«Экология и ее структура» «Организм и среда» Костырев К.М. 2012г. Практическое занятие 1 Томский политехнический университет

Рейтинг план дисциплины: Максимум 100 баллов: 1.Максимум 60 баллов – работа в семестре 20 баллов – контрольная работа 1 20 баллов – контрольная работа 2 20 баллов – ИДЗ, ПР, самостоятельная работа баллов – зачет. Минимальное количество баллов: 33 балла (55%) – допуск к зачету 22 балла (55%) – зачет.

Ответственность студента Согласно утвержденным руководящим материалам по текущему контролю успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации студентов ТПУ, студент несет ответственность: За выполнение требований ООП, выраженной в установленной совокупности результатов обучения.

Права и обязанности студентов Студентам предоставляется информация о: целях, формах и расписании мероприятий контроля, правилах и методах оценивания, критериях оценки результатов обучения, условиях аттестации и перевода на следующий курс (уровень), порядке подачи апелляций, возможностях пересдачи экзаменов. Студенты несут полную ответственность за: присутствие на оценочных испытаниях в установленные сроки, представление работ для оценки в установленные сроки и в соответствии с требованиями, предоставление преподавателям или экзаменаторам информации, которая должна быть принята во внимание, использование шпаргалок, подсказывание и другие виды обмана в процедурах оценивания.

Темы практических занятий Раздел 1. Общая экология. 1. Экология и ее структура. 2. Организм и среда. 3. Популяции 4.Экосистемы и биосфера. Раздел 2. Экология человека. 5. Демографические проблемы. Здоровье человека Контрольная работа 1. Раздел 3. Инженерная защита окружающей среды. 6. Защита атмосферы. 7.Защита гидросферы и литосферы. Раздел 4. Социальная экология. 8. Экономические механизмы защиты окружающей среды. Контрольная работа 2

Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов и сообществ между собой и с окружающей средой обитания. Задача современной экологии установить правильные взаимоотношения с природными процессами для обеспечения устойчивого поддержания жизни на планете на основе законов формирования и поддержания биологических систем.

Главный объект изучения в экологии – экосистемы, являющиеся структурными единицами биосферы. Экосистема - взаимосвязанная единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания Биосфера - оболочка земли в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы и гидросферу, т.е. биосфера – совокупность всех живых организмов на планете.

История экологии: Роберт Бойль ( ) Карл Линней( ) Жорж Бюффон( ) биолог Эрнст Геккель ( ), который в 1866 г. предложил термин "экология Владимир Иванович Вернадский ( ) создает учение о биосфере

Вопрос 1 Как вы понимаете смысл приведенных понятий? Чем вызвано их появление? Экологические проблемы; Экологическая политика; Экологическое образование; Экологическая катастрофа; Экологический кризис; Экологизация промышленности; Экологический транспорт;

Экологизация жизни Процесс последовательного внедрения идей сохранения природы и устойчивой окружающей среды в сферы законодательства, управления, разработки технологий, экономики, образования и т.д.

Уровень организации жизниФункция живой системыРаздел экологии Биосфераглобальные биогеохимические циклы Учение о биосфере Роль живых организмов и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки, ее функционирование Экосистема (главный объект исследования) устойчивый круговорот вещества и энергии, поддерживается многими видами растений и животных; Учение об экоситемах, взаимодействие организмов разных видов (в пределах экосистемы) со средой обитания. Закономерности функционирования экосистем Популяциистабильное воспроизводство вида и его участие в круговороте популяционная экология, взаимодействие организмов одного вида (в пределах популяции) с средой обитания. Закономерности существования популяций Организмы способность к само регуляции и самовоспроизведению обмен веществ и энергии по трофическим цепям; факториальная экология, экология организмов учение о факторах среды и закономерностях их действия на организмы,

Экологические проблемы

Загрязнение атмосферы Источники: Промышленные, теплоэнергетические, сельскохозяйственные предприятия Транспорт - источник NO x и CO 2 За год в атмосферу земли выбрасывается: 200 млн. т. CO, более 30 млр. т. CO 2, 150 млн. т. SO 2, 53 млн. т. NO x, свыше 250 млн. т. пыли, 120 млн. т. золы, более 50 млн. т. углеводородов.

Экологические последствия загрязнения атмосферы 2. Выпадение кислотных дождей Последствия: Вымирание водной флоры и фауны, наземных растений, деградация лесов 1. Ухудшение здоровья человека

4. Возможное потепление климата (парниковый эффект) Причина – накопление парниковых газов (CO 2, CH 4, фреонов, NO x ) в атмосфере. По прогнозам к 2100 г среднегодовая температура на планете будет на 3-4°С выше Последствия: повышение уровня мирового океана, затопление приморских равнин в более чем 30 странах, превращение в болота обширных территорий

Загрязнение гидросферы Источники: 1.Промышленные сточные воды (тяжелые металлы, радиоактивные элементы, твердые частицы, шламм, песок и др.) 2.Городские сточные воды (патогенные микроорганизмы, моющие средства и и др.) 3.Сельскохозяйственные стоки (пестициды, аммонийный и нитритный азот и др.) 4.Атмосферные воды (кислоты, нефтепродукты, фенолы и др.) Экологические последствия: Эвтрофикация - обогащение рек, озер и морей биогенами (соединения азота и фосфора), сопровождающееся резким увеличением количества растительности (фитопланктон и водоросли) в водоемах. В результате остальные растения вытесняются фитопланктоном, рыбы и другие обитатели водоемов гибнут. В результате сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения.

Вырубка лесов Площадь лесов на планете примерно 3 миллиарда гектаров. Ежегодно на планете теряется 13 миллионов гектаров леса, тогда как вырастает только 6 Га. Это значит, что каждую секунду с лица планеты исчезает лес размером с футбольное поле! Экологические последствия: 1.Обезлесение способствует глобальному потеплению и часто называется одним из главных причин усиления парникового эффекта. Уничтожение тропических лесов отвечает примерно за 20 % парниковых газов. 2. Обезлесение также влияет на круговорот воды. Деревья через корни питаются подземными водами, причём вода поднимается к их листьям и испаряется. При вырубке леса этот процесс транспирации прекращается, что приводит к опустыниванию природных зон. 3. Обезлесение уменьшает адгезию почвы, что может приводить к затоплениям и оползням. 4. Уменьшение биологического разнообразия

Экологические катастрофы

Гибель Аральского моря Основная причина – забор воды из основных питающих рек (Амударья, Сырдарья) для полива сельскохозяйственных угодий Последствия для человека: Местное население страдает от большой распространенности респираторных заболеваний, анемии, рака горла и пищевода, а также расстройств пищеварения. Участились заболевания печени и почек, не говоря уже о глазных болезнях. В регионе самая высокая детская смертность среди стран СНГ (75 на 1000 родившихся детей) и высокий уровень материнской смертности: около 120 человек на 10 тыс. родов. Значительное ухудшение качества жизни вследствие ухудшения экономической обстановки в регионе (гибель рыбного хозяйства, закрытие портов) Площадь Аральского моря в 1960 г. составляла 68,9 тыс. км 2, к концу 2010г. – 13,9 тыс. км 2 Уровень воды снизился с 53, 4 м до 31м. Из 178 видов позвоночных животных, обитавших в море, осталось 38. Отступившее море оставило после себя 54 тыс. км 2 сухого морского дна, покрытого солью, а в некоторых местах еще и отложениями из пестицидов и различных других сельскохозяйственных ядохимикатов, смытых когда-то стоками с местных полей. В настоящее время сильные бури разносят соль, пыль и ядохимикаты на расстояние до 500 км.

Разлив нефти с танкеров и платформ Экологические последствия : Разлив нефти приводит к гибели организмов, обитающих в прибрежной зоне, особенно на дне или на поверхности. Выжившие морские организмы чаще болеют, хуже размножаются и пр. Если авария произошла неподалеку от города или иного населенного пункта, то отравляющий эффект усиливается, потому что нефть образует опасные "коктейли" с иными загрязнителями человеческого происхождения. Серьезные убытки несут местные рыбаки, отели и рестораны. Кроме того, с проблемами сталкиваются и иные отрасли экономики, особенно те предприятия, деятельность которых нуждается в большом количестве воды. В случае, если разлив нефти происходит в пресном водоеме, негативные последствия испытывает на себе и местное население (например, коммунальным службам намного сложнее очищать воду, поступающую в водопроводные сети) и сельское хозяйство. Крупнейшие катастрофы: 1. Выброс нефти из танкера Exxon Valdez у берегов Аляски, в результате аварии было выброшено около 41 млн. литров нефти и загрязнено около 2 тыс. км. береговой линии. 2. Взрыв нефтяной платформы в Мексиканском заливе , в результате аварии было выброшено около 800 млн. литров нефти.

Авария на Чернобыльской АЭС Радиоактивному загрязнению подверглось более 200 тыс. км², примерно 70 % на территории Белоруссии, России и Украины. В окружающую среду были выброшены радиоактивные изотопы: иода-131 (период полураспада 8 дней), цезия-137 (период полураспада 33 года), стронция-90 (период полураспада 28 лет), плутония (период полураспада лет), урана (период полураспада порядка лет) Экологические последствия для человека: Общее число пострадавших превысило 9 млн. человек. Увеличилось количество заболеваний раком щитовидной железы, лейкемией и другими злокачественными опухолями у жителей загрязненных территорий. Увеличился уровень врожденных патологий и высокая детская смертность в загрязненных районах. Жители загрязненных территорий подвержены повышенному риску сердечно - сосудистых заболеваний, катаракте, снижению иммунитета.

Экологический кризис

Экологический кризис – стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией, а способность саморегулирования экосистем в условиях антропогенного воздействия существенно подорваны. Экологический кризис вызвал ряд глобальных экологических проблем: 1.Демографическая проблема (перенаселение) 2.Истощение природных ресурсов 3.Загрязнение биосферы 4.Проблемы здоровья человека

Вопрос 2 Докажите необходимость экологических знаний для инженера и других направлений Можно ли сделать вывод о необходимости всеобщей экологической образованности? Какими путями можно достичь этой цели?

Природопользование Охрана окружающей среды Экологическая безопасность

«Организм и среда»

Организм (живое вещество) – белковое тело, осуществляющее обмен веществ с ОС и способное к самовоспроизведению. Среда – вся совокупность тел и сил внешнего мира по отношению к живому организму. Среда обитания – характерные для растений и животных естественные условия жизни.

Вопрос 1. Укажите и обоснуйте в какой среде обитают: самые быстро двигающиеся животные; самые крупные и тяжелые животные; животные с развитой опорно- двигательной системой.

Экологические факторы Абиотические факторы – факторы не живой природы (климатические, почвенные, орографические, химические); Биотические факторы – факторы живой природы (внутривидовые и межвидовые взаимодействия); Антропогенные факторы – факторы порожденные деятельностью человека; Лимитирующие факторы – факторы, сдерживающие развитие организма из-за недостатка или избытка.

Вопрос 2. Классифицируйте экологические факторы: Вырубка лесов Ветер Осушение болот Хищничество Магнитное поле Промысел рыб Сооружение свалок Загрязнение химическими отходами почвы Свет Размножение Температура Отношения доминирования в стаде Влажность Строительство коммуникаций Химический состав воды Радиация Волны Контакты между членами семьи Отношения полов Давление Паразитизм

Найти правильное соответствие ситуации и биотического фактора СитуацияБиотический фактор Отношения белки и лося Репейник на теле собаки Ели затемняют в лесу светолюбивые травянистые растения Под елью растут грибы маслята Ели в одном лесу борются за свет Отношения зайца и лисы На березе поселился гриб- тутовик Вопрос 3.

Вопрос 4. Какой ограничивающий фактор будет: Для растений в океане на глубине 600 м. Для кабана зимой в северной тайге. Для овса на поле; Для человека.

Температурный фактор является одним из наиболее значимых в природе. На рисунке изображен график зависимости численности колорадского жука от температуры окружающей среды. Определим: температуру, оптимальную для данного вида; пределы устойчивости, толерантности вида; температуру, ограничивающую жизнедеятельность вида; диапазон температур для зон угнетения.

Вопрос 7. Приведите примеры стенобионтных и эврибионтных организмов. Вопрос 8. Как выдумаете какие организмы могут служить биоиндикаторами загрязнения окружающей среды и почему?

Экологическая ниша – это совокупность всех факторов и условий среды (физическое пространство, способ питания, образ жизни, взаимоотношения с другими видами), в пределах которых может существовать вид в природе. Вопрос 9. Опишите экологическую нишу человека, используя три составляющие: пространственную, пищевую (трофическую) и временную ниши.

Вопрос 10. Придумайте сложную цепь экологических взаимодействий, которая начинается с того что вы роняете семечко яблони, а в итоге реализации сложных биоценотических связей (связи, возникающие в процессе взаимоотношений организмов друг с другом и со средой) у вашего друга оказываются испорченными кожаные туфли.