штрафные санкции;
3) необязательно к исполнению;
4) носит рекомендательный характер.
5. Применение мер государственного принуждения к физическим, должностным и юридическим лицам, нарушающим природоохранное законодательство, является формой … контроля.
1) информационного;
2) стимулирующей природоохранную деятельность;
3) карательного;
4) воспитательного.
6. Совокупность государственных мероприятий, закрепленных в праве и
направленных на сохранение, восстановление и улучшение благоприятных
условий жизни людей и материального производства – это ...
1) правовая охрана природы;
2) охрана окружающей природной среды;
3) государственный экологический контроль;
4) экологическая экспертиза.
7. «Общественно опасные деяния, посягающие на установленный в Российской Федерации экологический правопорядок, экологическую безопасность
общества, причиняющие вред окружающей природной среде и здоровью человека» называется ...
1) экологическими нормативами;
2) экологической экспертизой;
3) экологическим контролем;
4) экологическим преступлением
8. Государственная экологическая экспертиза …
1) носит характер общественной экспертизы;
2) является обязательной мерой охраны окружающей природной среды;
3) не является обязательной мерой охраны окружающей среды;
4) носит узкий целенаправленный характер по отдельным вопросам хозяйственной деятельности.
9. В соответствии с экологическим законодательством объектом правовой
охраны является …
1) природная среда;
189
2) хозяйственный объект;
3) биоразнообразие;
4) промышленный объект.
10. За несвоевременную или искаженную информацию, отказ от предоставления своевременной и полной информации о состоянии окружающей среды
и радиационной обстановки предусмотрена … ответственность.
1) материальная;
2) трудовая;
3) административная;
4) дисциплинарная.
11. Право каждого человека на жизнь в благоприятных экологических условиях и право каждого государства на использование природных ресурсов для
обеспечения нужд своих граждан являются принципами …
1) устойчивого развития общества;
2) охраны окружающей среды;
3) международного сотрудничества в области охраны окружающей человека среды;
4) декларации прав и свобод человека и гражданина.
12. Научная, правовая и административная деятельность по установлению
предельно-допустимых норм воздействия на окружающую среду, обеспечивающих сохранение экосистем и экологическую безопасность человека,
называется …
1) экологическим нормированием;
2) экологической экспертизой;
3) экологическим мониторингом;
4) экологическим аудитом.
13. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» регулирует …
1) выдачу разрешений и лицензий на право использования природных ресурсов;
2) взаимодействия между предприятиями, использующими в хозяйственной деятельности водные ресурсы;
3) межгосударственные отношения по использованию многонациональных природных ресурсов;
4) отношения в сфере взаимодействия общества и природы, возникающие
при осуществлении хозяйственной или иной деятельности.
190
14. Нормативы платы за выброс загрязняющих веществ в окружающую среду
и размещение отходов конкретным предприятием должны быть указаны в …
1) заключении экологического аудита;
2) лицензии на комплексное природопользование;
3) уставе предприятия;
4) заключении экологической экспертизы.
15. Экологическая экспертиза – это установление ...
1) степени соответствия намечаемой хозяйственной или иной деятельности требованиям экологической безопасности общества;
2) последствий вмешательства человека в глобальные биосферные процессы;
3) уровня воздействия предприятий на природные объекты;
4) степени соответствия технологических процессов современным научным достижениям.
16. Нарушение правил транспортировки, хранения, чрезмерное применение
химических средств в сельском хозяйстве влечет за собой … форму ответственности.
1) административную;
2) материальную;
3) гражданскую;
4) уголовную.
17. Предупреждение возможных неблагоприятных воздействий хозяйственной или иной деятельности на окружающую природную среду и связанных с
ними социальных, экономических и других последствий является основной
целью …
1) экологического образования;
2) экологической культуры;
3) экологического аудита;
4) экологической экспертизы.
18. Вид ответственности, который предусмотрен за несоблюдение стандартов
и иных нормативов качества охраны окружающей среды, называется … ответственностью.
1) дисциплинарной;
2) материальной;
3) административной;
4) уголовной.
191
19. Проверка выполнения планов и мероприятий по соблюдению нормативов
качества окружающей среды входит в задачи …
1) профсоюзного комитета;
2) правил техники безопасности;
3) производственного экологического контроля;
4) общественности.
192
КОНТРОЛЬНЫЙ ЛИСТ-2
«Итоговый тестовый контроль»
Дисциплина _________________________________________________
Курс ______________________ Группа __________________________
Факультет __________________________________________________
Тема
Дата выполнения ________ФИО исполнителя______________________
1
2
3
Вопрос - ответ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
193
15
4
5
6
7
8
61
62
63
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Число правильных ответов _____________________________________
Проверил ____________________________________________________
Ф.И.О., должность
Дата ____________
Подпись__________
194
Список рекомендуемой литературы
1. Богдановский Г.А., Химическая экология, Москва, МГУ, 1994.
2. Валлизер О.Х. Антропогенные катастрофы: неизбежные следствия
эволюции и культурного развития человечества. Вестн. РАН. 2002. Т.
72. №10.
3. Вернадский В.И., Биосфера и ноосфера, Москва, Наука, 1989.
4. Вернадский В. И. «Размышления натуралиста» // Кн. 2 Научная мысль
как планетное явление М.., Наука. – 1975 г. - 191 с.
5. Войткевич Г.В., Вронский В.А., Основы учения о биосфере, Ростов
н/Д, Феникс, 1996.
6. Вронский В.А., Прикладная экология, Ростов н/Д, Феникс, 1996.
7. Голубева Р.М., Алферова Е.А. и др., Открой для себя мир химии,
Москва, 2002.
8. Горелов А.А., Экология, -М:, Центр, 1998.
9. Егоренков Л.И., Лопатина В.И., Окружающая среда Московского региона, -М:, Сигналъ, 1998.
10. Ермаков Д.С. Формирование экологической компетентности учащихся: моногр. М., РУДН, 2008.
11. ЗахлебныйА.Н., Дзятковская Е.Н. Экологическая компетенция —
новый
планируемый
результат
экологического
образования//Экологическое образование: до школы, в школе, вне школы.2007.№3.
12. Кормилицин В.И., Цицкишвили Н.С., Яламов Ю.И., Основы экологии, -М:, 1994
13. Мамедов Н.М. Культура, экология, образование. – М.: РЭФИА, 1996.
14. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т., Экология, учебное пособие, -М:,
Школа-Пресс, 1996.
15. Миллер Т., Жизнь в окружающей среде, т.1,2,3, -М:, Прогресс, 1993.
16. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990.
17. Моисеев Н.Н. Быть или не быть ... человечеству? М., 1999. – 289 с.
18. Небел Б., Наука об окружающей среде. Как устроен мир, т.1,2, -М:,
Мир, 1993.
19. Петров В.В., Экологическое право России, -М:, БЕК, 1996.
20. Петров К.М., Общая экология, Санкт-Петербург, Химия, 1997.
21. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека
с природой: Пер. с англ./ Общ.ред. В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича и Ю. В. Сачкова. — М.: Прогресс, 1986.—432 с.
195
22. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса
времени М.: Едиториал Урсс, 2003. - 240 с.
23. Программа действий. Повестка дня на XXI век и другие документы
конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении. -Женева:
Центр «За наше общее будущее», 1993
24. Протасов В.Ф., Молчанов А.В., Экология, здоровье и природопользование в России, Москва, Финансы и статистика, 1995.
25. Реввель П., Реввель Ч., Среда нашего обитания, т.1,2,3,4, -М:,
Мир,1994.
26. Реймерс Н.Ф., Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы), Москва, Россия молодая, 1994.
27. Уильям Р. Каттон, Мл. Конец техноутопии. – К.: Экоправо-Киев,
2006, - 255с.
28. Шустов С.Б., Шустова Л.В., Химические основы экологии, Москва,
Просвещение, 1995.
29. Энциклопедический словарь-справочник. Окружающая среда, -М:,
Прогресс, 1992.
196
Учебное издание
Составители:
Базаева Марина Германовна, Гераскина Галина Валентиновна, Мансуров
Герман Николаевич, Петров Александр Николаевич, Раткевич Елена Юрьевна, Юнусов Худайназар Бекназарович
Основы экологического образования
Компьютерная верстка Е.Ю.Раткевич
Тираж 1000. Формат 62х94/16.
Усл.-печ.л. 12,5,0. Уч.-печ.л. 12,5.
Бумага офсет № 2. Подписано к печати 07.08.2012.
Заказ №
197