Визначте сфери діяльності «загальної» та «предметної» екології

Екологія -це наука, яка вивчає умови існування організмів, взаємоємозв»язки між ними та середовищем.

Основні завдання:вивчення кількісними методами основ структури і функціонування природних і створених людиною систем, а також вивчення основних принципів коло обігу органічних та неорганічних речовин, енергії в цих сис-мах, вплив на рослинний та тваринний світ.

Загальна екологія вивчає основні принципи та закони організації і функціонування систем, що заповнені різними рослинами та тваринами на певній географічній ділянці

Предметна екологія, сфера якої обмежена вивченням конкретних груп організмів(екологія рослин, екологія тварин і т.д.)

Назвіть і охарактеризуйте основні поняття і категорії, що входять в склад науки «екологія»

Екологія включає -теоретичну(біоекологія, екологія люд.,мікросвіт) -практичну

1)геоекологія 2)соціоекологія 3)техноекологія 4)ландшафтна

5)урбоекологія

Основні екологічні поняття:

Біосфера -область існування і функт. Живих організмів і продуктів їх життєдіяльності та жив.орг. минулих епох, яка починається від нижньої частини атмосфери, гідросфери та верхні шари літосфери.

Біосинтез -процес утв. Необх. Орган. Людини речов.,я кий відбув. в його клітинах за участю ферментів

Біоценоз- взаємопов»язана сукупність мікроорганізмів,грибів,рослин та тварин, що населяють ділянку суші чи водойми й характеризуються певними відносинами довкілля.

Екосистема -елемент.одиниця біосф.,утворений жив.орг. і середовищем, в якому вони існують, і де всі компоненті тісно пов»язані обміном речовин, енергії та інформації.

Гомеостаз -стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи. Він є характерним і необхідним для всіх природних систем-від атома до комічних утворень.

Вид біологічний - сукупн.організмів,спорідненими морфологічними ознаками.

Популяція -це-сукупність рослин або тварин, які належать до одного і того ж виду та зосереджені у певному просторі.

Еколог.факт .-складові елементи,які вплив. на існування та розвиток організмів і на які живі організми реагують реакціями пристосування.

-абіотичні фактори(неорганічні умови-хім. і фіз)

-біотичні(форми взаємодії між організмами)

-антропогенні(форма діяльності люд)

Ланцюг живлення - взаємовіднос. Між організ.під час переносу їжі від її джерела через ряд організм. До люд.

Біомаса -заг.маса особин одного виду або декількох видів, яка припадає на 1 прожив.(найбільша маса тропічні ліси,найм-субтропічні.пустелі)

Біопродуктивність- швидк. Продукування біомаси на заданій площі за 1 часу.

Агроценоз -біоценоз,який форм.за визнач.час. Хар-ся одноманітністю видовою і підтрим.люд. за рх.агротехн.засобів.

3.

Загальне вчення про біосферу було створене у 20-30 роках XX ст. першим Президентом Української академії наук В.І. Вернадським. За йогословами: біосфера – це оболонка Землі, де жива речовина відіграє домінуючу роль, значно впливає на всі процеси, що відбуваються. В кінці 30-х років він сформулював найголовніші біохімічні функції живої речовини: – газова функція (більшість звичайних газів атмосфери – О2, СО2, Н2, СН4 – мають біогенне походження); – концентраційна функція (вуглець у вугіллі, торфі, нафті, кальцій у вапні, інші речовини сконцентровані завдяки і діяльності живих істот); – окисно-відновна функція (окислення і відновлення сірки, заліза, марганцю бактеріями); – біогеохімічна діяльність людини.

Ноосфера - це етап розвитку біосфери, на якому людина, свідомо використовуючи свої знання, буде підтримувати існування біосфери та сприяти її розвитку. Закони: 1) Закон біогенної міграції атомів (закон Вернадського): міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини. Так було і в геологічному минулому, мільйони років тому, так відбувається й у сучасних умовах. Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне, збагачене киснем, вуглекислим газом, воднем, азотом, фосфором та іншими речовинами середовище. Цей закон має важливе практичне і теоретичне значення. Нині люди впливають на стан біосфери, змінюючи її фізичний і хімічний склад, умови збалансованої віками біогенної міграції атомів. У майбутньому це спричинить дуже негативні зміни, які стануть глобальними і не-керованими (опустелювання, деградація ґрунтів, вимирання тисяч видів організмів). За допомогою цього закону можна свідомо й активно запобігати розвитку таких негативних явищ, керувати біохімічними процесами, ви-користовуючи м’які екологічні методи. 2) Закон внутрішньої динамічної рівноваги: речовина, енергія, інформація та динамічні якості окремих природних систем і їх ієрархії дуже тісно пов’язані між собою. Так що будь-яка зміна одного з показників неми-нуче призводить до функціонально-структурних змін інших, але при цьому зберігаються загальні якості системи – речовинно-енергетичні, інформа-ційні та динамічні. 3) Закон генетичної різноманітності: все живе генетично різне і має тенденцію до збільшення біологічної різнорідності. 4) Закон оптимальності: ніяка система не може звужуватися або розширюватися до нескінченності. Ніякий цілісний організм не може перевищити певні критичні розміри, які забезпечують підтримку його енергетики. Ці розміри залежать від умов живлення та факторів існування 5) Закон піраміди енергій (сформульований Ліндеманом): з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший переходить у середньому не більше 10% енергії 6) Закон рівнозначності умов життя: всі природні умови середовища, необхідні для життя, відіграють рівнозначні ролі. 7) Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток 8) Закон ґрунтостомлення (зменшення родючості): поступове зниження природної родючості грунтів відбувається через тривале їх використання і порушення природних процесів грунтоутворення, а також внаслідок тривалого вирощування монокультур (в результаті накопичення природних речовин, що виділяються рослинами, залишків пестицидів і мінеральних добрив).

 

4..

Вплив хімічних сполук, які містяться у відходах промисловості, здійснюється на людину як прямими так і непрямими шляхами. Прямий шлях– це потрапляння токсичних речовин в організм людини з повітрям і водою. Непрямий шлях – це коли токсичні речовини потрапляють спочатку в рослини, які поїдають тварини, а потім, разом із їжею – в організм людини. Найбільш відомими шкідливими для людини речовинами, які накопичуються в атмосфері, є CO, SO2, оксиди N, формальдегід (мурашиний альдегід) та ін. При цьому СО – газ без забарвлення і без запаху. Впливає на нервову і серцево-судинну систему людини. При попаданні СО організм людини, вона задихається (СО з’єднується з гемоглобіном крові, в результаті чого він втрачає здатність транспортувати до тканин кисень). SO2 – газ без забарвлення з різким запахом. Уражає слизисту оболон ку очей і дихальні шляхи. Оксиди азоту N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 уражають верхні дихальні шляхи. В місцях з автомобільним скупченням утворюється “смог”. При осіданні оксидів азоту на вологій поверхні легень утворюються HNO3 і HNO2, що призводить до отікання (набряку) легенів. Формальдегід уражає слизисту оболонку очей і верхні дихальні шляхи. Його 40%-ий розчин називається формалін. Токсичні сполуки металів. Найшкідливішими сполуками є солі Hg і Pb, які викликають зміни в клітинах мозку. Приклад – хвороби Мінамата. Хімкомбінат в м. Мінамата довгий час скидав в бухту стоки з солями Hg. Концентрація сполук Hg підвищувалась по ланцюгу: бактерії – водорості – риби – людина. Токсичними є також сполуки Pb, які в великих кількостях забруднюють атмосферу разом з вихлопними газами автотранспорту. Як антидетонатор в бензин додається тетраетилсвинець, який в процесі згорання в присутності етилброміду перетворюється в легколеткий PbBr2. Бромід свинцю є отрутою нервово-паралітичної дії. Крім того, це фермен тна отрута, яка перешкоджає синтезу гемоглобіну в організмі людини. Його дія – загальна слабкість, порушення пам’яті, неадекватні дії тощо. Синтез і використання радіоактивних речовин призвели до нового виду забруднення біосфери – радіоактивного. Руйнування біологічних систем зумовлено властивістю радіоактивних α-, β-частинок і γ-випромінювань іонізувати молекули. Іонізуюче випромінювання впливає на живі клітини або безпосередньо, або ж непрямим шляхом (через продукти радіолізу во ди – вміст води в організмі до 90-95%). γ-випромінювання є найнебезпечнішим видом випромінювання, оскільки активно проникає в тканини живих організмів, більша частина α-випромінювання поглинається шкірою, β-випромінювання проникає наглибину до 1 мм. Більш небезпечним для здоров’я є те, що радіоактивні речовини разомз повітрям, водою і їжею попадають всередину організму. Деякі радіоакти вні речовини попадають в організм людини, розподіляються в ньому нерівномірно, деякі концентруються в окремих органах. Так, наприклад, в кісткових тканинах відкладаються радій, уран, плутоній, стронцій. Кобальт (60) концентрується в легенях і т. д. Найбільший вплив забруднень на людський організм спостерігається в містах. Так, виявлена пряма залежність між концентрацією СО в повітрі і рівнем захворювань дітей.
При аналізі екологічної обстановки основна проблема – це кількісна оцінка картини забруднення, оскільки в атмосфері нараховуються сотні токсичних речовин, а постійно контролюються – 6-10.Тому часто викори стовують інтегральну оцінку стану навколишнього середовища. Так, наприклад, якщо експонувати певний час металічні пластинки стандартного хімічного складу на відкритому повітрі і точно виміряти кількість оксидів,які утворюються, то це дозволить оцінити і рівень забруднення атмосфери.Іноді в ролі детектора використовують дерева або рослини.Вивченням впливу токсичних забруднень на здоров’я людини займається екотоксикологія. Зараз в біосфері знаходяться понад 50 тис.речовин, синтезованих людиною і нехарактерних для природи. Оскільки організм людей і тварин внаслідок довгої еволюції пристосувався до природних хімічних речовин, вплив заново синтезованих часто має фатальні наслідки. Так, наприклад, нещодавно встановлено, що в заповіднику в Балтійському морі почало різко зменшуватися поголів’я тюленів. Причиною цього стали мізерні кількості поліхлордифенілів, які є відходами пластмасових виробництв. Поступове їх накопичування призвело до порушення апарату розмноження тюленів. Або приклад з облисінням дітей в Чернівцях.
Зараз в охорону природи вкладається близько 1% національного доходу. Підраховано, що для того, щоб стабілізувати природне середовище потрібно витратити 3% доходу, а щоб його покращити – більше 5%.

5.

Забруднення гідросфери:

Типи забруднення	Забруднюючі речовини
Фізичне	Нерозчинні домішки: глина, пісок, намул, пил тощо.
Хімічне	Важкі метали, кислоти, луги, мінеральні солі, нафта і нафтопродукти, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), мийні засоби, канцерогени, мінеральні добрива, пестициди
Біологічне	Різні мікроорганізми (бактерії, віруси), яйця гельмінтів, спори грибів
Радіоактивне	Радіонукліди (цезій-137, стронцій-90, калій-40 та ін.)
Теплове	Підігріті води ТЕС та АЕС

Джерел забруднення води багато, основними з них є:

· стічні води промислових підприємств;

· побутових стоках комунального господарства;

· стічні води сільського господарства;

· води шахт, нафтопромислів, рудників;

· відходи виробництв при видобут­ку різних корисних копалин;

· відходи деревини в деревообробній про­мисловості;

· скиди водного і залізничного транспорту тощо.

Евтрофікація — збагачення водойм біогенними елементами, що супроводжується підвищенням продуктивності водойми. Евтрофікація може бути наслідком природного старіння водойми, внесення добрив або забруднення стічними водами. За рівнем евтрофікації водойми поділяються на оліготрофні (слабко евтрофіковані), мезотрофні(середньоевтрофіковані) та евтрофні (сильно евтрофіковані).

Стічні води підрозділяються на 3 основних категорії: побутові (господарсько-фекальні), виробничі (промислові) і атмосферні.

Промислові стічні води відрізняються від господарсько-побутових тим, що їх утвір пов'язане з використанням водопровідної води в технологічному процесі на промислових підприємствах. Вода може застосовуватися як теплоносій, розчинник, засіб транспортування, для видалення відходів. Це й визначає склад промислових стічних вод, який не може бути постійним. У складі їх багато токсичних речовин, різних специфічних компонентів, реакція також різна - від кислої до лужної. Часто води мають специфічний захід, виражене фарбування й підвищену температуру. У них відсутні збудники інфекційних захворювань. Вода, використовувана для охолодження промислової сировини, продукції або встаткування, після очищення може бути повторно використана для технологічних потреб.

 

 

6. Пестици́ди — хімікати, використовуються в сільському господарстві і садівництві для боротьби зі шкідниками(шкідливими або небажаними мікроорганізмами, рослинами і тваринами). гербіциди (знищують бур’янисті рослини) Широке застосування цих речовин у сільському господарстві привело до істотного збільшення врожаїв. Однак в разі невмілого чи надмірного використання призводить до забруднення ґрунту і води, що, у свою чергу, викликає загибель птахів і дрібних тварин, і навіть створює загрозу здоров'ю людини.; інсектициди (знищують шкідливих комах) може призвести до отруєння і людини

Колообіг розділяють на 2 частини (фонди):

1)Резервний фонд елементів, який представлений великою масою речовин переважно небіологічного походження.

2)Обмінний або рухомий фонд, для нього характерний швидкий обмін речовин між організмами і навколишнім середовищем

 

7. Вода виконує дуже важливі екологічні функції:
1) це головна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70 % складається з води, а деякі організми, такі, як медуза чи огірок, містять у собі від 98 до 99 % води).
2) основний механізм здійснення взаємозв.язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси).
3) головний агент-переносник глобальних біоенергетичних екологічних циклів.
4) води Світового океану є основним кліматоутворюючим фактором, основним акумулятором сонячної енергії і «кухнею» погоди для всієї планети.
5) один із найважливіших видів мінеральної сировини, головний природний ресурс споживання людства (людство використовує її в тисячу разів більше, ніж нафти чи вугілля).

Глобальний коло обіг води в біосфері скл. з 3 частин:

1)океанічний або малий колообіг починається в світовому океані за рахунок випаровування води з поверхні океану, подальшої конденсації при земному шарі атмосфери у вигляді хмар і випаданням у вигляді опадів на поверхню океану.

2)великий починається за рахунок випаровування води і подальшої конденсації; перенесення на периферійну частину материка, де вона випадає у вигляді опадів; поверхневими і підземними водами повертається в океан.

3)внутрішньоматериковий починається за рахунок випаровування води з поверхні материка, конденсації хмар і перенесення повітряними масами в глиб материка, де вона випадає опадами.в ода в океан не повертається.

Глобальний коло обіг характеризується рівнянням водного балансу:

1)для океану , де -випаровування з океану, - опади, y – підземний і поверхневий стоки.

2)для суші

3)для внутрішньоматерикових областей

Колообіг азоту

Колообіг фосфору

Колообіг сірки

8.

З біологічної точки зору в складі екосистем виділяють такі компоненти:

1. Неорганічні речовини (кисень, азот, вуглекислий газ, вода, фосфор, вуглець і ін.), що вступають у кругообіги.

2. Органічні сполуки (вивірки, вуглеводи, ліпіди та ін.).

3.Повітряне, водне і субстрактне середовище, яке включає кліматичний режим і інші фізичні чинники.

4. Продуценти - автотрофні(тобто ті, що харчуються самостійно) живі організми, в основному зелені рослини, що можуть створювати біомасу з простих хімічних елементів шляхом фотосинтезу. Макроконсументи - гетеротрофні (ті, що харчуються не самостійно) організми, в основному, це тварини (фаготрофи).

5. Мікроконсументи або редуценти - гетеротрофні організми (бактерії, грибки...), що одержують енергію або при розкладанні мертвих тканин продуцентів, або макроконсументів, або шляхом поглинання розчиненої органічної речовини (ці організми ще називаються сапротрофами).

 

9. Гомеостаз – стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи і підтримування відновлення основних її елементів речовинно-енергетичного складу, а також постійного функціонування саморегуляції компонентів.

Екологічні фактори – складові елементи екологічного середовища, які впливають на існування і розвиток організмів, і на які живі організми реагують реакціями пристосування:

абіотичні(визначають неорганічні умови середовища);

біотичні(характеризують форми взаємодії між організмами);

антропогенні(форми діяльності та вплив на довкілля).

Техногенне забруднення довкілля. Високий рівень концентрації промисловості та сільського господарства, непродумана, екологічно необгрунтована колонізаторська господарська діяльність керівних структур колишнього СРСР призвела до того, що Україна нині є однією з найбільш екологічно неблагополучних країн Європи. Значно погіршилась ситуація внаслідок аварії на ЧАЕС. Збільшується викид забруднених стічних вод, триває деградація грунтів, збільшується площа угідь, забруднених хімічними засобами захисту рослин. Зменшується площа лісових насаджень. Незадовільна екологічна ситуація на Україні призводить до зростання захворюваності населення.
Чинники техногенного забруднення довкілля: Забруднення повітря (важкі метали, вихлопні гази, сірчаний ангідрит). Забруднення гідросфери (стічні води підприємств).Забруднення грунту (отрутохімікати).
Шляхи запобігання екологічних катастроф: 1. Розвиток замкнених промислових циклів. 2. Розвиток екологічно небезпечних технологій.3. Раціональне використання природніх ресурсів. 4. Створення природних заповідних зон.
Дія шкідливих факторів навколишнього середовища на організм людини не супроводжується одразу ж виникненням морфофункціональних відхилень. Людина намагається максимально пристосуватись (адаптуватись) до змін навколишнього середовища. При цьому вмикаються різноманітні компенсаторні механізми. При виснаженні останніх наступає фаза декомпенсації, яка проявляється власне хворобою.

 

10. Трофічний ланцюг (ланцюг живлення) – взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від джерела через ряд організмів до людини.

Формула фотосинтезу: СО2+Н2О →С6Н12О6+О2+Н2О; С6Н12О6→С6+Н10 О5+Н2О.

Типи:

гетеротрофи ІІ порядку: травоїдні тварини(стоять на 2 місці ланцюга живл);

хижаки (живляться м’ясом травоїдних тварин).

Кількість рівнів в ланцюгу живл (екосистемі) залежить від кількості енергії, яка засвоюється екосистемою.

людина – гетеротроф n-ого порядку;

остання ланка – детритний цикл споживання, який складається з мікроорганізмів

(детритофагів), що розкладають відмерлі рештки автотрофів, гетеротрофів та екскрементів, що знову вступають у новий цикл відновлення.

Біомаса – загальна маса одного виду або кількох груп видів, яка припадає на поверхню проживання. Найбільша біомаса у тропічних лісах – 2000 т/га, найменша – у субтропічних пустелях – 2 т/га.

Біопродуктивність – швидкість продукування біомаси на заданій площі за одиницю часу.

Агроценоз – біоценоз, що формується за визначений час, характеризується видовою одноманітністю і підтримується людиною за рахунок агротехнічних засобів.

Біоценоз – взаємопов’язана сукупність мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, які населяють однорідну ділянку суші або води і характеризуються повними відносинами між собою та адаптацією з довкіллям.

Закон екологічної піраміди енергії: з одного трофічного рівня екопіраміди на інший переходить в середньому не більше 10% енергії.

 

11. З-н внутр. динам. рівноваги. Речовина, енергія, інформація та динамічні якості окремих природних систем перебувають у тісному взаємозв'язку. Зміна одного з показників неминуче призводить до функціонально-структурних змін інших за умови збереження загальних якостей системи — речовинно-енергетичних, інформаційних та динамічних.

Екологічний закон мінімуму. За стаціонарного стану лімітуючою буде та речовина, доступна кількість якої найбільш близька до необхідного мінімуму. Стійкість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб.

Закон ґрунтостомлення (зниження родючості). Через тривале використання й порушення природних процесів ґрунтоутворення відбувається поступове зниження природної родючості грунтів.

Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (сформульований В.І. Вернадським). Уся жива речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу.

12. Будова атмосфери (склад. з 5-ти шарів):

тропосфера (8-16 км) - в помірному шарі = 12 км, температура сягає -50-60 С, з висотою вона спадає згідно вертикального градієнта температури. Склад повітря: 78% - азот, 20,9% - кисень, 0,9% - аргон, 0,033% - вуглекислий газ та малі газові складові (неон, криптон, гелій та ін..).Присутня водяна пара, аерозолі(дрібні частинки пилу. сажі). Нижня границя хмар – від 100 м, верхня – 10-12 км. Основна маса атмосфери(80%) = масі тропосфери;

стратосфера – поч. на висоті 50-55 км, температура = -20…+20С. Нагрів. На верхній границі з відбиванням частинок сонячної радіації на висоті 20-30 км. Водяна пара – відсутня. Між стратосферою і мезосферою – стратопауза;

мезосфера (до 80 км) – темпер на верхній границі – 70-80С. Водяна пара і аерозолі – відсутні. Між мезосферою і термосферою – мезопауза;

термосфера (до 800 км) – на висоті 200-400 км – тропосфера. Темпер. висока, окремі атоми і молекули, які швидко рухаються – темп = 2000С;

екзосфера (2500-3000 км) – темп нестабільна, існують окремі атоми водню, гелію.

Озон - це голубуватий газ, який утворюється у верхніх шарах атмосфери, а іноді у поверхні землі. Озоновий шар верхніх шарів атмосфери захищає життя на Землі від шкідливого для всього живого ультрафіолетового випромінювання. Відносно недавно кожну весну над Антарктидою в озоновому шарі стала з’являтися дірка, показана на цій супутниковій фотографії. Тепер озоновий шар стоншується і над іншими районами. Якщо з утворенням озонових дірок не боротися, результати можуть стати катастрофічними.

Прогнозування забруднення повітря атмосфери базується на наступних факторах формування визначеного рівня забруднення: емісійних факторів (параметрів джерел викидів), топографічних (ландшафтних) особливостей території, метеорологічних умов. Техногенні і топографічні фактори постійні або такі, які змінюються повільно. Метеорологічні процеси, навпаки, характеризуються значною мінливістю і сприяють розповсюдженню домішок від джерел викидів. Забруднення атмосфери під впливом метеорологічних умов може змінюватися одночасно на всій території міста. Воно характеризується узагальненими (інтегральними) показниками, які розраховуються за матеріалами фактичних спостережень.