Задачи изучения дисциплины
После изучения курса "Экология" студент должен знать:
1) основы общей экологии как научной базы природопользования;
2) основные законы и понятия экологии, структуры и классификацию природных ресурсов, принципы рационального природопользования, структуру экосистем;
3) общие характеристики качества воды, воздуха, твердых отходов и нормирование этих характеристик;
4) основы технологических решений и методов очистки и обезвреживания производственных стоков;
5) современные подходы и принципы построения малоотходных технологий;
6) правильно оценивать роль природных ресурсов;
7) знать основы законодательства РФ об охране окружающей среды, о правовых последствиях нарушения природоохранного законодательства;
8) иметь представления об экономической оценке экологического ущерба.
Содержание дисциплины
Биосфера
1. Основные понятия и определения экологии.
2. Учение о биосфере.
3. Фундаментальная роль живого вещества.
4. Круговороты веществ в биосфере.
Экосистемы.
1. Экосистемы и их классификация.
2. Сукцессия экосистем.
3. Трофические взаимодействия в экосистемах. Экологические пирамиды.
4. Продукция и энергия в экосистемах.
Организм и среда
.1. Основные среды жизни.
2. Экологические факторы среды.
3. Основные закономерности взаимодействия экологических факторов и живых организмов.
4. Адаптация организмов к изменениям экологических факторов.
Глобальные экологические проблемы.
1. Энергетическая проблема.
2. Демографический взрыв.
3. Продовольственная проблема.
4. Сокращение биоразнообразия.
Рациональное природопользование и охрана окружающей среды.
1.Экологические принципы рационального природопользования и охраны окружающей среды.
.2. Мониторинг окружающей среды и его виды.
.3. Охрана атмосферного воздуха, воды и почвы.
4. Особо охраняемые природные территории.
Социально-экономические аспекты экологии
1. Экология и здоровье человека.
2. Основы экономики природопользования.
3. Экологический контроль и экспертиза.
4. Экологическое образование и профессиональная ответственность.
Основные законы экологии
Теоретический фундамент экологии состоит из законов, определяющих структуру, функционирование и историко-эволюционные особенности рассматриваемых предметов и явлений.
В экологии центральное системное положение выполняет принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии на равновесную систему равновесие смещается в направлении ослабления эффекта внешнего воздействия.
Проявление принципа Ле Шателье-Брауна в экологии приводит к закону внутреннего динамического равновесия или квазистационарного состояния:
Вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного изэтих показателей вызывает сопутствующие функционально-количественные перемены при сохранении общей суммы вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств системы, где эти изменения происходят.
Структурные законы
1. Закон системопериодический.
Принципы структурного построения и управления однородных природных систем в их иерархическом соподчинении повторяются с некоторой периодичностью в зависимости от действия единого системообразующего фактора (заряд ядра в периодическом законе Д.И.Менделеева, генетическая структура в законе гомологических рядов Н.Н.Вавилова и др.).
2. Закон биогенной миграции атомов В.И.Вернадского.
Миграция химических элементов в биосфере осуществляется при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) или в среде, геохимические особенности которой обусловлены деятельностью живого вещества
3. Закон физико-химического единства живого вещества В.И. Вернадского.
Все живое вещество Земли физико-химически едино.
4. Закон константности В.И.Вернадского.
Количество живого вещества-биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Суммарная масса всех живых компонентов биосферы Земли относительно постоянна в любой из геологических периодов развития планеты.
5. Закон обязательности заполнения экологических ниш.
Функциональные места в экологических системах обязательно должны быть заполнены.
6. Закон исключения Г.Ф.Гаузе.
Два вида не могут существовать в одной экологической нише, если их потребности идентичны. Если экологическая ниша освобождается, ее заполняют экологически близкие формы.
Функциональные законы
1.Закон развития(существования) природной системы за счет окружающей ее среды.
Любая природная система может развиваться (и существовать), только используя материально-энергетические и информационные возможности окружающей ее среды. Изолированное саморазвитие системы невозможно.
Следствия закона:
1) безотходное производство принципиально недостижимо;
2) более высокоорганизованная система представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованной;
3) биосфера Земли развивается не только за счет внутренних ресурсов планеты, но и под воздействием космических систем (прежде всего Солнечной).
2. Закон (правило) соответствия условий средыгенетической предопределенности организма.
Вид организма может существовать до тех пор, пока окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.
3. Закон толерантности В. Шелфорда.
Лимитирующим фактом жизни организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости, толерантности организма к данному фактору.
4. Закон минимума Ю.Либиха.
Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть лимитирует жизненные возможности тот экологический фактор, количество которого близко к минимуму и дальнейшее его снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.
Дополнительное правило: организм способен заменить дефицитное вещество (а экосистема - функционально недостающий вид) или другой действующий фактор иным, функционально близким.
5. Закон объединения разнородного живого веществав островных сгущениях Г. Ф. Хильми.
Система, находящаяся в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена; постепенно теряя свою структуру, система через некоторое время растворится в окружающей среде.
6. Правило десяти процентов или закон Линдемана.
Изменение энергетики природной системы в пределах одного процента выводит ее из равновесного состояния.
Переход с одного трофического уровня экологической пирамиды в среднем десяти процентов (от 7 до 17) вещества не ведет к неблагоприятным для экосистемы последствиям.