ЭКЗАМЕН ПО ЭКОЛОГИИ 10.01.2011
№1 Понятие экологии как науки
В 1866 г. немецкий биолог Э.Геккель предложил термин «экология», следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.
Экология (от греч. oikos — дом и logos — наука) в буквальном смысле — наука доме. Существует много определений экологии как науки, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология — это наука об условиях существования и взаимоотношениях живых организмов и их сообществ между собой и средой обитания
№2 Составные части и направления современной экологии
Основной частью экологии, ее фундаментом является общая экология,которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды. Предметом изучения общей экологии являются объекты организменного, популяционно-видового, биоценотического и биосферного уровней организации в их взаимодействии с окружающей средой. В связи с этим выделяют следующие основные разделы экологии:
♦ экология организмов (аутэкология), которая изучает индивидуальные связи отдельной особи или групп особей одного вида с окружающей средой;
♦ экология популяций (демэкология), в задачи которой входит изучение механизмов регуляции численности организмов
♦ экология сообществ, или биоценология (синэкология), которая изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой, структуру и механизмы функционирования биогеоценозов.
Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования. Например, выделяют экологию растений, животных, экологию микроорганизмов. В структуре современной экологии выделяют следующие направления:
♦ глобальная экология (основным объектом изучения является биосфера как глобальная экосистема);
♦ экология человека (рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающей средой);
♦ социальная экология (изучаются взаимоотношения в системе «человеческое общество – природа»);
♦ урбоэкология (экология города), наука о взаимодействии человека и окружающей городской среды;
♦ прикладная экология (инженерная, медицинская, агроэкология, строительная и др.)
№3 Основные задачи экологии как науки
1. Исследование влияния среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов. 2. Изучение экологических механизмов адаптации к среде. 3. Исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости. 4. Создание научной основы рациональной эксплуатации природных ресурсов. 5. Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в природной среде под влиянием деятельности человека. 6. Восстановление нарушенных природных систем, сохранение эталонных участков биосферы. 7. Формирование экологического мировоззрения, развитие экологического сознания и культуры у людей всех возрастов и профессий.
№ 4 Современные экологические проблемы
Экологические проблемы современности в основном связаны с антропогенными воздействиями, под которыми понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, культурных и других интересов человека, вносящую изменения в природную среду. Они могут быть положительными и отрицательными, длительными и кратковременными, а так же целенаправленными и стихийными. Среди основных глобальных экологических проблем современности ученые выделяют следующие: «парниковый эффект», истощение озонового слоя, «кислотные осадки», проблему утилизации отходов, загрязнение окружающей среды, опустынивание, деградацию почвы, эрозию почвы, вырубку лесов, сокращение численности и вымирание животных, изменение климата, истощение природных ресурсов, заболеваемость населения и др.
№5 Сущность парникового эффекта
Парниковый эффект – разогрев нижних слоев атмосферы вследствие способности атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать тепловое излучение земной поверхности. Атмосфера почти целиком пропускает излучение Солнца к Земле, но из-за наличия в атмосфере парниковых газов существенно задерживается обратное тепловое излучение земной поверхности. Парниковые газы образуют как бы стеклянную крышу парника над планетой, и большая часть излучаемого Землей тепла возвращается назад. Тепловая энергия накапливается в приповерхностных слоях атмосферы тем интенсивнее, чем больше в них концентрация парниковых газов. Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в результате таяния льдов, увеличении количества осадков, изменении направлений ветров, океанических течений, повышении температуры, потеплении климата и др. Однако повышение температуры на 1–2 °C в целом будет благоприятным для сельского хозяйства европейской части нашей страны, так как позволит выращивать теплолюбивые сельскохозяйственные культуры на обширных территориях.
№6 . Что такое «Озоновые дыры». Причины их образования
Озоновой слой – это слой атмосферы с повышенным содержанием озона. Концентрация озона в слое очень низкая, и если выделить его в чистом виде и сжать до плотности, которую имеет воздух у поверхности Земли, то толщина озонового слоя не превысит 5 мм. Озон поглощает коротковолновое излучение Солнца, предохраняя живые организмы от его губительного воздействия. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено большое пространство с пониженным (до 50 %) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры». Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов, т.е высоколетучих химических вещества, широко применяемых в производстве и быту в качестве кондиционеров, холодильников, распылителей (аэрозоли), пенообразователей. Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием оксида хлора, интенсивно разрушающего озон. Истощение озонового слоя приводит к более высоким уровням ультрафиолетового излучения на поверхности Земли, что способствует увеличению случаев заболеваний раком кожи, снижению продуктивности сельскохозяйственных культур и тд.
№7 . Причины образования кислотных дождей и их влияние на экосистему.
Главной причиной кислотных дождей является присутствие в составе атмосферы Земли двуокиси серы SO2 и двуокиси азота NO2, которые в результате
происходящих в атмосфере химических реакций, превращаются в соответственно
серную и азотную кислоты, выпадение которых на поверхность земли оказывает
влияния на экосистему в целом.
В водных экосистемах кислотные осадки вызывают гибель рыб и других водных обитателей. Подкисление воды рек и озер серьезно влияет и на сухопутных животных, так как многие звери и птицы входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах. Вместе с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов. Если разрушается лесная экосистема, то начинается эрозия почвы, засорение водоемов, наводнение и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими.
В результате закисления в почве происходит растворение питательных веществ, жизненно необходимых растениям; эти вещества выносятся дождями в грунтовые воды. Одновременно выщелачиваются из почвы и тяжелые металлы, которые затем усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Используя такие растения в пищу, человек также получает вместе с ними повышенную дозу тяжелых металлов. Генетические последствия отравления тяжелыми металлами могут проявиться через 20 лет и более не только у тех, кто употребляет грязную воду, но и у их потомков.
№ 8 Основные причины возникновения экологических проблем.
Главными причинами возникновения экологических проблем в наше время являются:
1. Хищническое отношение к природе, получение прибыли любой ценой, хотя природные ресурсы не безграничны. 2. Несовершенство технологических процессов, когда из добываемого природного вещества только 10% используется человеком с пользой, а остальные в непотребном виде возвращаются природе, загрязняют воздух и почву. 3. Нравственное оскудение общества, потеря гражданской ответственности за последствия его деятельности по отношению к своей среде обитания.
Все эти факторы, вместе взятые приводят к изменению климата Земли, загрязнению ближнего космического пространства, океана, сокращению площади лесов, и как следствие, к вымиранию животных и растений. Под угрозой исчезновения в настоящее время находится около 10 000 видов, в основном позвоночных животных и растений.
№9 Демографический взрыв, основные механизмы регулирования численности населения.
Демографический взрыв – это резкое увеличение численности населения.
Существуют три главных подхода к решению проблемы снижения коэффициента рождаемости:
Регулирование численности населения через экономическое развитие.
Основная идея состоит в том, что когда государства переходят в разряд промышленно развитых, сначала в них резко падает смертность, а вслед за этим и рождаемость, в результате быстрый рост населения замедляется, а затем показатели рождаемости и смертности выравниваются и постепенно численность населения начинает сокращаться.
Регулирование численности населения через планирование семьи.
Программа по регулированию семьи основана на просвещении и медицинском обслуживании граждан, они помогают семейным парам определить, сколько и когда они могут иметь детей. Контроль рождаемости экономит государственные средства, сокращая расходы на различные социальные нужды. Контроль рождаемости влечет за собой и улучшение здоровья жителей, так как в развивающихся странах около 1 млн. женщин умирают от болезней, являющихся следствием осложнений в период беременности. Такие программы помогают также контролировать распространения СПИДа и других болезней, передаваемых половым путем.
Регулирование численности населения через социально-экономические изменения.
Наряду с первыми двумя способами регулирования численности населения правительства некоторых стран вводят экономические стимулы – вознаграждения и штрафы для сокращения и поощрения сокращения рождаемости. Кроме того, расширяются права женщин: доступ к образованию, трудоустройству, повышение брачного возраста, что также приводит к снижению рождаемости. Около 20 стран выплачивают небольшие денежные вознаграждения гражданам, которые соглашаются применять контрацептивы или подвергнуться стерилизации. (еще есть иммиграция)
№10. Классификация природных ресурсов и их переэксплуатация
Природные ресурсы - это составляющие живой и неживой природы, окружающие человека, которые используются в производстве для удовлетворения потребностей общества.
Природные ресурсы принято разделять на исчерпаемые и неисчерпаемые. Минеральное сырьё, включая горючие ископаемые, земельные ресурсы относят к исчерпаемым и невозобновляемым; ресурсы растительного и животного мира - к исчерпаемым, но возобновляемым; водные, климатические и энергетические ресурсы являются неисчерпаемыми.
Действительно, запасы руды и угля в выработанных шахтах, нефти в опустошённых скважинах никогда не восстановятся. Примером могут служить давно исчерпанные угольные бассейны Западной Европы и Украины. Не восстановится и почва там, где она подверглась эрозии и была смыта в ближайший водоём или овраг.
Животные и растительные ресурсы возобновимы при условии их грамотной эксплуатации: природные популяции восстанавливают свою численность за счёт размножения. Однако у популяций живых существ есть пороговая плотность : если число особей на единицу площади занимаемой территории становится меньше этого порога, то популяция вымирает и впредь не возобновляется . Альтернативные источники энергии действительно неисчерпаемы по сравнению с углем, нефтью и газом. Солнце и Земля будут греть человечество неопределённо долго и "экологически чисто, правда, для работы солнечных батарей тем лучше, чем больше солнечных дней в году; в Сибири на такую "милость природы" рассчитывать не приходится. Необходимость учёта возобновимости природных ресурсов при планировании хозяйственной деятельности - банальная истина. Однако, следуют ей редко, между тем, пока растёт общество, растёт и потребление. Значит, эксплуатация среды нашего обитания будет сохраняться и возрастать, пока сохраняется и развивается цивилизация
№11. Основные пути решения экологических проблем.
Одним из первоначальных действий в решении экологических проблем является ликвидация экологической безграмотности. Люди должны не просто варварски использовать то.что дает им природа, но и научиться возмещать нанесенный ущерб. В промышленности следует применять природоохранные энергосберегающие технологии, проводить экологические экспертизы новых проектов, проводить эффективную очистку сооружений, перейти от углеводородного к альтернативному способу пр-ва.
№12. Сущность экологизации общественного сознания. Принцип экосистемы.
Цель экологического воспитания - формирование ответственного отношения к окружающей среде, которое строится на базе экологического сознания. Это предполагает соблюдение нравственных и правовых принципов природопользования и активную деятельность по изучению и охране природы своей местности.
Принцип экоцентризма характеризуется:
а) отказом от иерархической картины мира в пользу человека
б) пониманием того, что человек не властелин природы. А один из членов природного сообщества.
в)характер взаимодействия с природой определяется принципом, по которому разрешено только то, что не нарушает экологического равновесия
№13. Основные направления эволюции на Земле.
Выделяют 3 главных направления:
Ароморфоз- изменение строения и функций организма до такой степени, когда организм переходит на новый уровень существования.
Идеоадаптация- это частичное изменение строений и функций органов при сохранении в целом уровня организация предковых форм.
Общая дегенерация- изменения в организме, приводящие к упрощению способа существования.
1 и 2 являются биологическим прогрессом, последнее-биологическим регрессом.
№14 Классификация экологических факторов среды.(16,17 абиотические и антропогенные факторы)
Эк. Ф. классифицируются на:
Абиотические-т.е факторы неживой природы прямо или косвенно воздействующие на живые организмы, к ним относятся: климатические, химические, почвенные и рельефные факторы.
Биотические-факторы среды, связанные с деятельностью других организмов, они делятся на: источники питания, среду обитания, химические и механические воздействия.
Антропогенные факторы-элементы окружающей среды, связанные с деятельностью человека, которые приводят к изменению природы.
К числу интенсивно действующих антропогенных факторов относятся: загрязнение биосферы отходами промышленного производства, распашка земли, вырубка лесов, строительство гидротехнических сооружений, интенсивный выпас скота
№15 Свет как фактор фотосинтеза
Фотосинтез - процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий)
Свет - основной жизненно необходимый фактор определяющий развитие зеленых растений. Он служит источником энергии для фотосинтеза, в результате которого зеленые растения вырабатывают углеводы, необходимые ему для роста. Свет влияет на направление роста, форму, цвет листьев, развитие цветка. С уменьшением интенсивности света замедляются жизненные процессы. Интенсивность света выражается в люксах.
Скорость фотосинтеза возрастает прямо пропорционально увеличению интенсивности света. По мере дальнейшего увеличения интенсивности света нарастание фотосинтеза становится все менее и менее выраженным, и, наконец, прекращается, когда освещенность достигает определенного уровня 10000 люкс. Дальнейшее увеличение интенсивности света уже не влияет на скорость фотосинтеза. Область стабильной скорости фотосинтеза называется областью светонасыщения. Если нужно увеличить скорость фотосинтеза в этой области, следует изменять не интенсивность света, а какие-либо другие факторы. Интенсивность солнечного света, попадающего в ясный летний день на поверхность земли, во многих местах нашей планеты составляет примерно 100000 люкс.
№18. Основные формы межвидовых связей в экосистемах
Выделяют 3 основные формы межвидовых связей в экосистемах: 1)конкуренция- когда вид полностью препятствует возможности поселения особей других видов в определенной зоне влияния; 2) нейтрализм - виды, взаимодействуя друг с другом, не оказывают друг на друга заметного биологического воздействия. Такой тип отношений встречается в отношениях между видами смежных трофических уровней; 3) симбиоз - тесные функциональные взаимовыгодные отношениям (мутуализм - выгода для обоих видов, комменсализм - выгода только для одного вида). Форма взаимосвязей между видами, при которой организмы одного вида живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида в течение определенного времени, называется отношениями хозяин - паразит. Различают постоянных и временных паразитов. Для фиксации в организме жертвы используются зацепки, крючья, присоски.
№20. Общая характеристика экосистем. Биогеоценоз.
Экосистема представляет собой совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой, по средствам обмена веществом, энергией, информацией, таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени. Экосистема отличается от др биологических систем наличием взаимодействия живых и неживых компонентов ,неспособностью к самовоспроизведению.
Биогеоценоз- однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и неживых компонентов, объединенных обменом вещества и энергии в единый природный комплекс.
Отличие биогеоценоза от экосистемы : биогеоценоз-только наземное образование. бгц-всегда экосистема, но экосистема не всегда бгц, тк понятие экосистема всегда шире, чем термин бгц любой биогеоценоз выделяется только на суше. На море, в океане и вообще в водной среде биогеоценозы не выделяются. Биогеоценоз имеет конкретные границы. Они определяются границами растительного сообщества -фитоценоза.
№21 Структура биогеоценоза.
Биогеоценоз включает живую часть, или биоценоз — совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой и неживую, биотоп, те относительно однородное по абиотическим факторам среды пространство в пределах водной, наземной и подземной частей биосферы, занятое одним биоценозом.
Биогеоценоз включ в себя 3 живых и 3 неживых компонента: живые: продуценты ( растения), консументы( животные, хищники), редуценты (бактерии и грибы) неживые дел на 2 подгруппы: кислород, водород, вода и белки, жиры, углеводы