close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Экология учеб. пособие для бакалавров технических вузов Денисов В.В. (www.PhoenixBooks.ru)

код для вставкиСкачать
Серия
Высшее образование
ЭКОЛОГИЯ
Учебное пособие
для бакалавров технических вузов
Под редакцией заслуженного деятеля науки и техники РФ,
почетного работника высшего профессионального
образования РФ, профессора, доктора технических наук
В. В. Денисова
Соответствует Государственному стандарту
по дисциплине «Экология» и смежным дисциплинам
Допущено Министерством образования и науки РФ
в качестве учебного пособия для студентов,
обучающихся по техническим специальностям и направлениям
Ростов-на-Дону
«Феникс»
2013
www.phoenixbooks.ru
УДК 547(075.8)
ББК 20.1я73
КТК 17
Э40
Авторский коллектив:
В. В. Денисов, В. В. Гутенев, Е. С. Кулакова,
И. А. Денисова, Т. И. Дрововозова, И. А. Луганская,
А. П. Москаленко, Б. И. Хорунжий
Под редакцией заслуженного деятеля науки и техники РФ,
почетного работника высшего профессионального
образования РФ, профессора, доктора технических наук
В. В. Денисова
Рецензенты:
доктор географических наук, профессор Института географии
Российской академии наук Б. И. Кочуров;
кафедра экологической химии и технологии Дагестанского
государственного университета (заведующий кафедрой,
профессор, доктор технических наук З. М. Алиев)
Экология : учеб. пособие для бакалавров технических
Э40 вузов / В. В. Денисов [и др.] ; под ред. В. В. Денисо-
ва. ? Ростов н/Д : Феникс, 2013. ? 414 c. : ил. ?
(Высшее образование).
ISBN 978-5-222-20178-7
В книге изложены научные основы охраны среды обитания
человека ? основные законы экологии, учение о биосфере, принципы рационального природопользования, а также экологические
аспекты устойчивого развития государства. Большое внимание
уделено защите атмосферы, гидросферы и педосферы от загрязнения, при этом сделан акцент на эколого-правовой инструментарий охраны природы. Рассмотрены вопросы экологии урбанизированных территорий, даны рекомендации по предотвращению чрезвычайных ситуаций природного и техногенного
характера, снижению ущерба от них, указаны способы защиты
населения и территорий.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по техническим специальностям (бакалавриат), преподавателей и всех интересующихся проблемами сложных взаимоотношений человеческого общества и природы.
ISBN 978-5-222-20178-7
УДК 547(075.8)
ББК 20.1я73
© Коллектив авторов, 2012
© Оформление: ООО «Феникс», 2012
www.phoenixbooks.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ
Антропогенные воздействия на природную среду в настоящее время приобрели характер и масштабы, ведущие к интенсивному разрушению природы, породившей человека.
В биосфере еще идут процессы самовосстановления, она способна к усложнению и усовершенствованию, но в последние годы многое говорит о том, что сама природа находится на грани выживания, как какой-нибудь отдельный биологический вид.
Противоречивые, обостряющиеся с каждым годом проблемы взаимоотношений человечества с природой находятся в эпицентре внимания многих ученых и государственных
деятелей, и даже простых людей, которым хочется жить в
безопасном мире. Но «за все надо платить». Этот известный
экологический постулат Б. Коммонера как нельзя лучше отражает суть переломного этапа в развитии цивилизации,
которая, проигнорировав объективные законы природы,
попыталась жить по своим понятиям, оставив природе лишь
роль поставщика всего необходимого ко «двору его Величества». К сожалению, как отметил А.В. Яблоков (1997 г.),
95% населения мира, включая и его политическую элиту,
не понимают до конца нависшей угрозы тотальной экокатастрофы для себя и своих потомков, вовсе не задумываются
о путях выхода из создавшегося экокризиса.
У многих людей укоренился взгляд, что вся мощь человеческой мысли, реально воплощенная в передовых технологиях и орудиях труда, подняла человечество выше эволюционных процессов и неизбежно приведет его к светлому
будущему ? ноосфере, когда прекратится поток загрязнения окружающей среды и на планете будет создан экологический рай.
www.phoenixbooks.ru
4
ЭКОЛОГИЯ
Следует сразу сказать: это мечты, причем мечты, далекие
от истины. Они откровенно опасны, так как не только мешают разглядеть корни современных противоречивых тенденций во взаимоотношениях возрастающего по численности населения Земли и слабеющими возможностями биосферы, но и не дают возможности адекватно реагировать на
угрозу самому существованию Homo sapiens (Человеку разумному ? так мы себя гордо именуем).
На рубеже тысячелетий явилось осознание человечеством новой жизненно важной потребности ? экологической
безопасности личности, общества, государства, мира в целом; ее обеспечение становится в третьем тысячелетии даже
более необходимым, нежели удовлетворение потребностей в
новых товарах, услугах и т.п. В этом контексте чрезвычайные
ситуации, обусловленные природными или антропогенноприродными процессами, а также хозяйственной деятельностью, ? это не только своеобразный вызов человеку со
стороны природы, но и реальная основа для всех ныне живущих объединить усилия ради будущей жизни на Земле.
У всех людей, а нас более семи миллиардов, одна судьба:
либо выжить всем вместе, либо вместе погибнуть или,
в лучшем случае, вместе деградировать. Вопрос здесь упирается лишь в длительность и мучительность агонии, если не
удастся остановить разрушение среды обитания. Мы все должны понять: Земля ? единственный наш дом, и другого не
будет. В системе критериев и мотиваций деятельности и поступков отдельных людей, партий, государств, международных организаций начинает играть решающую роль экологический императив. Согласно академику Н.Н. Моисееву, во
взаимоотношениях человечества и природы ни при каких
условиях и целях нельзя преступить определенной черты,
иначе произойдут необратимые изменения в биосфере с самыми печальными последствиями для ее наиболее слабого
элемента ? человека.
Предлагаемое пособие ставит своей целью показать сопричастность всех нас в отношении того негативного, что
происходит с Природой, а через ее изменения ? и с самим
человеком, рассмотреть основные аспекты проблемы обес-
www.phoenixbooks.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ
5
печения экологически безопасного не только существования, но и поступательного развития человеческого общества.
Учитывая обострение кризисных ситуаций во всем мире,
особенности развития России, состояние ее природной среды, подробно обсуждаются вопросы защиты населения и
территорий в условиях чрезвычайных ситуаций природного
и техногенного характера, а также последствия военной деятельности и экологического терроризма.
Авторы надеются, что все эти сведения помогут сформировать у учащихся основополагающие элементы экологического сознания, без которого невозможны ни создание эффективной системы управления природопользованием, ни
экологизация формирующейся рыночной экономики в России. Это особенно важно, поскольку ее эколого-экономическое положение сегодня и на ближайшую перспективу не
может не вызывать серьезных опасений. Поэтому надлежащая экологическая подготовка будущих специалистов, которым в перспективе будут доверены природа и ресурсы нашей Родины, представляется жизненно необходимой.
На сайте издательства «Феникс» по адресу http://www.
phoenixrostov.ru/editions/edcontent вы можете ознакомиться
с основными правилами и принципами экологии и природопользования, законами в сфере охраны окружающей
среды, нормами качества окружающей среды, а также расширенной версией раздела II «Управление качеством окружающей среды». Этот материал будет полезен для углубленного изучения курса «Экология», а также для подготовки
рефератов.
www.phoenixbooks.ru
6
ЭКОЛОГИЯ
1
ОБЩАЯ И СОЦИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ
РАЗДЕЛ I
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ
1 ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ
Для того чтобы получить целостное представление об экологии, понять ее истоки и роль, которую она играет среди
наук, изучающих живые организмы, следует предварительно ознакомиться с наиболее важными для любой биологической науки (каковой экология по сути своей является)
общими принципиальными положениями.
§ 1. Уровни организации живой материи.
Молекулярный уровень
Живая система при всей сложности ее организации состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот
(ДНК и РНК), белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ.
Клеточный уровень. Клетка не только структурная и функциональная единица любого живого организма, но и единица развития его. На клеточном уровне сопрягаются такие
важнейшие процессы, как передача информации и превращение веществ и энергии.
Организменный уровень. Элементарной единицей организменного уровня является отдельная особь. Она рассматривается в развитии (от момента зарождения до прекращения
существования) как живая система. В организме возникают
www.phoenixbooks.ru
Введение в предмет ГЛАВА 1
7
системы органов, которые специализируются для выполнения различных функций (пищеварения, дыхания и т.д.).
Популяционно-видовой уровень. Популяция ? совокупность
организмов одного и того же вида, объединенная общим
местом обитания; является уже надорганизменной структурой. Важно подчеркнуть, что именно в этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования.
Биогеоценотический уровень. Биогеоценоз ? совокупность
организмов разных видов и различной сложности организации во всем многообразии связей с факторами среды их
обитания. В течение совместного исторического развития организмов разных систематических групп возникают динамичные, довольно устойчивые сообщества.
Биосферный уровень. Поскольку биосфера есть совокупность всех биогеоценозов, охватывающая все явления жизни, она является высшим уровнем организации живой материи. На биосферном уровне происходит круговорот веществ
и превращение энергии.
§ 2. Термодинамический аспект жизни
Поток солнечной энергии воспринимается молекулами
живых клеток, преобразуется в энергию химических связей.
Создаваемые таким образом (при фотосинтезе) химические
вещества последовательно переходят от одних организмов к
другим: от растений к растительноядным животным (заяц),
от них ? к плотоядным животным первого порядка (лиса),
затем второго порядка (волк) и так далее. Этот переход рассматривается как последовательный упорядоченный поток
вещества и энергии.
Когда температура того или иного тела выше температуры окружающего воздуха, то есть имеет место некоторый
градиент (перепад) температур, общая температура системы
«тело-среда» стремится к равновесию. При этом тело будет
отдавать тепло до тех пор, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды. В конечном итоге энергия любого живого тела может быть рассеяна в тепловой
форме, после чего наступает состояние термодинамического
www.phoenixbooks.ru
8
ЭКОЛОГИЯ
равновесия, и дальнейшие энергетические процессы оказываются невозможными. О такой системе говорят, что она находится в состоянии максимальной энтропии. Таким образом,
энтропия, являясь мерой неупорядоченности системы, отражает возможности превращения энергии. Если бы поток солнечной энергии, поступающий к Земле, только рассеивался
и не передавался телам, то жизнь была бы невозможной.
Организмы способны выполнять работу против уравновешивания температуры с окружающей средой именно за
счет образования сложно организованных упорядоченных
молекулярных структур. Очевидно, что для работы против
градиента экологическая система должна получать соответствующую энергетическую дотацию. Получая ее от Солнца,
она, по существу, является открытой системой. Организм
извлекает негэнтропию из пищи, используя упорядоченность
ее химических связей. При этом часть энергии теряется, расходуясь, например, на поддержание жизненных процессов,
часть передается организмам последующих пищевых уровней. В начале же этого потока энергии находится процесс
питания растений ? фотосинтез, при котором повышается
упорядоченность деградированных органических и минеральных веществ.
По второму началу термодинамики энергия любой системы стремится к состоянию термодинамического равновесия,
что равнозначно максимальной энтропии. В такое состояние
живой организм перейдет, если лишить его возможности извлекать упорядоченность (энергию) из окружающей среды.
Следовательно, жизнь должна рассматриваться как процесс непрерывного извлечения некоторой экологической
системой энергии из окружающей среды, преобразования и
рассеивания этой энергии при передаче от одного пищевого
звена к другому.
§ 3. Энергообеспечение клеток
Поступающая энергия требуется для осуществления жизненно важных процессов, но в первую очередь ? для химического синтеза веществ, используемых для построения и
www.phoenixbooks.ru
Введение в предмет ГЛАВА 1
9
восстановления структур клетки и организма. Подчеркнем,
что живые существа способны использовать только два вида
энергии ? световую (энергию излучения Солнца) и химическую (энергию связей химических соединений, содержащихся в пище). Этот признак и разделил живые организмы
на фототрофы и хемотрофы.
Фотосинтез. Солнечную энергию способны непосредственно
использовать только клетки зеленых растений, одноклеточных водорослей, зеленых бактерий. За счет этой энергии они
синтезируют органические соединения: углеводы, жиры,
белки, нуклеиновые кислоты и др. Такой биосинтез, который происходит благодаря энергии света, и называют фотосинтезом. Отметим, что зеленый цвет фотосинтезирующих
клеток зависит от наличия в них хлорофилла, поглощающего свет в красной и синей частях спектра и пропускающего
лучи, которые дают при их смешении зеленый цвет. Некоторые водоросли и бактерии имеют и иные светопоглощающие
пигменты ? каротиноиды, что придает им бурый, красный
или пурпурный цвет.
Исходными веществами для фотосинтеза служат диоксид
углерода атмосферы и вода:
6СО2 + 6Н2О энергия света С6Н12О6 + 6О2 .
???????????
хлорофил
Часть синтезируемой при фотосинтезе глюкозы является
источником энергии для всех последующих процессов жизнедеятельности растения, в том числе и его роста (развития).
С целью последующего синтеза более сложных органических веществ растения наряду с первичным строительным
материалом ? глюкозой ? используют многие неорганические вещества: азотистые, фосфорные, сернистые соединения. Главным источником азота как элемента питания растений служат молекулы атмосферного азота: его способны
фиксировать бактерии, живущие в корневых клубеньках,
главным образом бобовых растений. Газообразный азот
превращается при этом в аммиак ? NН3 и далее входит в
состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и иных
соединений.
www.phoenixbooks.ru
10
ЭКОЛОГИЯ
Те живые существа нашей планеты, которые не способны
к фотосинтезу, используют для питания готовые органические вещества. К ним относятся все животные и человек,
живущие благодаря трансформированной растениями энергии Солнца (за исключением хемосинтезирующих микроорганизмов, о которых речь пойдет далее).
Фотосинтезирующие клетки, захватывая диоксид углерода из атмосферы, взамен выделяют в нее кислород. Постепенное наполнение атмосферы кислородом привело к появлению клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Они
производили энергию вследствие окисления органических
соединений, главным образом углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода в роли окислителя. В результате на Земле наступил важнейший этап в развитии жизни ?
этап кислородной, или аэробной, жизни.
Таким образом, планетарная роль растений и иных фотосинтезирующих организмов чрезвычайно велика: 1) они
превращают энергию солнечного света в энергию химических связей органических соединений. Последняя используется всеми остальными живыми существами планеты; 2) они
поставляют в атмосферу кислород, который служит для окисления органических веществ и извлечения при помощи этого запасенной в них химической энергии аэробными клетками; 3) наконец, некоторые виды растений в содружестве
(симбиозе) с азотфиксирующими бактериями (см. ниже)
переводят атмосферный азот в состав молекул аммиака, его
солей и органических азотсодержащих соединений.
Хемосинтез. Сложные органические вещества для построения своих тел создают не только зеленые растения, но и
бактерии, которые не содержат хлорофилла. Этот процесс ?
хемосинтез ? осуществляется благодаря энергии, выделяющейся при химических реакциях окисления различных неорганических соединений: сероводорода, водорода, аммиака, оксида железа (II) и др. Образующаяся при этом энергия запасается в форме аденозинтрифосфорной кислоты
(АТФ). Хемосинтез открыл известный русский микробиолог
С.Н. Виноградский.
В качестве примера хемосинтеза рассмотрим окисление
сероводорода и аммиака.
www.phoenixbooks.ru
Введение в предмет ГЛАВА 1
11
В водоемах, содержащих сероводород, живут бесцветные
серобактерии. Энергию (Е), которая необходима для синтеза
органических соединений из диоксида углерода, они получают в результате окисления сероводорода:
2H2S + O2 ? 2H2O + 2S + E.
Свободная сера, выделяющаяся в результате этого, накапливается в клетках бактерий. Если сероводорода впоследствии не хватает, бесцветные серобактерии производят
дальнейшее окисление содержащейся в них свободной серы
до серной кислоты:
2S + 3O2 + 2H2O ? 2H2SO4 + Eґ.
Образовавшаяся энергия (Еґ) также используется для
осуществления синтеза органического вещества из диоксида
углерода. В целом энергетический эффект окисления сероводорода до серной кислоты равен 666 кДж на каждый моль
сероводорода.
В почве и различных водоемах широко распространены
нитрифицирующие бактерии. Они добывают энергию путем окисления аммиака и азотистой кислоты, поэтому играют очень важную роль в круговороте азота в природе.
Аммиак, который образуется при гниении белков в почве
или водоемах, окисляется нитрифицирующими бактериями
(их С.Н. Виноградский назвал нитросомонас).
Этот процесс может быть описан таким уравнением:
2NH3 + 3O2 ? 2HNO2 + 2H2O + E.
Энергия, которая выделяется при этом (662 кДж/моль),
также используется для синтеза органических соединений.
В последующем окисление азотистой кислоты HNO2 до азотной осуществляется другой группой нитрифицирующих микроорганизмов, названных нитробактером:
2HNO2 + O2 P 2HNO3 + E.
Указанный процесс сопровождается выделением 101 кДж.
Отметим, что процесс нитрификации происходит в почве в
огромных масштабах и служит для растений источником нитратов. Кстати говоря, жизнедеятельность бактерий представляет собой один из важнейших факторов плодородия почв.
www.phoenixbooks.ru
12
ЭКОЛОГИЯ
§ 4. Основные свойства живого вещества
Жизнь ? высшая форма организации материи. В то же
время, по мнению академика В.А. Энгельгардта, у живой
материи практически нет таких свойств, каких не существовало бы у неживой материи. Живое отличается от неживого
только совокупностью особенностей.
Существенным свойством живого является обмен веществ,
энергии и информации. Организм потребляет из окружающей
среды энергию и вещества и использует их для жизненно
важных реакций, а затем возвращает в среду эквивалентное
количество энергии и вещества, но уже в другой форме, менее пригодной для него. Прекращение движения в этом потоке хотя бы одного компонента прекращает жизнь организма.
В основе обмена веществ лежат взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции, т.е. процессы синтеза
веществ в организме, и диссимиляции, в результате которых
сложные вещества и соединения разлагаются на простые и
выделяется энергия, требуемая для реакций биосинтеза. Отметим, что биогенные (необходимые для живого вещества)
элементы всегда находятся в сложных миграциях, перемещениях. Их совокупность составляет круговорот веществ в
биосфере.
Источниками энергии для живого вещества служат солнечная и другая тепловая радиация, пища, наконец, контакты с более теплыми телами. Энергия живых организмов в
процессе их жизнедеятельности подвергается многим превращениям, в частности преобразовывается в механическую,
тепловую, световую, химическую, электрическую и, в конце
концов, рассеивается в окружающем пространстве.
В широком и основном значении информация ? это передача от одного живого объекта к другому различных сведений или иных воздействий, которые влияют на их жизнедеятельность. В узком смысле (например, для кибернетики)
информация ? это «антиэнтропия» (негэнтропия) или мера
упорядочения материи. Кроме этого, каждый живой организм воспринимает и накапливает непрерывный поток информации второго рода, который поступает к нему из окру-
www.phoenixbooks.ru
Введение в предмет ГЛАВА 1
13
жающей среды: звуки, запахи, зрительные образы, изменение температуры, освещенности и т.д.
Единство химического состава. Для живых организмов последний характеризуется наличием тех же химических элементов, которые содержатся и в объектах неживой материи.
Однако соотношение элементов в живом и неживом неодинаково. Живое вещество состоит почти на 98,8% из элементов, которые повсеместно присутствуют и в атмосфере, и в
гидросфере: кислорода, водорода, азота и углерода. Из оставшихся один процент приходится еще на четыре элемента,
широко распространенных и весьма подвижных: кальций,
калий, магний и кремний. Еще 0,2% приходятся на долю
серы, фосфора, хлора, натрия, алюминия и железа и лишь
0,01% ? на все остальные элементы.
Благодаря обмену веществ обеспечивается относительное
постоянство химического состава всех частей организма.
Здесь уместно, по нашему мнению, привести закон физико-химического единства живого вещества, сформулированный В.И. Вернадским: все живое вещество Земли физикохимически едино.
Логичным является следствие из этого закона: вредное
для одной части живого вещества не может быть безразлично для другой его части (или: вредное для одних видов существ вредно и для других).
Самовоспроизведение. Каждая отдельно взятая биологическая система существует ограниченное время: поэтому поддержание жизни невозможно без воспроизведения себе
подобных. В основе последнего лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК).
Процесс самовоспроизведения тесно связан с явлением
наследственности: любое живое существо рождает себе подобных. Наследственность состоит в способности организмов
передавать свои признаки, свойства и особенности развития
из поколения в поколение, что связано с относительной стабильностью, то есть постоянством строения молекул ДНК.
Однако важно подчеркнуть, что развитие биологических процессов не может быть жестко детерминированным, предопре-
www.phoenixbooks.ru
14
ЭКОЛОГИЯ
деленным во всех деталях. Поэтому особенности родителей
передаются потомству не с абсолютной точностью, а всегда
с некоторыми отклонениями, обычно незначительными
(микромутации), иногда существенными (макромутации).
Изменчивость ? противоположное наследственности свойство организма. Оно связано с его способностью приобретать
новые признаки и свойства. В основе наследственной изменчивости лежат изменения так называемых биологических
матриц ? молекул ДНК. Благодаря изменчивости создается
разнообразный материал для естественного отбора особей,
наиболее приспособленных к конкретным условиям существования. Согласно Ч. Дарвину, изменчивость, наследственность и естественный отбор ? главные факторы эволюции
жизни, способствующие появлению новых ее форм, новых
видов живых организмов.
Способность к росту и развитию присуща любому живому организму, который с момента зарождения растет, увеличиваясь в размерах и массе, но при этом сохраняет общие
черты строения. Историческое развитие сопровождается образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни.
Именно благодаря ему возникло все многообразие живых
организмов на Земле.
Для нормального функционирования живого организма
в меняющихся условиях окружающей среды необходимо
внутреннее регулирование ? саморегуляция различных процессов, полное подчинение их единому порядку поддержания постоянства внутренней среды ? гомеостазу. В основе
механизма саморегуляции лежит принцип обратной связи,
в соответствии с которым сигналом для включения того или
иного регулируемого процесса может быть изменение состояния какой-либо системы, например, изменение температуры, концентрации веществ и т.д.
Чертой, присущей всему живому, является раздражимость.
Она выражается реакциями живых организмов на внешнее
воздействие и связано с передачей информации из внешней
среды биологической системе любой сложности (организму,
органу, клетке). Благодаря этому свойству организмы способны избирательно реагировать на условия окружающей
среды (например, на тепло и холод).
www.phoenixbooks.ru
Введение в предмет ГЛАВА 1
15
Дискретность является всеобщим свойством материи. Любая, в том числе биологическая, система состоит из отдельных, но, тем не менее, взаимодействующих частей, которые образуют структурно-функциональное единство. Живое
вещество существует всегда дискретно, то есть в форме обособленных друг от друга тел; они характеризуются трехмерной структурой, которая специфична для каждого вида. Именно по характеру этой структуры можно отличить, например, льва от кошки.
Структурная сложность живого начинается с гигантских
полимерных молекул и продолжается на уровне клеток многоклеточных организмов и надорганизменных сообществ. Все
живое на Земле характеризуется иерархичностью (соподчиненностью) структурной организации. Жизнедеятельность
биологических систем на менее сложном уровне является
предпосылкой осуществления свойств живого на более высоком уровне. Так, например, самовоспроизведение на уровне многоклеточного организма невозможно без деления клеток и так далее.
Вышеизложенное позволит, по нашему мнению, более
близко подойти к пониманию, что такое жизнь. Согласно
Н.Ф. Реймерсу, жизнь ? это «?особая форма физико-химического состояния и движения материи, характеризуемая
зеркальной асимметрией аминокислот и сахаров, обменом
веществ, гомеостазом, раздражимостью, самовоспроизведением, системным самоуправлением, саморазвитием, приспособляемостью к среде (адаптацией), обычно подвижностью,
физической и функциональной дискретностью отдельных
индивидов или их общественных конгломератов (пчелы,
муравьи, термиты и др.), исключительным разнообразием
форм (число которых оценивается разными авторами от
1?1,5 до 5 млн) при общем физико-химическом единстве
живого вещества биосферы».
§ 5. Классификация живых организмов
Все живые организмы биосферы подразделяются на четыре царства: прокариоты (доядерные), животные, грибы и
растения.
www.phoenixbooks.ru
408 ЭКОЛОГИЯ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ...................................................................... 3
ЧАСТЬ I. ОБЩАЯ И СОЦИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ
РАЗДЕЛ I. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ ................................... 6
Глава 1. Введение в предмет ................................................ 6
§ 1. Уровни организации живой материи.
Молекулярный уровень ................................................. 6
§ 2. Термодинамический аспект жизни ................................ 7
§ 3. Энергообеспечение клеток ............................................ 8
§ 4. Основные свойства живого вещества ........................... 12
§ 5. Классификация живых организмов ............................... 15
§ 6. Предмет и основные задачи экологии ......................... 18
Вопросы для самоконтроля ..................................................... 21
Глава 2. Основы факториальной экологии
(аутэкологии) ..................................................................... 22
§ 1.
§ 2.
§ 3.
§ 4.
Организм и среда ........................................................... 22
Экологические факторы среды ..................................... 24
Общий характер действия экологических факторов ... 26
Приспособление организмов
к неблагоприятным условиям среды ........................... 28
§ 5. Основные абиотические факторы
и их влияние на организмы ........................................... 30
§ 6. Биотические факторы среды ......................................... 44
§ 7. Взаимодействие экологических факторов .................... 44
Вопросы для самоконтроля ..................................................... 45
Глава 3. Экология популяций (демэкология) ...................... 47
§ 1. Понятие о популяции ................................................... 47
§ 2. Показатели популяций .................................................. 48
§ 3. Территориальная иерархия популяций ........................ 49
§ 4. Структура популяции и ее виды .................................... 51
§ 5. Динамика популяций ..................................................... 58
Вопросы для самоконтроля ..................................................... 65
www.phoenixbooks.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
409
Глава 4. Экология сообществ и экосистем
(основы синэкологии) ........................................................ 66
§ 1. Биоценоз, биотоп и биогеоценоз ................................. 66
§ 2. Биотические связи в биоценозах .................................. 69
§ 3. Структура биоценоза ..................................................... 71
§ 4. Устойчивость и развитие биоценозов ........................... 75
§ 5. Взаимоотношения организмов в биоценозе ................ 77
§ 6. Экосистемы и принципы их функционирования ......... 78
§ 7. Потоки вещества и энергии в экосистеме ................... 81
§ 8. Биологическая продуктивность экосистем .................. 84
§ 9. Динамика экосистем ..................................................... 86
§ 10. Саморегуляция и устойчивость экосистем ................... 89
§ 11. Искусственные экосистемы ......................................... 90
Вопросы для самоконтроля ..................................................... 92
Глава 5. Учение о биосфере ................................................. 93
§ 1.
§ 2.
§ 3.
§ 4.
§ 5.
§ 6.
Общие представления о геосферах .............................. 93
Состав, строение и границы биосферы ....................... 95
Живое вещество биосферы ........................................... 97
Распределение биогеоценозов на Земле .................... 100
Поток энергии и продуктивность ............................... 106
Структура и основные циклы
биохимических круговоротов ...................................... 108
§ 7. Динамика биосферы .................................................... 113
§ 8. Причины устойчивости биосферы ............................. 115
Вопросы для самоконтроля ................................................... 120
РАЗДЕЛ II. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
НА БИОСФЕРУ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ .................................... 121
Глава 6. Место человечества в биосфере ........................... 121
§ 1. Особенности популяции человека ............................. 121
§ 2. Антропогенный фактор в биосфере ........................... 126
§ 3. Экологические кризисы в истории человечества ...... 129
§ 4. Элементы социальной экологии ................................ 134
§ 5. Биосферные функции человечества ........................... 139
Вопросы для самоконтроля ................................................... 141
Глава 7. Антропогенное загрязнение природной cреды:
масштабы и последствия .................................................. 142
§ 1. Понятие загрязнения природной среды .................... 142
§ 2. Общая характеристика источников загрязнения ...... 144
www.phoenixbooks.ru
410 ЭКОЛОГИЯ
§ 3. Ответные реакции природы
(экологический бумеранг) .......................................... 149
Вопросы для самоконтроля ................................................... 159
Глава 8. Природные и техногенные
чрезвычайные ситуации ................................................... 160
§ 1. Общие сведения и классификация
чрезвычайных ситуаций ............................................... 160
§ 2. Природные (стихийные) бедствия ............................. 161
§ 3. Чрезвычайные ситуации техногенного характера ..... 171
§ 4. Социальные опасности ............................................... 172
Вопросы для самоконтроля ................................................... 174
Глава 9. Здоровье человека и среда обитания ................... 175
§ 1.
§ 2.
§ 3.
§ 4.
§ 5.
§ 6.
Здоровье и факторы риска .......................................... 175
Элементы экологии внутренней среды человека ...... 177
Трансформирующие агенты биосферы ...................... 178
Деградация генофонда человечества .......................... 182
Вредные привычки и среда обитания ........................ 185
Сокращение населения ? главная
социально-экологическая проблема России .............. 191
Вопросы для самоконтроля ................................................... 194
Часть II. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
РАЗДЕЛ III. ОХРАНА ПРИРОДЫ
И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ ........................ 196
Глава 10. Рациональное природопользование
как основа экологической безопасности государства ........ 196
§ 1.
§ 2.
§ 3.
§ 4.
§ 5.
§ 6.
§ 7.
§ 8.
§ 9.
Понятие об экологической безопасности ................. 196
Основные принципы природопользования ................ 198
Природные ресурсы и их классификация .................. 200
Основы рационального природопользования ............ 203
Кадастры природных ресурсов .................................... 205
Красные книги животных и растений ........................ 207
Защита генофонда биосферы ..................................... 208
Особо охраняемые природные территории ............... 211
Экосистемный метод неистощительного
природопользования .................................................... 213
Вопросы для самоконтроля ................................................... 215
www.phoenixbooks.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
411
Глава 11. Нормирование качества окружающей среды
и экологическая стандартизация ...................................... 216
§ 1. Понятие о качестве окружающей среды ................... 216
§ 2. Санитарно-гигиенические нормативы
качества атмосферного воздуха .................................. 218
§ 3. Санитарно-гигиенические нормативы
качества поверхностных вод ....................................... 220
§ 4. Санитарно-гигиенические нормативы
качества почв ............................................................... 222
§ 5. Нормативы предельно допустимых уровней
шума и вибрации ......................................................... 224
§ 6. Нормативы предельно допустимого уровня
ионизирующего излучения ......................................... 225
§ 7. Производственно-хозяйственные
нормативы качества .................................................... 226
§ 8. Проблема предельно допустимых норм
нагрузки на природную среду (ПДН) ........................ 229
§ 9. Экологическая стандартизация и паспортизация ...... 230
Вопросы для самоконтроля ................................................... 235
Глава 12. Система управления качеством
окружающей среды .......................................................... 236
§ 1. Системный подход к природоохранной
политике государства .................................................. 236
§ 2. Органы экологического управления России .............. 239
§ 3. Мониторинг окружающей среды ................................ 241
§ 4. Экологическая экспертиза .......................................... 245
§ 5. Система экологического контроля в России ............. 249
§ 6. Прогнозирование и моделирование в экологии ........ 252
Вопросы для самоконтроля ................................................... 256
Глава 13. Эколого-правовой инструментарий
рационального природопользования
и охраны окружающей среды ........................................... 257
§ 1. Правовые основы охраны окружающей среды
и природопользования ................................................ 257
§ 2. Сохранение здоровья человека ?
цель современного экологического
законодательства России ............................................ 259
§ 3. Особенности экономического механизма
охраны окружающей среды ........................................ 260
www.phoenixbooks.ru
412 ЭКОЛОГИЯ
§ 4. Лицензия, договор и лимиты
на природопользование ............................................... 262
§ 5. Плата за использование природных ресурсов
и загрязнение окружающей среды .............................. 263
§ 6. Экономическое стимулирование
природоохранной деятельности ................................. 265
§ 7. Рыночные методы управления
природоохранной деятельностью ............................... 271
§ 8. Финансирование природоохранных мероприятий .... 277
§ 9. Экологическое страхование ........................................ 278
§ 10. Экология и инновационная деятельность ................. 279
§ 11. Ответственность за экологические
правонарушения .......................................................... 282
Вопросы для самоконтроля ................................................... 283
Глава 14. Средства контроля окружающей среды .............. 284
§ 1. Дистанционные методы контроля ............................. 284
§ 2. Наземные средства контроля ..................................... 291
Вопросы для самоконтроля ................................................... 298
Глава 15. Защита атмосферы ............................................. 299
§ 1. Федеральное законодательство
и охрана атмосферного воздуха .................................. 299
§ 2. Экологизация технологических процессов ................. 300
§ 3. Санитарно-защитные зоны ......................................... 301
§ 4. Улавливание пылей из газопылевых выбросов ........... 302
§ 5. Улавливание газообразных примесей
из технологических выбросов ..................................... 305
§ 6. Сокращение выбросов автотранспорта ..................... 307
§ 7. Государственный мониторинг и контроль
за охраной атмосферного воздуха .............................. 310
Вопросы для самоконтроля ................................................... 311
Глава 16. Охрана водных ресурсов .................................... 312
§ 1. Федеральное законодательство
и охрана водных объектов .......................................... 312
§ 2. Мониторинг водных объектов .................................... 313
§ 3. Охрана поверхностных вод ......................................... 314
§ 4. Организация водоохранных зон .................................. 315
§ 5. Очистка бытовых сточных вод .................................... 316
§ 6. Охрана подземных вод ................................................ 319
§ 7. Охрана малых рек ........................................................ 320
§ 8. Очистка производственных сточных вод .................... 321
www.phoenixbooks.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
413
§ 9. Проблема чистой питьевой воды ................................ 325
§ 10. Государственный контроль за использованием
и охраной водных ресурсов ......................................... 332
Вопросы для самоконтроля ................................................... 333
Глава 17. Порядок обращения
с крупнотоннажными отходами ........................................ 334
§ 1.
§ 2.
§ 3.
§ 4.
§ 5.
§ 6.
§ 7.
§ 8.
Виды отходов ............................................................... 334
Законодательство в сфере обращения с отходами .... 335
Транспортирование отходов ....................................... 336
Полигоны для твердых бытовых отходов ................... 337
Компостирование твердых отходов ............................ 340
Сжигание твердых отходов .......................................... 341
Получение биогаза ...................................................... 342
Обращение с токсичными
промышленными отходами ........................................ 343
§ 9. Мониторинг радиоактивных материалов
и отходов ...................................................................... 344
§ 10. Контроль в сфере обращения с отходами ................. 345
Вопросы для самоконтроля ................................................... 346
Глава 18. Экология урбанизированных территорий .......... 347
§ 1. Урбанизация ................................................................ 347
§ 2. Климат города ............................................................. 351
§ 3. Изменение состояния компонентов
окружающей среды в городе ....................................... 352
§ 4. Функциональное зонирование
территории города ....................................................... 354
§ 5. Ландшафт города ......................................................... 358
§ 6. Проблема шума в городах .......................................... 361
§ 7. Переработка и утилизация
твердых бытовых отходов ............................................ 366
§ 8. Роль зеленых насаждений в жизни города ................. 369
§ 9. Элементы рекреационной экологии .......................... 373
Вопросы для самоконтроля ................................................... 377
Глава 19. Предупреждение и ликвидация
последствий чрезвычайных ситуаций .............................. 378
§ 1. Пути минимизации риска возникновения ЧС ........... 378
§ 2. Ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций ..... 379
§ 3. Экологический терроризм: вызов человечеству
и проблемы противодействия ..................................... 383
Вопросы для самоконтроля ................................................... 391
www.phoenixbooks.ru
414 ЭКОЛОГИЯ
Глава 20. Международное сотрудничество
в сфере экологии .............................................................. 392
§ 1. Принципы международного
экологического сотрудничества .................................. 392
§ 2. Стратегия ООН в области решения
глобальных экологических проблем ........................... 394
§ 3. Международное сотрудничество
и национальные интересы России
в сфере экологии ......................................................... 396
Вопросы для самоконтроля ................................................... 402
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................... 403
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ............................................ 406
www.phoenixbooks.ru
Серия
Высшее образование
Денисов Владимир Викторович,
Гутенев Владимир Владимирович,
Кулакова Екатерина Сергеевна,
Денисова Ирина Анатольевна,
Дрововозова Татьяна Ильинична,
Луганская Ирина Анатольевна,
Москаленко Александр Петрович,
Хорунжий Борис Иванович
ЭКОЛОГИЯ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ БАКАЛАВРОВ
ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ
Ответственный за выпуск
Выпускающий редактор
Технический редактор
В. Разномазов
Г. Логвинова
Ю. Давыдова
Сдано в набор 15.07.2012. Подписано в печать 15.08.2012.
Формат 84х108 1/32. Бумага офсетная.
Гарнитура Таймс.
Тираж 3 000 экз. Заказ №
ООО «Феникс»
344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80
Тел./факс: (863) 261-89-50, 261-89-55
E-mail: raznomazov_vm@mail.ru
www.phoenixbooks.ru
Автор
phoenixbooks
Документ
Категория
Методические пособия
Просмотров
1 604
Размер файла
245 Кб
Теги
phoenixbooks, www, www.phoenixbooks.ru, Книги издательства Феникс
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа