2 Содержание разделов дисциплины

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г.Ишиме
Мониторинг окружающей среды
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности
050103.65 – География с дополнительной специальностью биология
очной формы обучения
1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова»
УТВЕРЖДАЮ
Ректор ФГБОУ ВПО «ИГПИ
им. П.П. Ершова»
___________В.М.Кашлач
«___» __________ 200__ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
050103.65 ГЕОГРАФИЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬЮ БИОЛОГИЯ
Ишим 2009
2
Предисловие
ПРИНЯТО
На заседании кафедры
_экологии, географии и МП_
Протокол № от «___» ____ 20 __ г.
Зав. кафедрой
ОДОБРЕНО
На заседании ученого совета
биолого-географического
факультета
Протокол № от «___» ____ 20 __ г.
___________ __В.М. Андреенко___
________ _Л.И. Каташинская_____
роспись
И.О.Ф зав. кафедрой
роспись
И.О.Ф декана
СОГЛАСОВАНО
«___» ______ 20 __ г.
начальник ОИБО_________ _________
роспись
И.О.Ф
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с «_01__» ___09______ 20_09_ г.
РАЗРАБОТАН _Никитина Н.Н., к.б.н., доцент
(наименование структурного подразделения (ий), разработавшего (их) документ или руководитель
рабочей группы и ее члены)
РЕЦЕНЗЕНТЫ
О.А.Неверова,д.б.н.,профессор, научный сотрудник ИЭЧ СО РАН
(Ф.И.О., ученая степень, ученое звание, должность)
Периодичность ПЕРЕСМОТРА _1 раз в год_
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВЫПИСКА ИЗ ГОС ВПО……………………………………………………………………….4
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА …………………………………………………………4
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ………………………………...5
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………………….5
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
…………………………9
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ …………………..10
ОРГАНИЗАЦИЯ АУДИТОРНОЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТА И
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К НИМ …………………………………………….10
ПЛАНЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К НИМ.. 10
ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ......................................... 13
ВОПРОСЫ К ЗАЧЁТУ.................................................................................................................... 17
Утвержден 31.02.2005 №698 пед/сп
4
1.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 ВЫПИСКА ИЗ ГОС ВПО
ДПП
Дисциплины предметной подготовки
ДПП.Ф.00 Федеральный компонент
4334
434
ДПП.Ф.13 Мониторинг окружающей среды
42
Основные этапы развития экологической науки. Структура и задачи современной
экологии. Среда и экологические факторы. Законы их действия на организмы. Основные пути
воздействия организмов на среду обитания. Адаптивные стратегии видов в разных средах
обитания. Жизненные формы. Адаптивные ритмы. Принципы экологических классификаций.
Биотическая среда. Типы взаимосвязей организмов, их экологическое и эволюционное значение.
Популяции. Системные свойства. Структура и динамика. Генеалогические, экологические и
информационные связи. Законы роста популяций. Зависимость от плотности. Механизмы
гомеостаза. Колебательные циклы. Биоценозы. Принципиальные черты надорганизменных систем.
Структура сообществ. Видовое разнообразие. Концепция экологической ниши. Роль трофических
отношений и конкуренции в устойчивости сообществ. Мутуалистические связи в сообществах.
Механизмы регуляции численности популяций в биоценозах. Законы экологической сукцессии.
Специфика островных биоценозов. Экосистемы и биогеоценозы. Потоки вещества и энергии в
экосистемах. Проблемы биологической продуктивности. Деструкционные блоки экосистем, их
структура и значение. Биологический круговорот веществ как основа стабильности. Дигрессии в
биогеоценозах и их причины. Биосфера как глобальная экосистема. Структура биосферы.
Основные геохимические функции жизни. Продукционная и регуляторная функции биосферы как
основа жизнеобеспечения человечества. Экология как научная основа рационального
природопользования и охраны природы.
ВВЕДЕНИЕ
1.2 цели и задачи
Дисциплина «Мониторинг окружающей среды»
входит в курс дисциплин
предметно подготовки» государственного образовательного стандарта по
специальности 032500 (050103 по ОКСО) География с дополнительной специальностью
Биология (050102 по ОКСО) и имеет тесные связи с курсами физиологии растений с
основами микробиологии,
экологии,
зоологии, ботаники и др. Это связано с
особенностями предмета изучения –окружающей среды, которая играет основную роль в
жизни всего живого в природе. Изучение теории и практики состояния окружающей
среды является важным звеном в подготовке учителя географии и биологии.
Цель курса: – ознакомить студентов с основными принципами и методами организации
мониторинга, как системы наблюдения и контроля за состоянием и динамикой
окружающей среды и её компонентов под воздействием природных и антропогенных
факторов.
Задачи курса: изучение различных видов и систем мониторинга, его структуры:
проведение мониторинга состояния отдельных компонентов окружающей среды:
атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы, состояния здоровья человека:
организация мониторинга состояния здоровья человека: организация мониторинга
состояния природных и природноантропогенных геосистем разного иерархического
уровня с учётом специфики различных типов антропогенного освоения территорий в
разных природных условиях : организация мониторинга в школе.
5
1.3 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.
Студент должен знать: различные видов и системы мониторинга, его структуры и
методы.
Студент должен уметь: 1.провести мониторинг состояния отдельных компонентов
окружающей среды: атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы, состояния здоровья
человека;
2.организовать мониторинг состояния здоровья человека,
состояния природных и природноантропогенных геосистем разного иерархического
уровня с учётом специфики различных типов антропогенного освоения территорий в
разных природных условиях ;
3.организовать мониторинг в школе.
1.4
ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной
деятельности
Общая трудоёмкость
дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Самостоятельная работа
студентов (СРС)
Рефераты
Вид итогового контроля
Всего
часов
42
Таблица 1
Распределение по семестрам в
часах: семестр4
42
20
10
10
20
10
10
22
22
зачёт
2 Содержание разделов дисциплины
№
темы
2.1 Разделы дисциплины, виды и объем занятий
Разделы дисциплины, виды и объем занятий
Наименование и краткое содержание
тем курса
Таблица 2
Всего
часов
Аудиторные занятия
в том числе
лекции Прак срс
6
1
Тема 1. Научные основы мониторинга
окружающей среды.
2
Мониторинг
–
необходимый
элемент
управления
природопользованием.
История
его
формирования.
Современное состояние мониторинга.
2
Основные этапы развития экологической науки. Структура и
задачи современной экологии. Среда и экологические факторы.
Законы их действия на организмы. Основные пути воздействия
организмов на среду обитания.
Природные и природно-антропогенные геосистемы и их
компоненты как объекты мониторинга. Принципы
мониторинга.
2
3
10
2
4
2
Тема 2. Оценка состояния окружающей среды.
Жизненные формы. Адаптивные ритмы. Принципы
экологических классификаций. Биотическая среда. Типы
взаимосвязей организмов, их экологическое и эволюционное
значение. Популяции. Системные свойства. Структура и
динамика. Генеалогические, экологические и информационные
связи. Законы роста популяций. Зависимость от плотности.
Механизмы гомеостаза. Колебательные циклы. Биоценозы.
Принципиальные черты надорганизменных систем. Структура
сообществ. Видовое разнообразие. Концепция экологической
ниши. Роль трофических отношений и конкуренции в
устойчивости сообществ.
6
2
2
Основные принципы и критерии экологической оценки
состояния природной среды. Нормирование состояния
окружающей среды и допустимых воздействий.
Тема 3. Методы и организация мониторинга.
4
5
8
Общие принципы организации мониторинга.
Наземные
методы экологических исследований
в системе
мониторинга.
Экологическое картографирование как
метод получения мониторинговой информации..
Моделирование и прогноз состояния окружающей среды.
Геоинформационные системы мониторинга и банки их 4
данных по состоянию окружающей среды.
2
6
4
Тема 4. Мониторинг состояния природных сред.
6
Мониторинг атмосферы, гидросферы, криосферы.
Биологический мониторинг и его уровни.
6
2
4
Тема 5. Геоэкологический (комплексный) мониторинг.
Общая система мониторинга природных и природно7
антропогенных геосистем.
4
7
4
Тема 6. Региональный и локальный мониторинги.
Принципы организации регионального мониторинга.
Организация локального мониторинга. Особенности
организации мониторинга состояния окружающей среды
при разных видах антропогенного воздействия.
4
8
4
Тема 7. Глобальный мониторинг состояния окружающей
среды.
Понятие о глобальном мониторинге, его задачи и
содержание. Глобальная система мониторинга окружающей
среды (ГСМОС). Фоновый мониторинг. Программа и
организация глобальных наблюдений.
42
9
10
10
22
Тема 8. Организация экологического мониторинга в
процессе обучения школьников.
Стационарные наблюдения за состоянием экоосистем и
отдельных компонентов. Режим наблюдения. Программа и
организация наблюдений. Выбор участков при проведении
мониторинга.
Итого:
2.2 Содержание разделов дисциплины
.
Введение
Взаимодействие человека и природной среды на современном этапе. Основные виды
антропогенного воздействия на природу и их последствия. Окружающая среда и её
современное состояние. Необходимость мониторинга окружающей среды. Мониторинг
как форма и метод изучения окружающей среды. Мониторинг как информационная
система. Мониторинг – необходимый элемент управления природопользованием. История
его формирования. Современное состояние мониторинга.
Цель и задачи курса, его место в системе экологических дисциплин. Роль курса в
экологической подготовке учителей.
Тема 1. Научные основы мониторинга окружающей среды.
Понятие о мониторинге, его объекты, цели и задачи. Природные и природноантропогенные геосистемы и их компоненты как объекты мониторинга. Принципы
мониторинга: комплексность, регионализация, хронизация, выбор приоритетных
8
направлений и т.д. Структура системы мониторинга (наблюдение, оценка, прогноз).
Мониторинг и управление состоянием окружающей среды. Концепции Ю.А. Израэля и
И.П. Герасимова. Система методов мониторинга. Классификация мониторинга (по
объектам, методам, пространственным масштабам наблюдений, источникам воздействия,
видам загрязнений и т.д.). Виды мониторинга. Фоновый и импактный мониторинги.
Системы мониторинга: локальные, региональные, национальные, глобальные.
Тема 2. Оценка состояния окружающей среды.
Основные принципы и критерии экологической оценки состояния природной среды.
Нормирование состояния окружающей среды и допустимых воздействий.. Норма,
качество и критическое состояние. Природные и природно-техногенные катастрофы.
Санитарно-гигиенические и экологические нормативы и их характеристика.
Приоритетные контролируемые параметры окружающей среды. Покомпонентные и
комплексные критерии оценки состояния окружающей среды. Методы оценки изменений
природных компонентов и комплексов.
Тема 3. Методы и организация мониторинга.
Общие принципы организации мониторинга. Наблюдательные сети и программы
наблюдений. Выбор эталонных участков при организации мониторинга. Сеть наземных
станций и принципы её размещения. Структура сети. Автоматизированные системы
контроля окружающей среды (АСКОС).
Наземные методы экологических исследований в системе мониторинга: геофизические,
геохимические, биологические методы. Биоиндикация и биотестирование.
Дистанционные (аэро- и космические ) методы: фотографирование,
спектрометрирование, телевизионная съёмка и т.п.Преимущества дистанционных
методов.
Экологическое картографирование как метод получения мониторинговой информации.
Использование экологических карт для оценки и прогноза состояния окружающей среды.
Моделирование и прогноз состояния окружающей среды.
Геоинформационные системы мониторинга и банки их данных по состоянию
окружающей среды. Государственная экологическая информационная система (ГЭИС) и
её структура. Локальные, региональные, информационные системы.
Управление в системе мониторинга. Представление о прогнозировании. Их использование
в мониторинге. Экспертные оценки и управляющие решения. Система принятия решений.
Организация службы мониторинга и её проблемы на современном этапе. Единая
государственная система экологического мониторинга России (ЕГСЭМ).
Тема 4. Мониторинг состояния природных сред.
Мониторинг атмосферы. Организация и содержание наблюдений. Оценка загрязнения
атмосферного воздуха на территории России.
Мониторинг гидросферы. Организация и объекты наблюдений. Оценка современного
состояния и прогнозирование качества воды в реках, озёрах, морях России.
Мониторинг криосферы. Оценка современного состояния. Мониторинг педосферы.
Современное состояние и оценка загрязнения почв.
Мониторинг дитосферы, его объекты, задачи и содержание.
Биологический мониторинг и его уровни. Биоиндикация состояния окружающей
среды. Медико-биологический мониторинг. Оценка состояния здоровья населения.
Тема 5. Геоэкологический (комплексный) мониторинг.
9
Общая система мониторинга природных и природно-антропогенных геосистем.
Особенности организации мониторинга в разных природных зонах. Мониторинг в
лесной зоне.
Тема 6. Региональный и локальный мониторинги.
Принципы организации регионального мониторинга.
Организация локального мониторинга. Особенности организации мониторинга
состояния окружающей среды при разных видах антропогенного воздействия –
промышленном, горнодобывающем, при строительстве транспортных сооружений и т.д.
Радиационный геоэкологический мониторинг в районах атомных электростанций
(АЭС). Радиационное состояние геосистем России.
Мониторинг городской среды. Организация городских геосистем. Представление о
функциональных зонах городов, их основные параметры. Система мониторинга
городов. Мониторинг состояния окружающей среды г.Ишима, Ишимского района,
Тюменской области
Тема 7. Глобальный мониторинг состояния окружающей среды.
Понятие о глобальном мониторинге, его задачи и содержание. Глобальная система
мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Фоновый мониторинг. Программа и
организация глобальных наблюдений. Биосферные заповедники, региональные и базовые
станции. Дистанционные методы в системе глобального мониторинга. Оценка глобальных
антропогенных изменений природной среды. Основные глобальные экологические
проблемы (изменение климата в результате увеличения парникового эффекта, деградации
озонового слоя, загрязнение океана и т.д.)
Тема 8. Организация экологического мониторинга в процессе обучения
школьников.
Стационарные наблюдения за состоянием геосистем и отдельных компонентов. Режим
наблюдения. Программа и организация наблюдений. Выбор участков при проведении
мониторинга
2.3 Материально- техническое оснащение дисциплины
1. Серия плакатов « Экологический мониторинг»,
2. Видеокассеты и диски с учебным материалом,.
3. телевизор,
4. видеомагнитофон,
5. компьютер,
6. полевая лаборатория «Пчёлка»,
7. плотномер Качинского,
8. микроскопы,
9.термометры,
10. лабораторное оборудование.
3. Организация аудиторной и самостоятельной работы студента
3.1 Организация аудиторной работы студента
Планы практических занятий и методические рекомендации
10
Тема: Оценка состояния окружающей среды.
Занятие1
Определить поражённые ткани листа при антропогенном загрязнении воздушной среды
Пояснение. Ткани листьев древесных растений, повреждённые в результате
антропогенного загрязнения воздуха, перестают выполнять свои функции (фотосинтез,
газообмен, транспирация). Значительно уменьшается их пылезадерживающая роль (пыль
оседает на слегка влажной поверхности живого листа). Проявление основных функций
листа зависит от площади здоровой поверхности листа.
Задание к выполнению работы:
На выбранной территории опишите видовой состав древесной и кустарниковой
растительности. Соберите листья с разных видов деревьев. Точно укажите их
местонахождение: удалённость от автомагистралей или других источников загрязнения;
расположение улицы по сторонам света и направлению основных ветров; солнечная или
теневая сторона улицы; ширина автомагистрали; с какой стороны кроны дерева взяты
листья (со стороны дороги или противоположной); имеются ли стоянки автотранспорта,
светофоры; какова плотность жилой застройки (наличие «зеркального» эффекта
возвращения загрязняющих веществ от стен домов); какова степень экранизации (наличие
преград).
Материал и оборудование:
водный термометр; ёмкость на 0,5 л; 0,2 н раствор соляной кислоты; 10-20 листьев с
одного дерева.
Ход работы:
Работа выполняется студентами попарно. Студенты работают по возможности с листьями
разных видов растений.
1. Листья, выдержанные в воде при температуре 35-37°С не менее получаса (для
размягчения тканей.), поместите на 20 минут в 0,2 н раствор соляной кислоты.
Кислота с лёгкостью проникает в повреждённые клетки, вследствие чего мёртвые и
повреждённые ткани окрасятся в коричневый цвет.
2. Осмотрите листья у разных растений. Рассчитайте долю (в процентах)
повреждённых тканей на листе. Сделайте выводы.
3. Сделайте выводы о правильности подбора зелёных насаждений по видовому
составу, учитывая, что на поверхности листьев взрослых растений разных видов
может оседать за летний период следующее количество пыли: у ивы – до 35 кг; у
клёна, тополя – до 30 кг; у ясеня – до 25 кг; у вяза – до 20 кг; у сирени – до 2 кг; у
акации – до 0,2 кг.
Занятие 2.
Оценить изменение видового состава растений лесного биоценоза под влиянием
реакционных нагрузок (вытаптывания).
Пояснение: Под реакционной нагрузкой подразумевают комплексное воздействие
отдыхающих людей на природные экосистемы.При любых экзогенных (внешних)
нарушениях биоценоза конкурентная мощь исходных видов, слагающих сообщество,
ослабевает. Нарушаются сложившиеся связи в сообществе. Это позволяет другим видам
внедриться в сообщество и существовать в нём до тех пор, пока внешнее воздействие
сохраняется. По соотношению этих групп видов можно оценить степень нарушенности
сообщества. К видам растений, внедряющихся в исходный лесной биоценоз, можно
отнести подорожник большой, мятлик обыкновенный, мятлик однолетний, лапчатку
11
гусиную, клевер ползучий, клевер луговой, манжетку обыкновенную, одуванчик
лекарственный, пырей ползучий.
Материалы и оборудование: на каждую группу необходима верёвка длиной 4 метра,
рулетка, четыре колышка, определитель растений, блокнот, ручка.
Задание к выполнению..
Перед определением влияния реакционных нарушений на биоценоз необходимо выбрать в
лесу участки для сравнения. Оценку можно проводить либо через сравнение
близлежащих нарушенных территорий (исходный тип растительности должен быть
одинаков!), либо по линии от центра выбранной тропинки к дереву, которое обходят
стороной люди. Последний вариант предпочтительнее. Затем разбиваются стандартные
площадки размером 1 х 1 м так, чтобы первая площадка располагалась на тропинке,
вторая в метре от неё, третья ближе к выбранному дереву (2-3 метра от тропинки) и
последняя рядом с деревом или другим выбранным препятствием, которое обходят люди.
Каждую площадку описывают разные группы студентов.
Посчитайте количество видов растений на каждой площадке. Определите долю лесных
(исходных) и сорных (придорожных) видов растений. Для этого необходимо разделить
количество лесных видов (или сорных) на общее число видов, встреченных на этой
площадке. Умножив полученную величину на 100, вы определите долю в процентах.
Заполните таблицу и сделайте выводы.
№ площадки
Удалённость
от тропинки
(в м)
Количество
лесных
видов
Доля лесных Количество
Доля
видов (в %) придорожных придорожных
видов
видов (в %)
Занятие 3.
Определить качества воды с помощью инфузории-туфельки.
Пояснение. В чистой воде при комнатной температуре инфузория-туфелька находится в
непрерывном движении со скоростью 2,0 -2,5 мм/с. Траектория движения туфельки
довольно сложная: она движется поступательно передним концом вперёд и вращается по
часовой стрелке вдоль продольной оси тела. На изменения состояния водной среды
инфузория реагирует изменением направления и скорости движения.
Материалы и оборудование: микроскоп, предметные стёкла с лункой, культура
инфузорий, пробирки с чистой водой («контроль») и загрязнённой бытовыми стоками
(«опыт») водой.
Задание к выполнению:
1. За сутки перед занятием внесите одинаковое количество культуры инфузорий в
пробирки с чистой («контроль») и загрязнённой бытовыми стоками («опыт»)
водой. На занятии под микроскопом рассмотрите пробы, поместив их на
предметные стёкла с лункой, и отметьте численность инфузорий в пробках.
2. На предметные стёкла с лункой поместите каплю с исходной культурой
инфузорий. На одно стекло добавьте несколько капель чистой воды («контроль»).
На другое стекло – несколько капель с загрязнённой бытовыми стоками («опыт»)
водой.
Отметьте количество инфузорий в поле зрения микроскопа, их форму, направление и
скорость движения, направление вращения.
Сравните результаты. Одновременно необходимо анализировать не менее 10 проб, а
полученные данные усреднять. Сделать выводы.
Занятие 4
Выявит влияние реакционной нагрузки на структуру почвы.
12
Пояснение. Под реакционной нагрузкой подразумевают комплексное воздействие
отдыхающих людей на природные экосистемы.
Вытаптывавние- основной процесс нарушения природной среды, сопутствующий
реакционной деятельности человека. Главными последствиями этого процесса являются
непосредственное механическое повреждение растений и изменение физических и
химических свойств почвы. Выявлено, что в ходе увеличения реакционных нагрузок
происходит увеличение плотности и твёрдости почвы. Линейная зависимость между
этими величинами достаточно хорошо прослеживается при умеренных и средних
нагрузках на почву. Однако сжатие почвы имеет определённый предел, поэтому
дальнейшее увеличение нагрузок не сопровождается увеличением плотности и твёрдости
почв и линия зависимости графика выходит на «плато» Для характеристики физических
параметров почвы часто используют твёрдость почвы: этот показатель хорошо оценивает
степень реакционного воздействия на биогеоценоз, его легко определить (с помощью
твердометра), и он более репрезентативно, чем, к примеру, плотность почвы, отражает
процесс вытаптывания. В зависимости от типа почв, на поздних стадиях реакционной
дигрессии сообществ, твёрдость верхнего горизонта почвы может возрасти в 2-3, а иногда
даже в 10-30 раз. Увеличение твёрдости почвы по мере усиления нагрузок свойственно не
всем типам почв – на лёгких, в первую очередь песчаных, в отдельных случаях можно
наблюдать обратную зависимость нагрузки и твёрдости (плотности)почвы. Другими
словами, вслед за уничтожением травяного покрова возможно разрыхление, разбив песка.
При сильных нагрузках происходит уплотнение почвенных горизонтов на глубину до 50
см.
Материал и оборудование: плотномер Качинского или любой узкий длинный
металлический предмет (например, тупой нож), линейка, карандаш, блокнот.
Задание к выполнению.
В реакционном биоценозе выберите тропинку и проведите замеры твёрдости почв в
центре тропинки, на краю тропинки, на расстоянии 1 и 5 метров от тропинки. Изменения
желательно проводить вдоль линии от тропинки к группе стоящих деревьев или
кустарников, которые обходят люди стороной. При отсутствии плотнометра Качинского
его можно заменить обычным тупым ножом. Нож втыкают в почву до предела
проникновения с одинаковым усилием руки. Отмечают линейкой глубину проникновения
ножа в почву (в см.). Величина, равная отношению единицы к полученной глубине
проникновения ножа, будет характеризовать относительную величину твёрдости почвы.
Для осуществления возможности сравнивать результаты между собой, все измерения
необходимо проводить одним и тем же ножом. Измерения осуществляют в пятикратных
повторностях. Для каждой точки рассчитывается средний показатель. Результаты
заносятся в таблицу, и на её основе строится график зависимости оценки твёрдости
почвы от расстояния от тропинки. В тех же точках измерений линейкой определяется
толщина подстилки (в см.). На исследуемой территории изучается и картируется
тропиночная сеть, рассматривается структура вазопедонов (почвенных чаш,
сформированных
из пересекающихся тропинок, которые дают плотные стены),
рассчитывается доля сбитых участков, оценивается степень заболачивания у тропинок на
тяжёлых почвах.
Исследования можно провести в разных биоценозах (сосняках, березняках, на лугу, в
парке и т.д.).
Сделайте выводы об изменении твёрдости почвы и толщины подстилки. Сравните по этим
параметрам разные биоценозы. Объясните, какие проблемы для сообщества вызывает
уплотнение почвы, изменение толщины подстилки и формирование тропиночной сети.
Как изменяется воздушный и водный режим почв, нарушенных тропиночной сетью? Как
это сказывается на растениях и животных? Предложите способы уменьшения
отрицательного влияния отдыхающих на почву.
13
Занятие 5
Познакомиться с организацией экологического мониторинга в процессе обучения
школьников.
См. приложение
3.2 Организация самостоятельной работы студента
Самостоятельная работа студентов очной формы обучения предполагает
выполнение заданий в различных аудиторных и внеаудиторных формам, представленных
в таблице 3.
Содержание, формы, сроки выполнения и контроля СРС
Таблица 3
Темы самостоятельной работы студентов.
содержание заданий, формы и сроки выполнения заданий, виды контроля.
Тема
Тема 2. Оценка состояния
окружающей среды.
Содержание заданий
Изучить: Природные и
природно-техногенные
катастрофы. Санитарногигиенические и экологические
нормативы и их характеристика.
Приоритетные контролируемые
параметры окружающей среды.
Покомпонентные и
комплексные критерии оценки
состояния окружающей среды.
Методы оценки изменений
природных компонентов и
комплексов.
виды
контроля
Сроки
выполнения
Фронтальный
опрос
Тема
3.
Методы
и Изучить вопросы управление в
системе мониторинга;
организация мониторинга
Прогнозирование и его
Собеседование
использование в мониторинге.
Экспертные оценки и
управляющие решения. Система
принятия решений.
Организация
службы
мониторинга и её проблемы на
современном этапе. Единая
государственная
система
экологического
мониторинга
России (ЕГСЭМ
Освоить понятие медикоТема 4. Мониторинг
состояния природных сред. биологического мониторинга.
Оценка состояния здоровья
Собеседование
населения.
14
. Тема 5. Геоэкологический Изучить системы мониторинг в
(комплексный) мониторинг. лесной зоне.
Доклады,
рефераты
Тема 6. Региональный и
локальный мониторинги.
.Изучить системы мониторинга
городской среды. Вопросы
Доклады,
организации городских
рефераты
геосистем. Дать представление о
функциональных зонах города,
их основные параметры..
Мониторинг состояния
окружающей среды г.Ишима,
Ишимского района, Тюменской
области
Тема 7. Глобальный
мониторинг состояния
окружающей среды.
Биосферные заповедники,
доклады
региональные и базовые
станции. Дистанционные
методы в системе глобального
мониторинга. Оценка
глобальных антропогенных
изменений природной среды.
Основные глобальные
экологические проблемы
(изменение климата в результате
увеличения парникового
эффекта, деградации озонового
слоя, загрязнение океана и т.д.)
Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы
1.
Опишите
руководствуясь
важнейшие
экологические
сформулированными
выше
проблемы
в
критериями
Вашем
регионе,
(признаками)
и
охарактеризуйте экономические причины, вызвавшие эти проблемы:
• Чрезмерная эксплуатация/истощение природных ресурсов
• Загрязнение вод, атмосферного воздуха, почв и т.д.
• Точечное и неточечное загрязнение, аварийное и постоянное.
2. Является ли природная среда ограничивающим фактором следующих
направлений экономического роста на территории Вашего региона:
• Сельское хозяйство
• Рыболовство
• Туризм
• Промышленность
15
3.
Какие
инициативы
в
российской
природоохранной
политике
предпринимаются для (а) сохранения природных ресурсов и (б) перехода на менее
дефицитные/более экологически чистые ресурсы?
4. Приведите примеры экстерналий, приводящих к экологическим проблемам в
Вашем регионе. Обсудите следующие вопросы.
• кто порождает экстерналии?
• кто терпит убытки от экстерналий?
• какие ресурсы неадекватно оценены и почему это приводит к экстерналиям?
5. Приведите примеры, когда загрязнение или деградация среды ведет к
потерям продуктивности природных систем.
6. Можете ли Вы привести примеры превентивных природоохранных затрат?
7. Найдите практический пример, в котором можно оценить природную зону
через затраты на ее посещение.
8. Знакомы ли Вы с примерами дешевой покупки (аренды) жилья из-за плохих
экологических условий?
9. Сколько Вы готовы заплатить за спасение амурского тигра, голубого кита,
или за сохранение местной зеленой территории в месте Вашего проживания?
10. Дайте
определение
и
классификацию
инструментов
экологической
политики. Охарактеризуйте их эффективность.
11. Какие Вы знаете административные методы? Какие из этих методов
применяются в России в настоящее время?
12. Какие факторы необходимы для установления стандарта?
13. На чем базируются платежи за загрязнение в России?
14. Как измерить уровень платы за загрязнение?
15. Связаны ли платежи пользователей с фактическим уровнем загрязнения?
Обоснуйте ответ.
16. Каковы основные принципы определения платежей пользователей ресурсов?
17. Какие факторы влияют на выбор инструментов экологической политики?
18. Расскажите об инструментах экологической политики, используемых в
различных странах.
19. Каковы основные характеристики природоохранных проектов?
20. В чем различие «коричневых» и «зеленых» проектов?
21. Каковы принципы экономической оценки природоохранных проектов?
22. В чем различие анализа финансовых и социальных затрат и выгод
природоохранных проектов?
16
23. Как
обосновать
необходимость
государственной
поддержки
природоохранных проектов?
24. Каковы формы государственной поддержки природоохранных проектов?
25. Охарактеризуйте российские источники финансирования природоохранных
проектов.
26. Охарактеризуйте международные финансовые организации в области
охраны окружающей среды.
Примерная тематика рефератов.
1.
Примеры отрицательного воздействия экономики на природную среду.
2.
Классификация
природных
ресурсов
по
критериям
исчерпаемости,
возобновимости, заменимости, формы собственности.
3.
Классификация видов загрязнений.
4.
Устойчивое развитие.
5.
Предпосылки для введения понятия устойчивого развития.
6.
Экономическая интерпретация концепции устойчивого развития.
7.
Понятия слабой и сильной устойчивости.
8.
Подходы к измерению устойчивости.
9.
Экологические индикаторы устойчивости.
10.
Пути перехода на устойчивый вид развития.
11.
Необходимые условия для создания рыночной конкуренции и эффективного
распределения ресурсов.
12.
Концепция предельных затрат. Кривые предельных затрат и предельного
дохода.
13.
Оптимальный уровень загрязнения.
14.
Виды собственности на природные ресурсы.
15.
Формы и приоритеты государственного вмешательства.
16.
Определение и классификация инструментов экологической политики. Их
эффективность.
17.
База платежей за загрязнение в России.
18.
Основные характеристики природоохранных проектов.
19.
«Коричневые» и «зеленые» природоохранные проекты.
20.
Обоснованность
необходимости
государственной
поддержки
природоохранных проектов.
21.
Формы государственной поддержки природоохранных проектов.
22.
Источники финансирования природоохранных проектов.
17
23.
Международные финансовые организации в области охраны окружающей
среды.
24.
Модель процесса формирования и реализации природоохранной политики.
25.
Институциональные барьеры и ограничения на эффективное применение
экономических стимулов.
3.3УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
1. Бродский, А.К. Общая экология [Текст] : учебник для вузов / А. К. Бродский. - М. :
Академия, 2009. - 256 с. (5)
2. Передельский, Л.В. Экология [Электронный ресурс] : электрон.учебник / Л. В.
Передельский ; В.И. Коробкин, О.Е. Приходченко. - М. : КноРус, 2009 - 1 электрон. опт.
диск.
3. Экология [Текст] : учеб.пособие для бакалавров / под общ. ред. А.В. Тотая. - М. :
Юрайт, 2012. - 411 с. (1)
4. Шилов, И.А. Экология [Текст] / И.А. Шилов. – М.: Высш. шк., 2011.- 512 с. (5)
5. Другов, Ю.С. Мониторинг органических загрязнений природной среды. 500 методик
[Текст] : практическое руководство / Ю. С. Другов ; А.А. Родин. - М. : Бином.
Лаб.Базовых Знаний, 2009. - 893 с. (1)
6. Лабораторный практикум по экологии: учебное пособие [Электронный ресурс]/
П.Дебело, Т.Тарасова, М.Глуховская, В.Бударникова; - Оренбург : ОГУ, 2012. - 297 с.
URL:http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=259236
Дополнительная литература
1. Валова, (Копылова) В.Д. Экология [Текст] : учебник для вузов / Валова (Копылова)
В.Д. - М. : Дашков и К, 2007. - 352 с. (15)
2. Колесников, С.И. Экология [Текст] : учеб.пособие / С. И. Колесников. - М. : Дашков и
К, 2008. - 384 с. (15)
3. Ручин, А.Б. Экология популяций и сообществ [Текст] : учебник для вузов / А. Б. Ручин.
- М. : Академия, 2006. - 352 с. (25)
4. Токарь, О.Е. Общая и региональная экология [Текст] : учеб.-метод. комплекс / О. Е.
Токарь. - Ишим : Изд-во ИГПИ им. П.П. Ершова, 2007. - 108 с. (52)
5. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование [Текст]
: учеб. пособие для вузов / под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Сарапульцевой. - М. : Академия,
2008. - 288 с. (5)
6. Белозерский, Г.Н. Радиационная экология [Текст]: учеб.для вузов / Г.Н. Белозерский. М.: Академия, 2008. - 384 с. (5)
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Электронно-библиотечная система elibrary http://elibrary.ru
2. Универсальная справочно-информационная полнотекстовая база данных “East View”
ООО «ИВИС» http://www.eastview.com
3. лектронный справочник «Информио» http://www.informio.ru
4. Автоматизированная библиотечная информационная система МАРК-SOL 1.10 (MARC
21).
5. Электронно-библиотечная
система
"Университетская
библиотека
онлайн"
http://www.biblioclub.
6. Российская государственная библиотека http://www.rsl.ru/
7. Российская национальная библиотека http://www.nlr.ru
8. Российская государственная библиотека для молодежи http://www.rgub.ru/
18
9. Государственная научная педагогическая библиотека
http://www.gnpbu.ru/
Библиотека Российской Академии наук (БАН) http://www.rasl.ru/
им.
К.Д.Ушинского
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ
Лекционные занятия проводятся в основном в традиционной форме с применением
наглядно-иллюстративного метода (мультимедиа). Семинарские занятия проводятся в
традиционной форме. Работа студентов происходит индивидуально. Перед каждым
занятием студент должен изучить теоретические основы данной темы, используя
конспекты лекций, основную и дополнительную литературу, а также привлекая знания из
смежных биологических дисциплин.
При выполнении практических заданий студент работает с объектами, указанными в
разделе "Материалы и оборудование". Задания выполняются по форме, указанной в
методическом пособии. В конце занятия студент должен проверить свои знания,
используя вопросы и задания для самоконтроля. Лабораторный практикум является
итоговым документом практических занятий. Задания считаются выполненными в том
случае, если студент:
 осмыслил и свободно воспроизвел теоретический материал к данной работе;
 индивидуально выполнял работу, аккуратно оформляя необходимые таблицы,
выводы;
 сдал работу преподавателю.
Оценка успешности усвоения студентами учебного материала осуществляется в ходе
защиты студентами результатов практических работ, при помощи тестов, решения задач,
ответов на семинарских работах.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
Методические рекомендации по организации самостоятельной работы
Целью семинарских занятий является закрепление знаний о течении
метаболических процессов в организме растений, выработка биологического мышления и
целостного подхода к метаболизму. Основные задачи семинарских занятий:
1. Проверка понимания содержания курса;
2. Дополнительная проработка наиболее сложных мест лекционного курса;
3. Развитие видения метаболизма растений как целостной системы.
В ходе семинарских занятий основной формой работы является индивидуальная.
Студенты самостоятельно решают задачи, выполняют тестовые задания и готовят
теоретические вопросы..
При подготовке к семинарским занятиям следует также изучить основную литературу и
ознакомиться с дополнительной. Работа с литературой предполагает дорабатывание
лекционного материала и работу по вопросам для самостоятельного изучения.
Дополняется конспект лекции, делаются соответствующие записи из литературы,
рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной прогр
4. МАТЕРИАЛЫ ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Текущий контроль выполняется в форме выполнения заданий:
Задача №1
Исходя из результатов анализа проб почв (Сi), отобранных в районе завода по
производству \минеральных удобрений и фонового уровня загрязнения (Сф), рассчитать
коэффициент концентрации токсичных веществ и установить степень опасности почвы.
Содержание в почве, мг/кг
19
Показ. контроля
Кадмий
Медь
Свинец
Цинк
Ртуть
Олово
Никель
Сi
0.09
98.0
11,5
228
0.40
61.0
67.0
Сф
0.04
28.0
9.0
84.0
0.13
24.0
14.0
Задача №2
Исходя из результатов анализа проб почв (Сi), отобранных в районе металлургического
комбината и фонового уровня загрязнения (Сф), рассчитать коэффициент концентрации
токсичных веществ и установить степень опасности почвы.
Содержание в почве, мг/кг
Показ. контроля
Кадмий
Медь
Свинец
Цинк
Ртуть
Олово
Никель
Сi
0.21
68.0
115
328
0.14
31.0
47.0
Сф
0.20
18.0
71.0
84.0
0.13
24.0
4.0
Задача №3
Установить возможность сброса сточных вод в р. Иня, если известны концентрации
основных загрязняющих веществ в районе сброса сточных вод: азот аммонийный -4,84;
азот нитритный -0,035; нефтепродукты -0,75; фенолы -0,069; БПК -7,1 мг/дм3
Задача №4
Установить возможность сброса сточных вод в р. Омь, если известны концентрации
основных загрязняющих веществ в районе сброса сточных вод: азот аммонийный 14,7;
азот нитритный -0,08; нефтепродукты 0,81; фенолы -0,011; БПК -5,1 мг/дм3
Задача №5
Разместить пункты контроля загрязнения атмосферного воздуха в районе ТЭС. Высота
трубы 250м. Установить вид пунктов контроля и зону повышенного загрязнения.
Задача №6
Разместить пункты контроля загрязнения атмосферного воздуха в районе завода
минеральных удобрений. Высота трубы предприятия 80м. Установить вид пунктов
контроля и зону повышенного загрязнения.
Задача №7
Разместить пункты контроля загрязнения атмосферного воздуха в населенном пункте с
числом жителей 820 тыс., наличием источников загрязнения. Определить вид пунктов,
установить перечень контролируемых показателей.
20
Задача №8
По результатам анализа определить уровень загрязнения атмосферного воздуха г.
Искитима, вид информации. Результаты анализа: углерода - оксид 1,0; формальдегид 0,080; азота диоксид - 0,070; аммиак - 23,4мг/м3. Время сохранения этого уровня
загрязнения 8 часов.
Задача №9
По результатам анализа определить уровень загрязнения воды р.Бердь, вид информации.
Результаты анализа: фенолы -0,050; нефтепродукты -0,020; медь -0,075; азот аммонийный
-2,37 мг/дм3. Нефтяная пленка отсутствует. Гибель речных организмов не отмечалась.
Задача №10
По результатам анализа определить уровень загрязнения почв, отобранных в районе
металлургического комбината г. Кемерово, вид информации.
Результаты анализа: фториды -15,4; мышьяк -120,0; цинк -273,4; ртуть -1,1 мг/кг.
Отмечалось пожелтение листвы на 40% растительности.
Задача №11
Разместить пункты контроля загрязнения атмосферного воздуха в районе завода по
производству пластмасс. Высота трубы предприятия 80 метров. Определить зону
повышенного загрязнения.
Задача №12
Разместить пункты контроля загрязнения атмосферного воздуха в населенном пункте с
числом жителей 720 тыс. и наличие промышленных предприятия.
Задача №13
По результатам анализа определить уровень загрязнения воды Новосибирского
водохранилища, вид информации.
Результаты анализа:
ПДК
Фенол мг/л 0,800
0,001
Нефтепродукты мг/л 0,02
0,05
Медь мг/л 0,030
0,001
21
Азот аммонийный мг/л ,35
0,40
Нефтяная пленка отсутствует
Отмечена гибель рыбы, растительности
Задача №14
По результатам анализа определить уровень загрязнения атмосферного воздуха, вид
информации.
Результаты анализа:
ПДК м.р.
Оксид углерода мг/л3 93
5,0
Формальдегид мг/л 0,007
0,035
Диоксид азота мг/л3 отсутствует
0,085
Аммиак мг/л3 0,47
0,20
Время сохранения данных концентрация 3 суток
Задача №15
По результатам анализа определить степень загрязнения атмосферного воздуха, вид
информации.
Результаты анализа:
ПДК м.р.
Оксид углерода мг/л3 53
5,0 мг/м3
Формальдегид мг/л 0,720
0,035 мг/м3
22
Диоксид азота мг/л3 0,005
0,085 мг/м3
Аммиак мг/л3 0,10
0,20 мг\м3
Время сохранения данных концентрация 1 сутки
Задача №16
По результатам анализа определить уровень загрязнения почв, вид информации.
Результаты анализа:
ПДК
ДДТ, мкт/кт
0,3
0,100
Дилор, мкт/кт 2,1
0,500
Гексахлоран, мкт/кг 3,2
0,100
Визуальных признаков не отмечалось.
0,001
Нефтепродукты, мг/л 0,10
0,05
Медь мг/л 0,020
0,001
Азот аммонийный мг/л 0,48
0,40
Нефтяная пленка отсутствует
Гибель рыбы, растительности не отмечена.
Задача №17
23
По результатам анализа определить уровень загрязнения воды р. Тула, вид информации.
Результаты анализа:
ПДК
Фенолы, мг/л отсутствует
0,001
Нефтепродукты, мг/л 0,10
0,05
Медь мг/л 0,020
0,001
Азот аммонийный мг/л 0,48
0,40
Нефтяная пленка отсутствует
Гибель рыбы, растительности не отмечена.
Задача №18
Разместить пункт контроля качества поверхностных вод р. Иня в районе населенного
пункта с числом жителей 50 тыс., организованного сброса сточных вод нет. Разработать
программу наблюдений, установить категорию пункта контроля.
Задача №19
Разместить пункт контроля качества поверхностных вод р. Бердь, в районе населенного
пункт с числом жителей 320 тыс., имеются источники сброса сточных вод. Установить
категорию пункт контроля, программу наблюдений.
Задача №20
Разработать программу мониторинга почв в районе влияния химического комбината.
Задача №21
Определить приоритетность контроля загрязняющих веществ в почвах в районе завода
цветных металлов, если известно время удвоения (Т) содержания металлов относительно
фонового уровня и класс опасности токсиканта.
Контрол. показат.
Марганец
Медь
Никель
Свинец
Хром
Цинк
Мышьяк
Т. годы.
1,2
0,08
11,2
0,8
124
17,1
2,5
24
Класс опас.
3
2
2
1
2
1
1
Задача №22
Разработать программу мониторинга почв в районе влияния завода по переработке
цветных металлов.
Задача №23
Исходя их результатов анализа проб почв (Сi), отобранных в районе химического
комбината и фонового уровня загрязнения (Сф), рассчитать коэффициент концентрации
токсичных веществ и установить степень опасности почвы. Определить возможности
использования почвы.
Содержание в почве, мг/кг
Показ. контроля
Кадмий
Медь
Свинец
Цинк
Ртуть
Олово
Никель
Сi
0.07
38.0
25,0
28,0
0,04
19.0
7.0
Сф
0.02
18.0
11.0
14.0
0.03
4.0
4.0
Задача №24
Определить приоритетность контроля загрязняющих веществ в почвах в районе
оловокомбината, если известно время удвоения (Т) содержания металлов относительно
фонового уровня и класс опасности токсиканта.
Контрол. показат.
Марганец
Медь
Никель
Свинец
Хром
Цинк
Мышьяк
Т. годы.
21,2
0,6
0,2
2,8
4,7
7,1
11,5
Класс опас.
3
2
2
1
2
1
1
Итоговый контроль в форме зачёта
Вопросы и задачи к зачету по дисциплине
«Мониторинг окружающей среды».
1. Мониторинг, его место в системе экологических дисциплин. История формирования
науки.
2. Мониторинг как форма и метод изучения окружающей среды.
3. Взаимодействие человека и природной среды на современном этапе.
4. Природные и природно – антропогенные геосистемы и их компоненты как объекты
мониторинга.
5. Принципы мониторинга: комплексность, регионализация, хронизация, выбор
приоритетных направлений.
6. Концепции Ю.А. Израэля и И.П. Герасимова.
7. Классификация мониторинга: по объектам, методам, пространственным масштабам
наблюдений, источникам воздействия, видам загрязнителей.
8. Системы мониторинга: локальные, региональные, национальные, глобальные.
9. Основные принципы и критерии экологической оценки состояния природной среды.
25
10. Нормирование состояния окружающей среды и допустимых воздействий.
11. Природные и природно – техногенные катастрофы.
12. Методы оценки изменений природных компонентов и комплексов.
13. Наблюдательные сети и программы наблюдений.
14. Выбор эталонных участков при организации мониторинга.
15. Сеть наземных станций и принципы ее размещения. Структура сети.
16. Наземные методы экологических исследований в системе мониторинга:
геофизические,
геохимические,
биологические
методы.
Биоиндикация
и
биотестирование.
17.
Дистанционные
(аэрои
космические)
методы:
фотографирование,
спектрометрирование, телевизионная и тепловая съемка. Преимущества дистанционных
методов.
18. Экологическое картографирование как метод получения мониторинговой информации.
19. Государственная экологическая информационная система (ГЭИС) и ее структура.
20. Организация служб мониторинга и ее проблемы на современном этапе. Единая
государственная система экологического мониторинга России (ЕГСЭМ).
21. Мониторинг атмосферы. Организация и содержание наблюдений. Оценка загрязнения
атмосферного воздуха на территории России.
22. Мониторинг гидросферы. Организация и объекты наблюдений. Оценка современного
состояния и прогнозирование качества воды в реках, озерах, морях России.
23. Мониторинг литосферы, его объекты, задачи и содержание.
24. Общая схема мониторинга природных и природно – антропогенных геосистем.
Мониторинг в лесной зоне.
25. Принципы организации регионального мониторинга.
26. Организация локального мониторинга. Особенности организации мониторинга
состояния окружающей среды при разных видах антропогенного воздействия –
промышленном, горнодобывающем, при строительстве транспортных сооружений.
27. Радиационный геоэкологический мониторинг в районах атомных электростанций
(АЭС). Радиационное состояние геосистем России.
28. Мониторинг городской среды. Организация городских геосистем.
29. Понятие о глобальном мониторинге, его задачи и содержание.
30. Стационарные наблюдения за состоянием геосистем и отдельных компонентов.
Режимные наблюдения.
26