Современные экологические проблемы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Количественные показатели популяции (статистические, динамические)

2. Биотическая регуляция окружающей среды

3. Экологические последствия загрязнения гидросферы

4. Защита почв от деградации и потерь

5. Экологическое образование, воспитание и культура

Список использованной литературы

Введение

Экология - это наука о взаимоотношениях организмов, сообществ между собой и с окружающей средой. Представления о наличии взаимосвязи живых существ между собой и со средой их обитания существовали в биологии уже давно. В зоологических и ботанических работах издавна помимо описания строения животных и растений рассказывалось об условиях их существования. Сам термин «экология» был введен в науку в 1866 г. видным немецким биологом Э. Геккелем.

Экология изучает системы уровня выше отдельного организма. Основными объектами ее изучения являются:

- популяция - группа организмов, относящихся к одному или сходным видам и занимающих определенную территорию;

- экосистема, включающая биотическое сообщество (совокупность популяций на рассматриваемой территории) и среду обитания;

- биосфера - область распространения жизни на Земле.

Одной из главных целей современной экологии как науки является изучение основных закономерностей и развитие теории рационального взаимодействия в системе «человек -- общество -- природа», рассматривая человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Главнейшая цель современной экологии на данном этапе развития человеческого общества -- вывести человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития.

Для достижения этих целей экологической науке предстоит решить ряд разнообразных и сложных задач, в том числе:

- разработать теории и методы оценивания устойчивости экологических систем на всех уровнях;

- исследовать механизмы регуляции численности популяций и биотического разнообразия, роли биоты (флоры и фауны) как регулятора устойчивости биосферы;

- изучить и создать прогнозы изменений биосферы под влиянием естественных и антропогенных факторов;

- оценивать состояния и динамики природных ресурсов и экологических последствий их потребления;

- разрабатывать методы управления качеством окружающей среды;

- формировать понимание проблем биосферы и экологическую культуру общества.

Задачи экологии меняются в зависимости от изучаемого уровня организации живой материи. Популяционная экология исследует закономерности динамики численности и структуры популяций, а также процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания).

экологический популяция биотический гидросфера

1. Количественные показатели популяции

Являясь групповыми объединениями особей, популяции обладают рядом специфических показателей, которые не присущи каждой отдельно взятой особи.

Основными количественными характеристиками популяции являются:

- плотность,

- численность,

- рождаемость,

- смертность

- возрастной состав,

- характер распределения в пределах территории,

- темп роста

При этом выделяют 2 группы показателей - статические и динамические. Состояние популяции в данный момент времени характеризуют статические показатели. К ним относятся такие как:

Численность -- это общее число особей на выделяемой территории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает постоянным, а изменяется в пределах определенного диапазона. Численность различна у разных видов и в значительной мере зависит от стабильности экологической ситуации, что сказывается на соотношении интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.

Плотность - численность популяции, отнесенная к единице занимаемого пространства, показатели структуры.

Динамические показатели отражают процессы, протекающие в популяции на данный момент. Основные из них рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

Рождаемость - число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.

Смертность - число особей, погибших в популяции за единицу времени. Скорость роста популяции - изменение численности популяции в единицу времени. Зависит от показателей рождаемости, смертности, миграции и эмиграции.

2. Биотическая регуляция окружющей среды

Биота - исторически сложившаяся совокупность видов живых организмов, объединённых общей областью распространения в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи. В состав биоты входят как представители клеточных организмов (растения, животные, грибы, бактерии, протисты и пр.), так и бесклеточные организмы (например, вирусы). Биота является важной составной частью экосистем и биосферы. Биота активно участвует в биогеохимических процессах. В отличие от биоценоза биота может характеризоваться отсутствием прямых экологических связей между различными видами организмов.

Естественные биологические виды биосферы образуют внутренне жестко скоррелированные сообщества. Взаимодействие видов между собой и окружающей их средой осуществляется так, что сообщество и окружающая его среда (назовем это экосистемой) остаются пригодными для существования всех видов, входящих в это сообщество. В среднем в отсутствие внешних возмущений окружающая сообщество среда остается неизменной (стационарной), и взаимодействие видов сообщества с окружающей средой осуществляется на базе полностью замкнутых круговоротов веществ. Все, что используется одними видами из сообщества, отдается в том же количестве и в том же химическом составе другим видам. Поэтому любые компоненты окружающей среды не представляют собой ресурс для потребления каким-либо одним видом сообщества: потребление каждого вида должно быть жестко сбалансировано с потреблением остальных видов.

При возникновении внешних возмущений окружающей среды баланс потребления видов сдвигается в направлении, компенсирующем внешнее возмущение и возвращающем окружающую среду в невозмущенное состояние. Таким образом, все жизненные процессы особи каждого естественного вида сообщества представляют собой строго определенную работу по стабилизации окружающей среды. Выполнение этой работы зафиксировано в генетической информации (геноме) вида. Только строго определенная генетическая информация и определенный набор естественных видов сообщества могут устойчиво поддерживать свойства локальной окружающей среды сообщества. Совокупность всех сообществ биосферы поддерживает пригодную для жизни окружающую среду в глобальных масштабах. Совокупность всех естественных видов биосферы образует биоту Земли. Поддержание устойчивости окружающей среды естественными видами сообществ биосферы и может быть названо биотической регуляцией окружающей среды.

Биотическая регуляция -- сложнейшая программа, информация о которой должна быть записана в геномах видов естественного сообщества. Эта программа направлена на поддержание сообществами конкретной, оптимальной окружающей среды. Информация о характеристиках этой среды так же должна быть записана в геномах видов. Если под воздействием случайных изменений внешних условий виды будут менять свою генетическую программу, оптимальной для них может стать другая, новая окружающая среда, что и составляет сущность адаптации. Однако случайные изменения генома, связанные с адаптацией, не могут привести к появлению новой осмысленной программы, которая бы поддерживала в устойчивом состоянии новую окружающую среду. Если же биота регулирует окружающую среду, то никаких неконтролируемых изменений среды произойти не может, и потребности в адаптации не возникает. Таким образом, адаптация исключает биотическую регуляцию, и наоборот.

Адаптация связывается со способностью выживания в определенных условиях. Степень адаптации связывается со способностью производства максимального количества потомков в заданных условиях. Существуют примеры того, что две популяции особей, принадлежащие к одному и тому же виду, оказываются приспособленными к двум различным условиям, так что особи первой популяции не выживают (или дают меньшее количество потомков, чем особи второй популяции) в условиях существования второй популяции и наоборот. Это считается доказательством генетической адаптации.

При искажении генетической информации у небольшой части особей популяции или интродукции инородных видов в сообщество эти особи воспринимаются сообществом как внешнее возмущение. Нормальные особи естественных видов сохраняют способность компенсировать это возмущение, если оно остается меньше определенной пороговой величины, другими словами, если сообщество продолжает сохранять свою естественную природу. При величине выше этого порога сообщество теряет способность поддерживать устойчивость окружающей среды. Для обеспечения биотической регуляции окружающей среды необходимо поддерживать биоту Земли в допороговом состоянии, т.е. сохранять слабо возмущенные естественные сообщества на большей части территории Земли. Освоенные человеком культурные сорта растений и породы животных, а также интенсивно эксплуатируемые леса уже утратили способность к биотической регуляции окружающей среды. При полном освоении биосферы человеком биотическая регуляция была бы необратимо разрушена, и человеку пришлось бы осуществлять техногенное управление окружающей средой в глобальном масштабе. Однако, заменить биотическую регуляцию окружающей среды техногенной невозможно.

3. Экологические последствия загрязнения гидросферы

Гидросфера - важнейший элемент биосферы, объединяет все воды земного шара, включая моря, океаны и поверхностные воды суши. К гидросфере относят также подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктиды, атмосферную воду и воду, находящуюся в живых организмах.

Пресноводные экосистемы. Загрязнение пресноводных экосистем приводит к подавлению жизнедеятельности, плодовитости и гибели гидробионтов, нарушению пищевых связей, снижению устойчивости экосистем, эвтрофикации и т. д.

Эвтрофикация (эвтрофирование) вод - повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов (азота, фосфора, калия и др.) под воздействием естественных и антропогенных факторов. Негативным последствием эвтрофикации является ухудшение физико-химических условий среды обитания рыб и других гидробионтов за счет массового развития фитопланктона, снижения содержания кислорода в воде, разложения отмерших организмов и токсичности продуктов их распада.

Эвтрофикация может быть вызвана антропогенными и естественными причинами. Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ - азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д. Сроки протекания естественной эвтрофикации - столетия и тысячелетия, антропогенной - до нескольких десятилетий.

Процессам антропогенной эвтрофикации подвержены многие крупные озера (Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др.), водохранилища, речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, помимо катастрофически быстро растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью.

На пресноводные экосистемы, помимо избытка биогенных веществ, негативное воздействие оказывают и другие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель) , фенолы, СПАВ и др. Так, например, загрязнение этими компонентами Байкала привело к обеднению гидробионтов, уменьшению биомассы зоопланктона, гибели значительной части численности популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Многие токсичные элементы и соединения (тяжелые металлы, пестициды, бензпирен и др.) аккумулируются в живых организмах с течением времени и по мере продвижения по цепям питания, в результате делая непригодными для промысла рыбу, птиц, морских млекопитающих.

Для прибрежных зон океана характерно усиление таких же процессов, как эвтрофикация, цветение вод, «красные приливы», микробиологическое загрязнение.

Цветение вод - массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды от зеленой и желто-бурой до красной. Оно обусловлено значительным поступлением в водоемы биогенных элементов (азота, фосфора, калия и др.). «Красные приливы» - массовое развитие пирофитовых водорослей, связанное с чрезмерным сбросом в океан органических веществ. Они неоднократно наблюдались у берегов Флориды, Индии, Австралии, Японии, Черного моря.

4. Защита почв от деградации и потерь

Защита почв от прогрессирующей деградации и необоснованных потерь - наиболее острые экологические проблемы в земледелии, которые еще далеки от своего решения.

В число основных звеньев экологической защиты почв входят:

- защита почв от водной и ветровой эрозии;

- организация севооборотов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия;

- мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);

- рекультивация нарушенного почвенного покрова;

- защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны от уничтожения;

- предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Защита почв должна осуществляться на основе комплексного подхода к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным образованиям (экосистемам) с обязательным учетом региональных особенностей.

Для борьбы с эрозией почв необходим комплекс мер:

- землеустроительных (распределение угодий по степени их устойчивости к эрозионным процессам),

- агротехнических (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при которой задерживается сток, химические средства борьбы и т. д.), лесомелиоративных (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные насаждения на оврагах, балках и т. д.) и гидротехнических.

Для почв, подверженных сильной эрозии, необходим весь комплекс противоэрозионных мер:

1) полосное земледелие, т. е. такая организация территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами;

2) почвозащитные севообороты;

3) облесение оврагов;

4) бесплужные системы обработки почв (применение культиваторов, плоскорезов и т. п.);

5) различные гидротехнические мероприятия (устройство каналов, валов, канав, террас, сооружение водотоков, лотков и др.) и другие меры.

Для борьбы с заболачиванием почв в районах достаточного или избыточного увлажнения в результате нарушения природного водного режима применяют различные осушительные мелиорации.

В зависимости от причин заболачивания это может быть понижение уровня грунтовых вод с помощью закрытого дренажа, открытых каналов или водозаборных сооружений, строительство дамб, спрямление русла реки для защиты от затопления, перехват и сброс атмосферных склоновых вод и др.

Однако чрезмерное осушение больших площадей может вызвать нежелательные изменения в экосистемах - переосушение почв, их дегумификацию и декальцинирование, а также вызвать обмеление малых рек, усыхание лесов и т. д.

Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо устраивать дренаж, регулировать подачу воды, применять полив дождеванием, использовать капельное и прикорневое орошение, выполнять работы по гидроизоляции оросительных каналов и т. д.

К сожалению, все эти методы и технические новинки для предупреждения вторичного засоления почв применяются лишь на небольшой части орошаемых территорий. Причины везде одинаковы:

1) высокая стоимость и трудоемкость мелиоративных работ; например, дренажные работы и гидроизоляция каналов почти вдвое удорожают строительство оросительных систем;

2) надежда на то, что «неблагоприятные последствия орошения скажутся когда-то в будущем, когда будет больше средств. Но результат всегда и везде был один и тот же: катастрофически быстрый подъем грунтовых вод, вторичное засоление, падение урожаев, потери капиталовложений, в конечном итоге испорченные земли».

Именно таким путем происходит формирование многих зон повышенного экологического риска как у нас в стране, так и за рубежом.

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют экологические методы защиты растений (биологические, агротехнические и др.), повышают природную способность почв к самоочищению, не применяют особо опасные и стойкие инсектицидные препараты и др.

Почва, как и вся земля в целом, охраняется законом. Землепользователи обязаны эффективно и рационально использовать земельные богатства, повышать плодородие земельных угодий, не допускать порчу, загрязнение, засорение и истощение земель. Особой охране подлежат редкие и находящиеся под угрозой исчезновения почвы. В целях их учета и охраны учреждена Красная книга почв Российской Федерации.

Охрана и рациональное использование недр.

Недра подлежат обязательной охране от истощения запасов полезных ископаемых и загрязнения. Необходимо также предупреждать вредное воздействие недр на окружающую природную среду при их освоении.

Согласно действующему законодательству для предотвращения экологического и экономического вреда недрам необходимо:

- обеспечивать полное и комплексное геологическое изучение недр;

- соблюдать установленный порядок пользования недр и не допускать самовольное пользование недрами;

- наиболее полно извлекать из недр и рационально использовать запасы основных полезных ископаемых и попутных компонентов;

- не допускать вредного влияния работ, связанных с пользованием недрами, на сохранность запасов полезных ископаемых;

- охранять месторождения полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и др.;

- предупреждать самовольную и необоснованную застройку площадей залегания полезных ископаемых;

- предотвращать загрязнение недр при подземном хранении нефти, газа и иных веществ, захоронении вредных веществ.

Все это позволит сократить глубину и масштабы неоправданного проникновения в земные недра, а следовательно, оздоровить экологическую обстановку.

5. Экологическое воспитание и культура

В настоящее время вместе с укреплением позиций нового гуманистического типа экологической культуры все большее значение приобретает вопрос о том, какие именно представления о биосоциальной системе «человек-общество-природа» следует прежде всего внедрять в экологическое образование и воспитание, а какие принципы прежней потребительской культуры должны быть объектом критического пересмотра.

Факт глобального экологического кризиса требует закрепления в образовании и воспитании подрастающего поколения и в просвещении населения в целом нового миропонимания, а именно замены представления системы «природа и общество» на представление об объективном существовании иной системы «природа-общество». Научно-техническая революция, мощное усиление технической вооруженности человека в жесткой форме выявляет его полную зависимость от ресурсов живой и неживой природы. В наше время вся живая природа планеты вовлечена в человеческую деятельность, в само жизнеобеспечение человеческого общества. В таком положении вещей сокрыт другой важнейший приоритет современного экологического образования, на который следует обратить особое внимание.

Экологическое образование - целенаправленно организованный, планомерно и систематически осуществляемый процесс овладения экологическими знаниями, умениями и навыками. Указом Президента РФ «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» в качестве одного из важнейших направлений государственной политики в области экологии намечено развитие экологического образования и воспитания. Постановлением правительства создан Межведомственный совет по экологическому образованию. Государственная Дума в первом чтении приняла Федеральный закон «О государственной политике в области экологического образования».

Вместе с социально-гуманитарным образованием экологическое образование в современных условиях призвано способствовать формированию у людей нового экологического сознания, помогать им в усвоении таких ценностей, профессиональных знаний и навыков, которые содействовали бы выходу России из экологического кризиса и движению общества по пути устойчивого развития.

Действующая в настоящее время в стране система экологического образования носит непрерывный, комплексный, междисциплинарный и интегрированный характер, с дифференциацией в зависимости от профессиональной ориентации. Созданы центры по экологическому образованию населения, апробируется экологическая компонента содержания профессионального образования. Специалисты экологического профиля готовятся сегодня более чем в 40 университетах и академиях и 30 педвузах России. Состоялся первый выпуск бакалавров первого в России негосударственного высшего учебного заведения экологического профиля - Международного независимого эколого-политологического университета (МНЭПУ). Одним из важнейших направлений своей деятельности МНЭПУ считает содействие «становлению новой этики, необходимой для пересмотра взаимоотношений человека и «биосферы».

Список использованных источников

1) Бродский А.К «Общая экология», 2009г.

2) Гиляров А.М «Популяционная экология» М.: Изд-во МГУ, 1990

3) [Электронный ресурс] http://rus-katana-dogs.ru/zashhita-litosfery.html

4) [Электронный ресурс] http://ecoportal.su/

5) [Электронный ресурс] http://rus-katana-dogs.ru/yekologicheskie-posledstviya-zagryazneniya-gidrosfey.html

6) [Электронный ресурс] http://rus-katana-dogs.ru

7) Коробкин, Предельский, «Экология» М.: 2005

Размещено на Allbest.ru