Ульяновская ГосударственнаяСельскохозяйственная Академия
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по курсу «Экология»
тема 14
Выполнил:
студент 1 курса
биотехнологического
факультета
Илюхин Д.А
шифр:09014
Проверил:
Шленкина Т.М
Ульяновск
2010
Содержание
1. Динамика биосферы
2. Парниковый эффект
3. Единаягосударственная система экологического мониторинга
Список использованной литературы
1. Динамика биосферы
Предмет,задачи, методы экологии. Место экологии в системе естественных наук. Введениетермина «Экология» Эрнстом Геккелем для обозначения науки овзаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Формированиеоблика биосферы в процессе жизнедеятельности организмов, взаимодействия биоты икосного вещества: состав воздуха, воды, происхождение почвы, их биотическаярегуляция.
Проблемы,связанные с антропогенным воздействием на биосферу. Экологический кризис. Связьсостояния природной среды с социальными процессами. Значение экологическогообразования и воспитания. Необходимость формирования правовых и этических нормотношения человека к природе. Экологическое мировоззрение.
Общаяэкология
Взаимодействиеорганизма и среды. Фундаментальныесвойства живых систем. Уровни биологической организации. Организм какдискретная самовоспроизводящаяся открытая система, связанная со средой обменомвещества, энергии и информации.
Разнообразиеорганизмов. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы.Фотосинтез и дыхание: кислород атмосферы как продукт фотосинтеза. Основныегруппы фотосинтезирующих организмов (планктонные цианобактерии и водоросли вморях и высшие растения на суше). Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях.Основные группы гетеротрофов (бактерии, грибы, животные). Трофические отношениямежду организмами: продуценты, консументы и редуценты.
Гомеостаз(сохранение постоянства внутренней среды организма); принципы регуляциижизненных функций. Возможности адаптации организмов к изменениям условий среды.Толерантность и резистентность. Экологическая валентность. Типы и уровниадаптации, ее генетические пределы. Эврибионты и стенобионты. Гомойо- ипойкилотермность. Принципы воспроизведения и развития различных организмов.Особенности зависимости организма от среды на разных стадиях жизненного цикла.Критические периоды развития. Энергетика и рост организма.
Условия иресурсы среды. Представлениео физико-химической среде обитания организмов; особенности водной, почвенной ивоздушной сред. Абиотические и биотические факторы. Экологическое значениеосновных абиотических факторов: тепла, освещенности, влажности, солености,концентрации биогенных элементов. Заменимые и незаменимые ресурсы. Сигнальноезначение абиотических факторов. Суточная и сезонная цикличность.
Лимитирующиефакторы. Правило Либиха, закон Шелфорда. Взаимодействие экологических факторов.Распределение отдельных видов по градиенту условий. Представление обэкологической нише; потенциальная и реализованная ниша. Биотестирование ибиоиндикация как методы контроля качества среды. Стресс как экологическийфактор.
Популяции.Определение понятий«биологический вид» и «популяция». Иерархическая структурапопуляций; расселение организмов и межпопуляционные связи. Популяция какэлемент экосистемы.
Статическиехарактеристики популяции: численность, плотность, возрастной и половой состав.Биомасса и способы ее выражения: сырой и сухой вес, энергетический эквивалент.Методы оценки численности и плотности популяции. Характер пространственногоразмещения особей и его выявление. Случайное, равномерное и агрегированноераспределение. Механизмы поддержания пространственной структуры.Территориальность. Скопления животных и растений, причины их возникновения.Регуляция численности популяций в природе.
Динамическиехарактеристики популяции: рождаемость, смертность, скорость популяционногороста. Таблицы и кривые выживания. Характер распределения смертности повозрастам в разных группах животных и растений. Экспоненциальная илогистическая модели роста популяции. Специфическая скорость роста популяции,«плотность насыщения» как показатель емкости среды, чистая скоростьразмножения. Динамика биомассы. Понятие о биопродуктивности.
Сообщества.Биоценозы(сообщества), их таксономический состав и функциональная структура. Типывзаимоотношений между организмами: симбиоз, мутуализм, комменсализм,конкуренция, биотрофия (хищничество в широком смысле слова). Межвидоваяконкуренция. Эксплуатация и интерференция. Принцип конкурентного исключения.Условия сосуществования конкурирующих видов. Конкуренция и распространениевидов в природе. Отношения «хищник — жертва». Сопряженные колебаниячисленности хищника и жертвы. Сопряженная эволюция.
Видовоеразнообразие как специфическая характеристика сообщества. Динамика сообществ вовремени. Циклические и необратимые процессы. Сериальные и климаксовыесообщества.
Экосистемы.Определение понятия«экосистема». Экосистемы как хорологические единицы биосферы.Составные компоненты экосистем, основные факторы, обеспечивающие ихсуществование. Развитие экосистем: сукцессия.
Основныеэтапы использования вещества и энергии в экосистемах. Трофические уровни.Первичная продукция — продукция автотрофных организмов. Значение фото- ихемосинтеза. Чистая и валовая продукция. Траты на дыхание. Основные методыоценки первичной продукции. Деструкция органического вещества в экосистеме.Биотрофы и сапротрофы. Пищевые цепи «выедания» (пастбищные) и пищевыецепи «разложения» (детритные). Потери энергии при переходе с одноготрофического уровня на другой. Экологическая эффективность; «Пирамидапродукций» и «пирамида биомасс». Микро — и макроредуценты.
Климатическаязональность и основные типы наземных экосистем. Тундры, болота, тайга,смешанные и широколиственные леса умеренной зоны, степи, тропические влажныелеса, пустыни. Первичная продукция разных наземных экосистем. Взаимосвязиразных компонентов наземных экосистем. Значение почвы как особого биокосноготела. Полнота биотического круговорота. Особенности сукцессии наземныхэкосистем.
Водныеэкосистемы и их основные особенности. Отличия водных экосистем от наземных.Планктон, бентос, нектон. Основные группы продуцентов в водной среде:фитопланктон, макрофиты, перифитон. Роль зоопланктона и бактерий вминерализации органического вещества. Детрит. Вертикальная структура водныхэкосистем. Континентальные водоемы: реки, озера, водохранилища, эстуарии.Олиготрофные и евтрофные водоемы. Антропогенное евтрофирование водоемов.Биологическая структура океана. Неритические и пелагические области. Зоныподъема вод. Интенсивность первичного продуцирования в различных частяхМирового океана.
Емкость иустойчивость экосистем. Экологическое равновесие. Разнообразие видов какосновной фактор устойчивости экосистем.
Биосфера. Происхождение и строение Земли, ееоболочки, их структура, взаимосвязь, динамика. Природные ландшафты. Биосфера.Структура и границы биосферы. Роль В.И. Вернадского в формировании современногопонятия о биосфере. Живое и биокосное вещество, их взаимопроникновение и перерождениев круговоротах вещества и энергии. Функциональная целостность биосферы.
Почва каккомпонент биосферы. Происхождение и классификация почв. Разнообразие состава исвойств почв как результат функционирования экосистем и условие ихустойчивости.
Энергетическийбаланс биосферы. Круговорот важнейших химических элементов в биосфере.Преобразующее влияние живого на среду обитания. Эффект самоочищения. Обменныепроцессы в организмах как ключевой этап биопродуктивности. Биогеохимическиефункции разных групп организмов. Биоразнообразие как ресурс биосферы. Первичнаяпродукция суши и океана. Потенциальная продуктивность Земли. Распределениесолнечной радиации на поверхности Земли. Роль атмосферы в удержании тепла.Атмосфера Земли в сравнении с атмосферами других планет.
Основныеэтапы эволюции биосферы. Представления о ноосфере (В.И. Вернадский). Нелинейнаядинамика биосферных процессов. Системный анализ, математические модели,экологическое прогнозирование.
Человек вбиосфере. Человеккак биологический вид. Его экологическая ниша. Экотипы. Гомеостаз и адаптация.Онтогенез человека и его критические периоды. Среда обитания человека,разнообразие условий. Экологические факторы и здоровье человека. Экопатологии.Базовые потребности и качество жизни. Стресс и тренировка. Генетика человека игенетический груз. Условия воспроизведения здорового потомства. Основные мишении эффекты агрессивного воздействия окружающей среды на здоровье человека. Жизньв агро — и урбо-экосистемах; жизнь в экстремальных условиях. Экологиячеловечества. Демографические показатели здоровья населения. Качество жизни,экологический риск и безопасность.
Преднамеренноеи непреднамеренное, прямое и косвенное воздействие человека на природу.Экологический кризис. Ограниченность ресурсов и загрязнение среды как факторы,лимитизирующие развитие человечества.
Глобальныеэкологические проблемы. Рост народонаселения, научно-технический прогресс и природа в современнуюэпоху. Охрана биосферы как одна из важнейших современных задач человечества.Виды и особенности антропогенных воздействий на природу.
Классификацияприродных ресурсов; особенности использования и охраны исчерпаемых(возобновимых, относительно возобновимых и невозобновимых) и неисчерпаемыхресурсов. Энергетика биосферы и природный лимит хозяйственной деятельностичеловека.
Пищевыересурсы человечества. Проблемы питания и производства сельскохозяйственнойпродукции. Сельскохозяйственное производство как экологически обусловленныйбиосферный процесс. Агроэкосистемы, их основные особенности. Особенности охранычистоты атмосферного воздуха, водных ресурсов, почвы, растительного и животногомира. Глобальное загрязнение биосферы, его масштабы, последствия ипринципиальные пути борьбы с ним. «Зеленая революция» и еепоследствия. Значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов.Формы и масштабы сельскохозяйственного загрязнения биосферы. Нехимическиеметоды борьбы с видами, распространение и рост численности которых нежелательныдля человека. Воздействие промышленности и транспорта на окружающую среду.Загрязнение биосферы токсическими и радиоактивными веществами. Основные путимиграции и накопления в биосфере радиоактивных изотопов и других веществ,опасных для человека, животных и растений. Опасность ядерных катастроф.
Урбанизация иее влияние на биосферу. Город как новая среда обитания человека и животных.Пути решения проблем урбанизации. Охрана природы и рекультивация земель натерриториях, интенсивно освоенных хозяйственной деятельностью. Отдых людей иохрана природы.
Задача сохранениягенофонда живого населения и планеты. Изменения видового и популяционногосостава фауны и флоры, вызванные деятельностью человека. Красные книги.Нарушение биогеографических границ. Интродукция — преднамеренная и случайная,ее последствия. Массовые вспышки численности интродуцированных и заносныхвидов.
Значениеневозделываемых и исключаемых из хозяйственного оборота земель для поддержанияэкологического равновесия в биосфере. Биосферные заповедники и другиеохраняемые территории: основные принципы выделения, организации ииспользования. Специфическая ресурсная значимость охраняемых территорий.Заповедное дело в России. Состояние природной среды и здоровья населенияРоссии.
Прогнозвлияния хозяйственной деятельности человека на биосферу. Методы контроля закачеством окружающей среды.
Экономикаи правовые основы природопользования. Проблемы использования и воспроизводства природных ресурсов,их связь с размещением производства. Эколого-экономическая сбалансированностьрегионов как государственная задача. Экономическое стимулированиеприродоохранной деятельности. Юридические и экономические санкции кпроизводствам, загрязняющим среду. Правовые аспекты охраны природы.Законодательные акты СССР и России, современный закон Российской Федерации«Об охране окружающей природной среды». Международные соглашения обохране биосферы.
Инженернаязащита окружающей среды. Отходы производства, их размещение, детоксикация и реутилизация. Проблемыи методы очистки промышленных стоков и выбросов. Биотехнологические методы очисткии биологические методы контроля качества очистных мероприятий.
Увеличениеколичества СО, метана, паров воды в атмосфере. Парниковый эффект. Кислотныедожди и закисление почв. Опасность разрушения озонового слоя: роль фреонов,разрушение почв и уничтожение биологических видов хозяйственной деятельности.Бытовые отходы и проблемы их уничтожения и реутилизации. Борьба с химическими,радиационными, электромагнитными загрязнениями среды в различных техногенныхэкосистемах.
Мероприятияпо охране воздуха, воды, почвы и сохранению биоразнообразия в условияхсовременного промышленного производства, агроэкосистем, урбоэкосистем.
Экологическиекатастрофы и бедствия. Определение и прогноз экологического риска. Критериикризиса и катастрофы.
Обсуждениевозможности устойчивого развития. Экономические, эстетические и этическиепричины, побуждающие охранять природу. «Благоговение перед жизнью»(Швейцер), как возможная этическая основа взаимодействия человека с биосферой.“Нелинейное” и “ноосферное” мышление, идеология биоцентризма как новая научнаяпарадигма и путь к “устойчивому развитию человечества. Переход отантропоцентризма к биоцентризму.
2. Парниковый эффект
Парниковый эффект –подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии,которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которыеведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.
Явление парниковогоэффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которойвозможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффектотсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительнониже, чем она есть сейчас. Однако при повышении концентрации парниковых газовувеличивается непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит кповышению температуры Земли.
В 2007 годуМежправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) – наиболееавторитетный международный орган, объединяющий тысячи ученых из 130 стран мира– представила свой Четвертый оценочный доклад, в котором содержались обобщенныевыводы о прошлых и нынешних климатических изменениях, их воздействии на природуи человека, а также о возможных мерах по противодействию таким изменениям.
Согласно опубликованнымданным, за период с 1906 по 2005 годы средняя температура Земли поднялась на0,74 градуса. В ближайшие 20 лет рост температуры, по мнению экспертов,составит в среднем 0,2 градуса за десятилетие, а к концу XXI века температураЗемли может повыситься от 1,8 до 4,6 градусов (такая разница в данных –результат наложения целого комплекса моделей будущего климата, в которыхучитывались различные сценарии развития мировой экономики и общества).
По мнению ученых, с90-процентой вероятностью наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностьючеловека – сжиганием углеродного ископаемого топлива (т.е. нефти, газа, угля идр.), промышленными процессами, а также сведением лесов – естественныхпоглотителей углекислого газа из атмосферы.
Возможные последствияизменения климата:
1. Изменение частоты иинтенсивности выпадения осадков.
В целом климат на планетестанет более влажным. Но количество осадков не распространится по Землеравномерно. В регионах, которые и так на сегодняшний день получают достаточноеколичество осадков, их выпадение станет интенсивнее. А в регионах снедостаточным увлажнением участятся засушливые периоды.
2. Повышение уровня моря.
В течение ХХ века среднийуровень моря повысился на 0,1-0,2 м. По прогнозам ученых, за XXI век повышениеуровня моря составит до 1 м. В этом случае наиболее уязвимыми окажутсяприбрежные территории и небольшие острова. Такие государства как Нидерланды,Великобритания, а также малые островные государства Океании и Карибскогобассейна первыми подпадут под опасность затопления. Кроме этого участятсявысокие приливы, усилится эрозия береговой линии.
3. Угроза для экосистем ибиоразнообразия.
Существуют прогнозыисчезновения до 30 40% видов растений и животных, поскольку их среда обитаниябудет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.
При повышении температурына 1 градус прогнозируется изменение видового состава леса. Леса являютсяестественным накопителем углерода (80% всего углерода в земной растительности иоколо 40% углерода в почве). Переход от одного типа леса к другому будетсопровождаться выделением большого количества углерода.
4. Таяние ледников.
Современное оледенениеЗемли можно считать одним из самых чутких индикаторов происходящих глобальныхизменений. Спутниковые данные показывают, что начиная с 1960-х годов произошлоуменьшение площади снежного покрова примерно на 10%. С 1950-х годов в Северномполушарии площадь морского льда сократилась почти на 10-15%, а толщинауменьшилась на 40%. По прогнозам экспертов Арктического и Антарктическогонаучно-исследовательского института (Санкт-Петербург), уже через 30 летСеверный ледовитый океан в течение теплого периода года будет полностьювскрываться из под льда.
По данных ученых, толщаГималайских льдов тает со скоростью 10-15 м в год. При нынешней скорости этих процессов две трети ледников исчезнут к 2060 году, а к 2100 все ледники растаютокончательно.
Ускоренное таяниеледников создает ряд непосредственных угроз человеческому развитию. Длягустонаселенных горных и предгорных территорий особую опасность представляютлавины, затопления или, наоборот, снижение полноводности рек, а как следствие сокращениезапасов пресной воды.
5. Сельское хозяйство.
Влияние потепления напродуктивность сельского хозяйства неоднозначно. В некоторых районах сумеренным климатом урожайность может увеличиться в случае небольшого увеличениятемпературы, но снизится в случае значительных температурных изменений. Втропических и субтропических регионах урожайность в целом, по прогнозам, будетснижаться.
Самый серьезный ударможет быть нанесен беднейшим странам, наименее всего готовым приспособиться кизменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 г. число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн.чел., что вдвое больше числа людей,которые сегодня живут в бедности в Африке к югу от Сахары.
6. Водопотребление иводоснабжение.
Одним из последствийклиматических изменений может стать нехватка питьевой воды. В регионах сзасушливым климатом (Центральная Азия, Средиземноморье, Южная Африка, Австралияи т. п.) ситуация еще более усугубиться из-за сокращения уровня выпаденияосадков.
Из-за таяния ледниковсущественно снизиться сток крупнейших водных артерий Азии – Брахмапутры, Ганга,Хуанхэ, Инда, Меконга, Салуэна и Янцзы. Недостаток пресной воды коснется нетолько здоровья людей и развития сельского хозяйства, но также повысит рискполитических разногласий и конфликтов за доступ к водным ресурсам.
7. Здоровье человека.
Изменение климата, попрогнозам ученых, приведет к повышению рисков для здоровья людей, прежде всегоменее обеспеченных слоев населения. Так, сокращение производства продуктовпитания неизбежно приведет к недоеданию и голоду. Аномально высокие температурымогут привести к обострению сердечнососудистых, респираторных и другихзаболеваний.
Повышение температурыможет привести к изменению географического распространения различных видов,являющихся переносчиками заболеваний. С повышением температуры ареалы теплолюбивыхживотных и насекомых (например, энцефалитных клещей и малярийных комаров) будутраспространяться севернее, в то время как люди, населяющие эти территории, небудут обладать иммунитетом к новым заболеваниям.
По мнению экологов,предотвратить полностью прогнозируемые изменения климата человечеству вряд лиудастся. Однако в человеческих силах смягчить климатические изменения, сдержатьтемпы роста температуры с тем, чтобы избежать опасных и необратимых последствийв будущем. В первую очередь, за счет:
1. Ограничения исокращения потребления ископаемого углеродного топлива (угля, нефти, газа);
2. Повышенияэффективности потребления энергии;
3. Внедрения мер поэнергосбережению;
4. Более широкогоиспользования неуглеродных и возобновляемых источников энергии;
5. Развития новыхэкологически чистых и низкоуглеродных технологий;
6. Через предотвращениелесных пожаров и восстановление лесов, поскольку леса – естественныепоглотители углекислого газа из атмосферы.
Парниковый эффект имеетместо не только на Земле. Сильный парниковый эффект – на соседней планете,Венере. Атмосфера Венеры почти целиком состоит из углекислого газа, и врезультате поверхность планеты разогрета до 475 градусов. Климатологи полагают,что Земля избежала такой участи благодаря наличию на ней океанов. Океаныпоглощают атмосферный углерод, и он накапливается в горных породах, таких какизвестняк – посредством этого углекислый газ удаляется из атмосферы. На Венеренет океанов, и весь углекислый газ, который выбрасывают в атмосферу вулканы, тами остается. В результате на планете наблюдается неуправляемый парниковыйэффект.
Оказывается, благодаритьза возникновение жизни на Земле мы должны парниковый эффект и азот в частности.Все дело в том, что когда-то, около 4,5 млрд лет назад, молодая Земля не имелаЛуны и слабо обогревалась молодым тусклым Солнцем.
По расчетам ученых, тогданаша планета получала солнечного тепла на 20-30% меньше, чем сегодня, и если быне парниковый эффект, шансы на зарождение жизни были бы очень малы.
Тем не менее, жизнь возникла,и возникла она благодаря парниковому эффекту. Ученым давно известно, что онобразовался из определенных газов в атмосфере, однако какой основной газучаствовал в создании парникового эффекта на только зарождавшейся Земле —долгое время было загадкой.
И вот недавно врезультате компьютерного моделирования ученые получили новые данные,позволяющие утверждать, что это был азот. Хотя азот и не является парниковымгазом, тем не менее, его большое содержание в атмосфере создает чрезмерноедавление, вследствие которого нижние слои воздуха становятся плотнее, удерживаятепло. Именно таким образом поддерживалась достаточная для возникновения жизнитемпература на Земле в ту пору, когда Солнце было тусклым.
Напомним, ранеероссийские ученые опровергли гипотезу о том, что земная жизнь появилась вокеане. По мнению исследователей, препятствием к возникновению живого являетсяналичие солей натрия в океанической воде. А натрий губительно сказывается наобменных белковых процессах, необходимых для зарождения клетки.
Чтобы эти процессы былизапущены, необходим другой элемент – калий. А он находится в глинистыхсоединениях. Такие соединения могли появиться в скоплениях пресной воды,например, в лужах, озерах. Тем более, что, согласно религиозным представлениям,человек создан из глины. Ученые также предполагают космическое происхождениепервых клеток.
Динамика биосферы подвлиянием индустриальных выбросов CO2, вырубки лесов и эрозии почв
Примем в рассмотрениеследующие антропогенные воздействия на биосферу, приводящие к росту CO2 ватмосфере: сжигание ископаемых органических топлив (индустриальные выбросы),вырубка лесов, эрозия почв.
Моделировалась динамикабиосферы с 1860 г. по 2050 г. Рассмотрим следующий сценарий. Антропогенноепоступление CO2 в атмосферу происходит в результате индустриальных выбросов,вырубки лесов и эрозии почв. После 1996 г. темпы роста индустриальных выбросов сохраняются такими же, какими они были в предыдущем десятилетии.
Основной эффект вырубкилесов проявляется в тропических лесах. Согласно сценарию с 1950 по 2050 г. идет вырубка и последующее уничтожение тропических лесов. В этот период масса тропическихлесов каждый год уменьшается на 0.6%. Величина вырубки на единицу площадиодинакова во всех ячейках.
Рассматривается эрозияпочв, связанная с неправильным сельскохозяйственным землепользованием. Эрозияначинается в 1860 г. и составляет 0.15% в год. Задаются типы экосистем, вкоторых идет эрозия. Величина эрозии на единицу площади во всех ячейкахпредполагается одинаковой.
Расчет динамикибиосферных параметров показан на рисунке. Биосферная реакция на воздействияприводит к росту продуктивности растений суши и увеличению их биомассы ипоглощению выбросов СО2. Количество гумуса почвы длительное врем снижается,затем по мере увеличения годичной продукции растительности, связанного с ростомконцентрации CO2 и температуры, начинает увеличиваться. В целом экосистемы сушии океан поглощают около половины выбросов, и результат воздействия частичнокомпенсируется. Следоватеьно, в биосфере выполняется принцип Ле-Шателье.
Последствияглобального потепления для России
В целом территория Россиив течение 1860-1995 гг. стоком СО2, хотя отдельные экосистемы СО2 выделяли.Больше всего СО2 поглощали лесные экосистемы, а выделяли травяные системы.Фитомасса увеличивалась во всех типах экосистем. Уменьшение гумуса в некоторыхэкосистемах объясняется эрозией почв и влиянием изменений климата. Расчетыпоказывают, что в настоящее время и в последующие годы на территории Россиибудет происходить увеличение годичной продукции растений, увеличение ихбиомассы и поглощение СО2 из атмосферы. В целом будет увеличиваться количествогумуса, за исключением ряда территорий, находящихся в зоне активногосельскохозяйственного использования, преимущественно находящихся в южныхрайонах (см. анимационную карту изменения гумуса).
3. Единаягосударственная система экологического мониторинга
В настоящее времявопросам экологии во всем мире придается большое значение. Создаютсямеждународная научно-образовательная программа, единая государственная системаэкологического мониторинга (ЕГСЭМ). В Белгородской области действуют свыше 12контролирующих государственных органов. Каждая из этих служб имеет своюсамостоятельную программу. Широко осуществляется в области образовательнаяэкологическая программа. Экологическим воспитанием занимаются в детских садах,лицеях, гимназиях, школах и вузах. В учебных заведениях введены предметы“Экология” и “Природопользование”. Традиционными стали областные, городскиеолимпиады по экологии, слеты и лагеря юных экологов. Учащиеся школ ежегодностановятся призерами Всероссийских экологических олимпиад и конкурсов.
Частью общей системыэкологического образования является экологический мониторинг. В реализации этойпроблемы важное значение придается созданию системы школьного мониторинга.Такой подход позволяет активно приобщать учащихся к исследовательской работе поизучению природы родного края, развивать наблюдательность, навыковисследований, к участию в конкурсах, олимпиадах, конференциях. Кроме того, онпозволяет обеспечить учет показателей экологического состояния тех территорий,которые не охвачены государственными экологическими службами. Иногда такоймониторинг проводится по заданию городских экологических служб.
Задача экологическогомониторинга заключается не только в воспитании бережного отношения к природе,но и в использовании теоретических знаний в постановке и в осуществленииэкспериментов. Обычно рекомендуется вести исследования по трем направлениям:
а) теоретическому;
б) экспериментальному;
в) комплексному.
Однако на олимпиадахпроводимых в Белгородской области (очевидно и в других регионах) наиболеевысоко оцениваются экспериментальные проекты. Подобное отношение проявляется ик студенческим научным исследованиям. По нашему мнению все три направления заслуживаютодинакового подхода к их оценке.
Наиболее слабым местом впредставленных проектах на городские, районные и областные олимпиады являетсянеумение формулировать выводы, рекомендации, комментировать графики, таблицы,схемы, излагать методику исследований. В наиболее затруднительном положениинаходятся сельские школы из-за отсутствия необходимой литературы, компьютернойтехники и возможности получения консультаций в экологических службах, у ведущихученых высших учебных заведений. Иногда наблюдается не соблюдение принципаединственного различия опытного и контрольного участков.
Наиболее доступным дляшкол области является локальный мониторинг — изучение природных явлений иантропогенных воздействий на небольших территориях. Он должен проводиться поединой для всего региона программе и методике. Сельские школы испытывают затрудненияв выборе тем для мониторинга. При выборе тем должны учитываться оснащенностьшкол приборами и реактивами, а также возможность помощи со стороны экологическихлабораторий и вузов.
При проведенииисследований рекомендуется соблюдать ряд последовательных этапов. Подготовительный- изучение литературных данных по избранной теме, подбор оборудования, выборметодики исследований. Экспериментальный — закладка опытов и проведениенаблюдений. Камеральный — обработка полученнных данных эксперимента.Аналитический — выявление закономерностей, составление рекомендаций ипредложений. Информационно-практический-ознакомление заитересованных органоввласти, экологических служб с полученными результатами. Подготовка докладов наконференции и представление творческой работы н.
В завершенной работедолжны быть отражены обзор литературы, актуальность темы, цель и задачиисследования, методика исследования, экспериментальная часть, выводы ипредложения по выполненной работе, список использованной литературы.
Школьный мониторинг дляБелгородской области может охватывать биоту, природные среды, источникитехногенного воздействия. Существует широкий спектр тем для школьногомониторинга. Изучение фитоценозов (лес, луг, степь, зеленые насаждения), ихфауны; воздушной, водной, почвенной среды; шума, радиоэкологии (излучение); атакже влияния экологических факторов на здоровье человека, физическогоразвития, социальных условий проживания. По всем этим вопросам для школнеобходимо подготовить более облегченные и доступные методики исследований. Дляописания фитоценозов можно использовать методику геобота-нических описаний,изложенную в геоботанических пособиях [19].
Изучение энтомофаунырекомендуется вести методом кошения с помощью стандартного энтомологическогосачка, а учет птиц и млекопитающих — маршрутным методом. Зеленые насажденияшкольники могут изучать методом инвентаризации. Кроме того, по всем направлениямиспользуются методы наблюдения .
Оценку загрязнениявоздушной среды и мониторинг водных объектов, рекомендуется проводитьбиоиндикационным, физическим или химическим методами. Биоиндикаторами являютсярастения (водоросли — альгоиндикация) и животные (определяются индексыбиотический, Гуднайта и Уотлея). Можно также использовать определение качестваводы и почвы методом автографии на фотобумаге. Восстановительные процессы впридонных субстратах создаются благодаря деятельности анаэробов, поэтому ипроисходит регистрация активности микроорганизмов в грунте в виде черных ибурых пятен на фотобумаге. Деятельность аэробов цвета фотобумаги не изменяет.Этот метод позволяет определять одновременно и уровень восстановленности среды,и уровень активности анаэробных микроорганизмов в данном субстрате.
Хорошим биоиндикаторомявляется кресс-салат, однолетнее овощное растение. Это растение обладает повышеннойчувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами и к загрязнению воздухавыбросами автотранспорта. Семена отличаются быстрым прорастанием в лабораториипри температуре 20-250С (на третий-четвертый день), почтистопроцентной всхожестью (норма — 90-95%), которая очень заметно уменьшается вприсутствии загрязнителей. Продолжительность эксперимента составляет 10-15суток, не требуется сложного оборудования. Можно испытывать достаточноеколичество проб и быстро получать ответ на большинство вопросов эксперимента.
С помощьюфизико-химических методов определяют органолептические показатели ( содержаниевзвешенных частиц, цветность, прозрачность, запах), химические показатели(водородный показатель, сухой остаток, жесткость воды; содержание кислорода,нитратов и нитритов, хлоридов, сульфатов, катионов тяжелых металлов).
Для проведениямониторинга шума в школах могут применяться следующие методы: акустический,акустометрический, компьютерный.
Заключительным документомшкольного мониторинга может быть экологический паспорт территории изучаемогомикрорайона.
Список использованной литературы
1. Алексеев С.В. и др. Практикум по экологии. — М.: АО МДС,1996.- 192с.
2. Арановская Г.И. и др. Справочник по физико-химическимметодам исследования объектов окружающей среды. — М.: Судостроение, 1979.
3. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р.Шуберта.- М.: Мир, 1988. — 350 с.
4. Дончева А.В. и др. Ландшафтная индикация загрязненияприродной среды. — М.: Экология, 1992.- 254 с.
5. Жданов Н.В. Качество пыльцы как показатель загрязненияcреды. Экология родного края / Под ред. Т.Я. Ашихминой.- Киров: Вятка, 1996. — С. 193.
6. Школьный экологический мониторинг. Уч.- метод. Пособие./Под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Агар, 2000. — 386 с.
7. Ярошенко П. Д. Геоботаника. Пособие для студентов пед.Вузов. M.: Изд. Просвещение, 1969. — 197 с.