Контрольная работа по "Экологии". 19

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования 
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по дисциплине

«Экология»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2012

 

22. Продуктивность   экосистем.   Уровни  продуктивности:   первичная продуктивность   (валовая и чистая),    вторичная      продуктивность,   чистая продуктивность сообщества Концепция продуктивности экосистем: понятия продуктивность экосистем, ее виды. Классификация экосистем по продуктивности

В процессе жизнедеятельности биоценоза создается  и расходуется органическое вещество, т. е. соответствующая экосистема обладает определенной продуктивностью биомассы. Биомассу измеряют в единицах массы  или выражают количеством энергии, заключенной в тканях.

Понятия «продукция»  и «продуктивность» хотя и выражены однокоренными словами, но в экологии (как и в биологии) имеют различный смысл. Продуктивность - это скорость производства биомассы в единицу времени, которую нельзя взвесить, а можно только рассчитать в единицах энергии или накопления органических веществ. В качестве синонима термина «продуктивность» Ю. Одум предложил использовать термин «скорость продуцирования».

Продуктивность  экосистемы говорит о ее «богатстве». В богатом или продуктивном сообществе больше организмов, чем в менее  продуктивном, хотя иногда бывает и  наоборот, когда организмы в продуктивном сообществе быстрее изымаются или  «оборачиваются». Так, урожая травы  на корню богатого пастбища, выедаемого скотом, может быть гораздо меньше, чем на менее продуктивном пастбище, на которое не выгоняли скот.

Различают также  продуктивность текущую и общую. Например, в некоторых конкретных условиях I га соснового леса способен за период своего существования и  роста образовать 200 м3 древесной  массы -- это его общая продуктивность. Однако за один год этот лес создает всего лишь около 2 м3 древесины, что является текущей продуктивностью или годовым приростом.

Первичная продуктивность экосистемы, сообщества или любой  их части определяется как скорость, с которой энергия Солнца усваивается  организмами-продуцентами (в основном зелеными растениями) в ходе фотосинтеза или химического синтеза (хемопродуцентами). Эта энергия материализуется в виде органических веществ тканей продуцентов.

Принято выделять четыре последовательные ступени (или  стадии) процесса производства органического  вещества:

• валовая первичная продуктивность - общая скорость накопления органических веществ продуцентами (скорость фотосинтеза), включая те, что были израсходованы на дыхание и секреторные функции. Растения напроцессы жизнедеятельности тратят примерно 20% производимой химической энергии;
• чистая первичная продуктивность -- скорость накопления органических веществ за вычетом тех, что были израсходованы при дыхании и секреции за изучаемый период. Эта энергия может быть использована организмами следующих трофических уровней;
• чистая продуктивность сообщества -- скорость общего накопления органических веществ, оставшихся после потребления гетеротрофами-консументами (чистая первичная продукция минус потребление гетеротрофами). Она обычно измеряется за какой-то период; например, вегетационный период роста и развития растений или за год в целом;
• вторичная продуктивность -- скорость накопления энергии консументами. Ее не делят на «валовую» и «чистую», так как консументы потребляют лишь ранее созданные (готовые) питательные вещества, расходуя их на дыхание и секреторные нужды, а остальное превращая в собственные ткани.

Первичная продукция, доступная гетеротрофам, а человек  относится именно к ним, составляет максимум 4% от общей энергии Солнца, поступающей к поверхности Земли. Поскольку на каждом трофическом  уровне энергия теряется, для всеядных организмов (в том числе и для  человека) наиболее эффективный способ извлечения энергии -- потребление растительной пищи (вегетарианство). Однако необходимо учитывать также следующее:

 

• животный белок содержит больше незаменимых аминокислот и лишь некоторые бобовые (например, соя) приближаются к нему по своей ценности;
• растительный белок переваривается труднее, чем животный, из-за необходимости предварительно разрушить жесткие клеточные стенки;
• в ряде экосистем животные добывают пищу на большой территории, где не выгодно выращивать культурные растения (это неплодородные земли, на которых пасутся овцы или северные олени).

 

Так, у человека около 8% белков ежедневно выводится  из организма (с мочой) и вновь  синтезируется. Для полноценного питания  необходимо сбалансированное поступление  аминокислот, подобных тем, что содержатся в тканях животных.

При отсутствии какой-либо важной для организма  человек аминокислоты (например, в  злаках) при метаболизме усваивается  меньшая доля белков. Сочетание в  рационе питани. бобовых и зерновых обеспечивает лучшее использование белка, чем при потреблении каждого из этих видов пищи в отдельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: Общая годовая продуктивность сухого органического вещества на Земле составляет 150—200 млрд т. Две трети его образуется на суше, третья часть — в океане.

Практически вся чистая первичная продукция  Земли служит для поддержки жизни  всех гетеротрофных организмов. Половина урожая идет непосредственно на питание  людей, остальное — на корм домашним животным, используется в промышленности и теряется в отходах. Всего человек  потребляет около 0,2% первичной продукции  Земли. Ресурсы, имеющиеся на Земле, включая продукцию животноводства и результаты промысла на суше и  в океане, могут обеспечить ежегодно только 50% потребностей современного населения  Земли.

Следовательно, увеличение биологической продуктивности экосистем и особенно вторичной  продукции является одной из основных задач, стоящих перед человечеством. 

67.Основные экологические нормативы (ПДК,  ПДУ,  ПДВ,  ПДС,  ПДН).

Понятие и назначение экологических  нормативов.

Основные  экологические нормативы

         Качество окружающей природной  среды, т.е. степень соответствия  ее характеристик потребностям  человека и технологическим требованиям,  оценивается с помощью экологических  нормативов. К основным экологическим  нормативам относятся:

• санитарно-гигиенические нормативы: ПДК, ПДУ;
• производственно-хозяйственные: ПДВ, ПДС;
• комплексные показатели качества окружающей природной среды: ПДН.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) представляет собой  количество загрязнителя в почве, воздушной  или водной среде, которое при  постоянном или временном воздействии  на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий  у его потомства. ПДК устанавливаются  на основе комплексных исследований и постоянно контролируются органами Госкомсанэпиднадзора. В нашей стране действует >1900 ПДК вредных веществ для водоемов, > 500 – для атмосферного воздуха и > 130 – для почв.

Для нормирования содержания вредных веществ в  атмосферном воздухе установлены  два норматива – разовая и среднесуточная ПДК.

ПДКм.р. – максимально разовая ПДК – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).

ПДКс.с. – среднесуточная ПДК – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Для производственных помещений установлен норматив ПДК  рабочей зоны (ПДКр.з.).

Для вредных  веществ безопасная концентрация в  окружающей среде определяется следующим  выражением:

С ≤ ПДК  – Сф,

 где С – фактическая концентрация вредного вещества; Сф – фоновая концентрация вредного вещества.

При содержании в воздухе нескольких загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия (синергизмом), например, SO2 и NOx; NO2, О3 и формальдегида, общее загрязнение окружающей среды не должно превышать единицы:

С1/ПДК1 + С2/ПДК2 +…+ Сn/ПДКn ≤ 1,

где С1, С2, …, Сn – фактические концентрации вредных веществ в воздухе; ПДК1,…, ПДКn – ПДКм.р., установленные для изолированного присутствия этих веществ (мг/м3).

Предельно допустимый уровень (ПДУ) физического воздействия (радиационного воздействия, шума, вибрации, магнитных полей и др.) – это  уровень, который не представляет опасности  для здоровья человека, состояния  животных, растений, их генетического  фонда.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это  максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть выброшено  данным конкретным предприятием в атмосферу (ПДВ) или сброшено в водоем (ПДС), не вызывая при этом превышения в  них ПДК загрязняющих веществ  и неблагоприятных экологических  последствий.

Предельно допустимая нагрузка на природную среду (ПДН) –  это максимально возможные антропогенные  воздействия на природные ресурсы  или комплексы, не приводящие к нарушению  устойчивости экологических систем. Вводится такое понятие как экологическая  емкость территории – потенциальная  способность природной среды  перенести какую-либо антропогенную  нагрузку без нарушения основных функций экосистем.

Для оценки устойчивости экосистем к антропогенным  воздействиям используются следующие  показатели:

• запасы живого и мертвого органического вещества;
• эффективность образования органического вещества;
• видовое и структурное разнообразие.

Эти показатели определяют способность экосистемы восстанавливаться в случае антропогенного воздействия, определяют стабильность среды обитания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: в процессе общественного развития человек не может не воздействовать на состояние окружающей среды. Так, он не может не извлекать минеральные ресурсы, не может не забирать воду, и пока по экономическим и техническим соображениям не может не выбрасывать в природную среду загрязняющие вещества. Проблема заключается в том, чтобы при этом были установлены научно обоснованные пределы таких воздействий, исходя из долгосрочных общественных интересов в сохранении свойств и характеристик природы. Эта цель достигается с помощью экологического нормирования, что и определяет место экологических нормативов в механизме экологического права.

 

88. Международные конференции  и соглашения в  области охраны  окружающей среды.  Концепция устойчивого  развития.

     Основная цель международного сотрудничества в области охраны окружающей среды - объединение усилий мирового сообщества для обеспечения экологической безопасности, совершенствования методов экологического контроля и оценок состояния окружающей природной среды. Состоявшаяся в 1972 году Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде приняла два основных документа - Декларацию принципов и План мероприятий, сыгравших ключевую роль в развитии экологической политики государств и активизации международного сотрудничества в данной сфере. Декларация включает свыше двадцати принципов, в которых формулируется отношение мирового сообщества к проблеме окружающей среды. В частности, эти принципы предусматривают: сохранение природных ресурсов на благо нынешних и будущих поколений; право человека на благоприятные условия жизни в окружающей среде, качество которой позволяет вести достойную и процветающую жизнь; суверенность прав государств на разработку собственных природных ресурсов и ответственность государств за ущерб окружающей среде; сотрудничество при решении международных проблем окружающей среды; избавление человека и окружающей природной среды от последствий применения ядерного и иных видов оружия массового уничтожения.

План мероприятии содержит свыше ста пунктов, предусматривающих решение организационных, экономических, политических вопросов охраны окружающей среды, способы взаимоотношений государств и международных организаций. Одно их исторических решений конференции - создание постоянно действующего органа ООН по охране окружающей среды ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде), образование Фонда окружающей среды. Кроме того, конференция провозгласила 5 июня Всемирным днем окружающей среды. В августе 1975 года в Хельсинки состоялось Совещание по безопасности и сотрудничеству в Европе, в котором участвовали все европейские страны (за исключением Албании), США и Канада. Один из разделов принятого форумом Заключительного акта был посвящен вопросам экологической безопасности. В документе определялись области, цели, методы и формы международного экологического сотрудничества (например, борьба с загрязнением атмосферы, охрана вод от загрязнения, охрана морской среды и почвы, охрана заповедников, окружающей среды в городах). В том же документе в качестве форм и методов сотрудничества предлагалось использовать обмен информацией, проведение конференций, обмен научными работниками. В ходе Венской встречи представителей государств - участников СБСЕ 1986 года особое внимание было уделено состоянию окружающей среды и выполнению хельсинских договоренностей. Итоговый документ Венской встречи содержал, в частности, следующие рекомендации:

сокращение  до 1995 года на 30% выбросов серы, снижение выбросов углеводородов и других загрязнителей; разработка методов, альтернативных захоронению опасных отходов  в море; поощрение мероприятий, предусматривающих  сокращение производства веществ, способствующих разрушению озонового слоя; развитие совместной программы наблюдения и  оценки распространения загрязнителей  на большие расстояния в Европе (ЕМЕП); обмен сведениями о потенциально опасных химических веществах, включая оценку риска для здоровья и окружающей среды; активизация исследования явлений глобального потепления климата.

Конференция ООН по окружающей среде и развитию (3 - 14 июня 1992 года, Рио-де-Жанейро) была организована с целью подведения итогов работы по охране окружающей среды за время, прошедшее после Стокгольмской конференции ООН 1972 года. На форуме в Рио-де-Жанейро присутствовало около 15 тысяч делегатов из 178 стран мира. Основные решенияконференции: Декларация, предусматривающая принципы охраны окружающей среды; обширная программа действий в данной сфере на предстоящее столетие; Заявление о принципах охраны и рационального использования лесов всех климатических зон; Конвенция об охране биологического разнообразия; Конвенция по климату.

Другие  решения этого форума - образование  Комиссии ООН по окружающей среде, разработка проекта Конвенции по пустыням и засушливым зонам.

 

 

 

Вывод: перед тем, как окончательно поставить точку, хочется еще раз заметить необходимость защиты окружающей среды от экологической катастрофы. Нельзя не оценить тот вклад в сохранение живой природы, который вносят международные организации по охране окружающей природной среды. Но говорить о максимальной эффективности можно будет лишь в том случае, если каждый из нас осознает необходимость сохранения того мира, в котором он живет.

 

О понятии устойчивого  развития 

Термин “устойчивое развитие”  получил широкое распространение  после публикации доклада, подготовленного  для ООН в 1987 г. специально созданной в 1983 г. Международной комиссией по окружающей среде и развитию. В русском издании этого доклада английский термин sustainable development переведен как “устойчивое развитие”, хотя слово sustainable имеет и другие значения: “поддерживаемое, самоподдерживаемое”, “длительное, непрерывное”, “подкрепляемое”, “защищаемое”.

Еще в докладе “Всемирная стратегия  охраны природы” (1980 г.), представленном Международным союзом охраны природы и природных ресурсов, подчеркивалось, что для того чтобы развитие было устойчивым, следует учитывать не только его экономические аспекты, но также социальные и экологические. В 80-е годы проблемы связи экологии и развития особенно активно обсуждались в трудах ученых из исследовательского института “Worldwatch” (“Всемирная вахта”) в США, и в частности его директора Л.Р. Брауна. ЮНЕП еще с середины 1970-х годов широко использовала понятие “развитие без разрушения” (development without destruction), а в дальнейшем получило распространение понятие “экоразвитие” (ecodevelopment), означающее экологически приемлемое развитие, т.е. развитие наименее негативно воздействующее на окружающую среду.

Можно считать, что уже в Декларации Первой конференции ООН об окружающей среде (Стокгольм, 1972 г.) также была отмечена связь экономического и социального развития с проблемами окружающей среды. В такое понимание развития важный вклад внесли научные доклады Римского клуба, и особенно доклад “Пределы роста” (1972 г.), в которых формулировались идеи перехода цивилизации от экспонциального экономического роста к состоянию “глобального динамического равновесия”, от количественного роста – к “органическому” (качественному) и “новому мировому экономическому порядку”.

На ЮНСЕД широко использовалось определение, приведенное в книге  “Наше общее будущее”: “Устойчивое  развитие – это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности”. Это определение подвергалось критике за нечеткость и антропоцентричность. Отмечалось, что определение понятия “устойчивое развитие” должно в явной форме включать в себя и представление о сохранении окружающей природной среды. Вот почему из имеющихся дефиниций надо устранить даже скрытые намеки на деградацию как человечества, так и биосферы. Это в какой-то мере сделано в Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию, где под устойчивым развитием подразумевается “стабильное социально-экономическое развитие, не разрушающее своей природной основы”. Далее это представление конкретизируется: “Улучшение качества жизни людей должно обеспечиваться в тех пределах хозяйственной емкости биосферы, превышение которых приводит к разрушению естественного биотического механизма регуляции окружающей среды и ее глобальным изменениям”.

Упомянутая выше Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому  развитию была представлена Правительством РФ и утверждена Указом Президента РФ № 440 от 1 апреля 1996 г. В Концепции отмечено, что “следуя рекомендациям и принципам, изложенным в документах Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), руководствуясь ими, представляется необходимым и возможным осуществить в Российской Федерации последовательный переход к устойчивому развитию, обеспечивающий сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений людей”.

Данная Концепция была принята  по рекомендации ЮНСЕД, в документах которой правительству каждой страны предлагалось разработать и утвердить  свою национальную стратегию устойчивого  развития. Концепция стала важной вехой на этом пути, а в настоящее  время завершается работа над  проектом Государственной стратегии  устойчивого развития Российской Федерации.

Именно после ЮНСЕД стало  понятным, что если не будут решены проблемы окружающей среды, то все завоевания цивилизации окажутся под угрозой  уничтожения. Они могут исчезнуть  потому, что все человечество будет  ввергнуто в пучину планетарной  экологической катастрофы, поскольку  богатства природы, возможности  самовосстановления биосферы окажутся полностью исчерпанными. Стало ясным, что необходимо коренным образом  изменить модель развития человечества и даже сам способ жизнедеятельности  каждого человека, провести самые  кардинальные за всю историю человечества цивилизационные трансформации, которые обеспечили бы его выживание.

Весь мир, и Россия в том числе, стоит на пороге третьей, после агрикультурной и индустриальной, цивилизационной революции, не менее, а может быть, и более фундаментальной, чем две предыдущие. Стратегию устойчивого развития невозможно создать, исходя из традиционных общечеловеческих представлений и ценностей, стереотипов мышления. Она требует выработки новых научных и мировоззренческих подходов, соответствующих не только современным реалиям, но и предполагаемым перспективам развития в III тысячелетии.

Понятие устойчивого развития должно определяться через два основных признака такого развития – антропоцентрический и биосфероцентрический. Под антропоцентрическим признаком в широком смысле понимается выживание человечества (страны) и способность (возможность) его дальнейшего непрекращающегося (устойчивого), непрерывно долгого развития, чтобы наши потомки имели не меньшие возможности, по сравнению с настоящим поколением, удовлетворения своих потребностей в природных условиях и экологических условиях Земли и космоса (принцип равенства возможностей поколений в плане удовлетворения своих потребностей). Биосфероцентрический (в общем случае – экологический) признак понятия связан с сохранением биосферы как естественной основы всей жизни на Земле, необходимого условия ее устойчивости и естественной эволюции, так чтобы дальнейшее развитие человечества не происходило в экофобной форме. В книге “Наше общее будущее” отмечается, что “стратегия устойчивого развития направлена на достижение гармонии между людьми и между обществом и природой”. Этот принцип можно охарактеризовать как принцип коэволюции природы и общества.

Сказанное позволяет определить устойчивое развитие как стратегию социоприродного развития, которая обеспечивает выживание и непрерывный прогресс общества и не разрушает окружающую природную среду, особенно биосферу.

Переход к устойчивому развитию предполагает поэтапное восстановление естественных экосистем до уровня, который обеспечивает устойчивость окружающей среды и при котором  появляется реальная возможность существования  будущих поколений людей, удовлетворения их жизненно важных потребностей и  интересов. Формулирование новой стратегии  развития означает постепенное соединение в единую самоорганизующую систему экономической, экологической и социальной сфер деятельности. В этом смысле устойчивое развитие предполагает, как минимум, экономическую эффективность, биосферосовместимость и социальную справедливость при общем снижении антропогенного давления на биосферу.

Организация хозяйственной деятельности, не разрушающей биосферу, а ее сохраняющей, т.е. экологодопустимой, не выходящей за пределы несущей емкости экосистем, – одно из центральных направлений становления будущего устойчивого общества. Биосфера с этой точки зрения должна рассматриваться уже не только как кладовая и поставщик ресурсов, а как фундамент жизни, сохранение которого должно быть обязательным условием функционирования социально-экономической системы и ее отдельных элементов.

Пока не существует удовлетворительного  научно обоснованного подхода к  созданию полностью биосферосовместимого хозяйства. Хозяйственная деятельность в XX в., ориентированная на быстрые темпы экономического роста, стала разрушительной силой для человека и биосферы. Но до сих пор биосферосовместимая экономика выглядит как очередная утопия и неясны пути и механизмы ее формирования, которые устроили бы современную цивилизацию. Разрешение этого эколого-экономического противоречия видится в создании новой модели хозяйствования, равновесной, или устойчивой, экономики, базирующейся на принципах всесторонней и полной интенсификации и экологизации.

Глубинная сущность перехода к устойчивому  развитию заключается в выживании  человечества и одновременном сохранении биосферы, иными словами, в сохранении биосферы и цивилизации. Однако для  того чтобы выжить, сохраниться как  уникальный биологический вид, человеку необходимо кардинальным образом трансформировать все сферы своей деятельности в направлении существенного  уменьшения давления на биосферу – почти на порядок. Это очень сложная задача, и ее выполнение во многом противоречит всему тому, что характерно для модели неустойчивого, или экономоцентрического, развития, начавшегося с перехода человечества к производящему хозяйству. Экологическую несостоятельность этой модели особенно ярко продемонстрировал XX век.

XXI век может оказаться переломным  в истории цивилизации, ибо  на его протяжении должен разрешиться  главный вопрос – быть или не быть человечеству. Переход к устойчивому развитию и позволит его разрешить, так как создает возможность выживания и дальнейшего непрерывного развития цивилизации, но в существенно измененной, биосферосовместимой, форме, когда человек не разрушает природную среду своего обитания – эту естественную колыбель любой жизни, в том числе и разумной. В настоящее время во всем мире разрабатывается концепция устойчивого развития, которая должна в научном плане превратиться в теорию, а в практическом – в стратегию устойчивого развития, и мировое сообщество должно реализовать эту стратегию, чтобы выжить в наступившем тысячелетии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

1. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование. Второе издание,исправленное. М. 2009.
2. Михайлова Л.П. , Саломатин В.А. , Соболева Н.Ф. - Вода: Химия и Экология , 2008
3. Стрельцов А.Б. - Региональная система биологического мониторинга на основе анализа стабильности развития , 2005
4. Дьяченко Г.И. Мониторинг окружающей  среды (Экологический мониторинг) Новосибирск. - 2003.
5. Ашихмина Т.Я. и др. Биоиндикация  и биотестирование - методы познания экологического состояния окружающей среды. - Киров, 2005.
6. Мисник Г. А., Мисник Н. Н. Публичные и частные интересы в экологическом праве//Государство и право. 2006. № 2..
7. Жариков Ю. Г. Особенности предупреждения экологических правонарушений//Экологическое право. 2003. № 6.
8. Обращение с опасными отходами: учеб. пособие / В. М. Гарин. М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2007..