Контрольная работа по "Экологии"

Цели

Комплексный и взаимосвязанный характер пресноводных систем требует целостного подхода к управлению ресурсами пресной воды (предполагающего хозяйственную деятельность в пределах водосборного бассейна) на основе сбалансированного учета потребностей населения и окружающей среды. Еще в принятом в Мар-дель-Плата Плане действий было указано на внутреннюю связь между водохозяйственными проектами и серьезными последствиями их осуществления, которые носят физический, химический, биологический и социально-экономический характер. В области оздоровления окружающей среды была поставлена следующая общая цель: «производить оценку последствий различных видов водопользования для окружающей среды, поддерживать меры, направленные на борьбу с передаваемыми посредством воды заболеваниями, а также охранять экосистемы».

Масштабы и степень загрязнения зон аэрации и водоносных горизонтов всегда недооценивались в силу относительной недоступности водоносных горизонтов и отсутствия информации о водоносных системах. В этой связи охрана подземных вод является одним из важнейших элементов рационального использования водных ресурсов.

Для включения элементов регулирования качества водных ресурсов в водохозяйственную деятельность необходимо одновременно стремиться к достижению следующих трех целей:

a) сохранение целостности экосистемы благодаря ведению хозяйственной деятельности на основе принципа, предусматривающего охрану водных экосистем, включая живые ресурсы, и их эффективную защиту от любых видов деградации в пределах водосборного бассейна;

b) охрана здоровья населения, что предусматривает не только снабжение питьевой водой, не содержащей патогенных микроорганизмов, но и борьбу с переносчиками инфекции в водной среде;

c) развитие людских ресурсов, являющееся залогом формирования потенциала и необходимым условием для налаживания деятельности по регулированию качества воды.

Все государства, в зависимости от своих возможностей и имеющихся ресурсов и через двустороннее или многостороннее сотрудничество, в том числе с Организацией Объединенных Наций и, при необходимости, с другими соответствующими организациями, смогли бы установить следующие цели:

a) определить те ресурсы поверхностных и подземных вод, которые можно было бы освоить для использования на устойчивой основе, и другие основные зависящие от воды ресурсы, которые могут быть освоены, и одновременно начать осуществление программ по охране, сохранению и рациональному использованию этих ресурсов на устойчивой основе;

b) определить все потенциальные источники водоснабжения и подготовить проекты их защиты, сохранения и рационального использования;

c) приступить к осуществлению эффективных и соизмеримых с уровнем их социально-экономического развития программ по борьбе с загрязнением вод, соответствующим образом сочетая реализацию стратегий сокращения загрязнения у источника с проведением экологических экспертиз и применением практически осуществимых норм для выбросов из крупных точечных источников и неточечных источников с высокой степенью риска;

d) принимать, насколько это возможно, участие в осуществлении международных программ мониторинга и регулирования качества воды, например, таких, как Глобальная программа мониторинга качества воды (ГСМОС-ВОДА), Программа ЮНЕП по экологически обоснованному использованию внутренних водных ресурсов (ЭМИНВА), Программа ФАО по региональным внутренним водоемам, используемым для рыбного промысла, и Конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц (Конвенция РАМСАР);

e) уменьшить распространенность передаваемых через воду заболеваний, начиная с ликвидации дракункул за (ришта) и онхоцеркоза (речная слепота) к 2000 году;

f) установить, согласно своим возможностям и потребностям, биологические, санитарно-гигиенические, физические и химические критерии качества воды в отношении всех видов водоемов (поверхностные и подземные воды) с целью постоянного улучшения качества воды;

g) осуществлять комплексный подход к экологически безопасному управлению водными ресурсами, включая защиту водных экосистем и живых пресноводных ресурсов;

h) разработать стратегии по экологически безопасному управлению запасами пресной воды и соответствующими прибрежными экосистемами, включая рассмотрение проблем, связанных с рыболовством, аквакультурой, пастбищным хозяйством, сельскохо-зяйственной деятельностью и биологическим разнообразием.

Вопрос №4. Система мониторинга, основная цель её создания, основные направления деятельности.

В 1971 году при подготовке к первой международной конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 1972) экспертами комиссии Научного комитета по проблемам окружающей среды было предложено понятие «мониторинг окружающей природной среды». Этот термин было решено использовать «для обозначения системы повторных наблюдений одного и более элементов природной среды в пространстве и во времени с определенными целями и в соответствии с заранее подготовленной программой». Авторство принадлежало члену комиссии американскому ученому Р. Манну. Важным решением Стокгольмской конференции была рекомендация по созданию Глобальной системы мониторинга окружающей среды (Global Environmental Monitoring Systems– GEMS). Большая заслуга в разработке концепции мониторинга принадлежит выдающемуся российскому ученому Ю. А. Израэлю, который предложил «понимать под мониторингом только такую систему наблюдений, которая позволяет выделить изменения состояния биосферы под влиянием антропогенной деятельности». В соответствии с определением, основными элементами в эту систему включаются: – наблюдение за факторами воздействия и состоянием окружающей среды; – прогноз ее будущего состояния; – оценка ее фактического и прогнозируемого состояния. Эта концепция отводит мониторингу функцию информационного обеспечения антропогенной деятельности. По мнению другого российского исследователя И. П. Герасимова, «объектом общего мониторинга является многокомпонентная совокупность природных явлений, подверженная многообразным естественным динамическим изменениям и испытывающая разнообразные воздействия и преобразования ее человеком». И. П. Герасимов понимал под мониторингом «систему наблюдения, контроля и управления состоянием окружающей среды, осуществляемую в различных масштабах, в том числе глобальном». «Управленческая» концепция мониторинга нацеливала на выявление и контроль экологической опасности, создание экологически целесообразного хозяйства, активное международное сотрудничество. Сторонники «управленческой» концепции мониторинга настаивали на необходимости восполнения пробела, связанного с отсутствием в системе мониторинга звена управления. В настоящее время принято такое определение: под экологическим мониторингом окружающей среды понимают комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Это понятие означает регулярные наблюдения природных сред, ресурсов, растительного и животного мира, выполняемые по единообразной программе. Такой подход позволяет выявить изменения их состояния как в ходе естественных процессов, так и под влиянием деятельности человека. Цель, задачи и принципы организации экологического мониторинга Основная цель экологического мониторинга заключается в создании информационной системы, позволяющей получать достоверные сведения о состоянии окружающей среды и ее изменениях в физических и биотических компонентах под действием естественных и антропогенных факторов. Системы экологического мониторинга призваны решать следующие задачи: – сбор первичной информации, ее накопление, систематизация, анализ и формирование банка данных; – обработка и представление данных в виде различных таблиц, графиков, карт; – усовершенствование и разработка методов получения исходной информации, оценка текущего состояния окружающей среды и прогноза; – анализ причин наблюдаемых и вероятных изменений состояния; – оперативное обеспечение необходимой информацией всех заинтересованных лиц. При этом оценка текущего состояния среды является основой для принятия оперативных решений в области природопользования, а прогноз – для принятия долговременных решений. Организация экологического мониторинга базируется на трех основных принципах: комплексности, систематичности и унифицированности. На основе этих принципов процесс построения системы экологического мониторинга должен включать следующие основные составляющие: – выбор объектов мониторинга и контролируемых параметров; – создание сети пунктов наблюдений; – сбор, обработка и накопление информации; – обработка полученной информации, анализ и оценка экологической обстановки; – использование информации и результатов для принятия решений о действиях по улучшению экологической ситуации. Структура системы экологического мониторинга состоит из четырех основных блоков: базы данных, аналитического блока, информационного блока и блока управления экологической ситуацией. Информационная система экологического мониторинга является составной частью системы управления состоянием окружающей среды, поскольку информация о существующем состоянии окружающей среды и тенденциях его изменения являются основой разработки природоохранной политики и планирования социально-экономического развития территорий.

Вопрос №5. Основные закономерности превращения энергии в природных экосистемах.

Экосистема — основная функциональная единица в экологии, единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоемы), в которой живые и неживые компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии.

Любой живой организм зависит от спектра приземного солнечного излучения, температуры, влажности окружающей среды, химического состава воздуха, пищи и других факторов. С другой стороны, свободный кислород в атмосфере появляется в результате жизнедеятельности растений, плодородный слой почвы это сложный продукт взаимодействия климата, влаги, живых организмов с верхними слоями горных пород. Биогенное происхождение (то есть связанное с жизнедеятельностью растений, животных, микроорганизмов) имеют каменный уголь, торф, мел и др. 

В.И. Вернадский подчеркивал, что «биосфера это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, включающая в себя все живые организмы, а также всю неживую среду их обитания, при этом между косными природными телами и живыми веществами идет непрерывный материальный и энергетический обмен, выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием». Далее в основном рассматриваются общие закономерности взаимоотношений природы и человеческого общества.

Сегодня человеческое общество находится на пороге того этапа эволюции нашей планеты, который называют периодом ноосферы. Ноосфера представляет собой связующее звено между космосом и Землей, которое, используя приходящую на Землю энергию, трансформирует мертвое вещество, создает новые формы материального мира, ускоряя все процессы, протекающие на Земле. Появление жизни это естественный этап развития, который ознаменовал качественное изменение эволюции Земли как космического тела.

Переход биосферы в ноосферу предусматривает управление развитием как общества, так и биосферы. Это должно не только исключить всякие отрицательные последствия природопользования, но и исправить те, что уже имели место. Для этого необходимы:

1. текущий учет изменений в окружающей среде и предотвращение ухудшения качества окружающей среды;
2. прогноз изменений в окружающей среде и связанных с ними экологических последствий.

Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на две категории:

• факторы неживой природы (абиотические);

• факторы живой природы (биотические). 

Приспособительская реакция организмов к тем или иным факторам среды определяется степенью постоянства (периодичностью) воздействия этих факторов. 
А. С. Мончадский выделяет три основных фактора:

1. Относящиеся к явлениям Солнечной системы, и в частности связанные с вращением Земли (смена времен года, суточная смена). Здесь имеется строгая периодичность, действовавшая еще до появления жизни на Земле, возникающие живые организмы должны сразу адаптироваться к этим факторам.
2. Факторы, являющиеся следствием первичных: влажность, температура, давление, динамика растительной пищи, содержание растворенных газов в воде и др.
3. Факторы, не имеющие правильной цикличности, например стихийные явления. К этим факторам относятся и антропогенные (производимые человеком) воздействия на окружающую среду, например появление примесей в воде, почве, воздухе, связанное с деятельностью промышленных предприятий.

Для того чтобы адаптация живых организмов к новым условиям могла наследственно закрепиться, требуется длительное эволюционное время, за которое сменятся сотни поколений. Живые организмы, как правило, не успевают выработать приспособительные реакции, то есть адаптация к непериодическим факторам у организмов невозможна.

Ядовитые и вредные вещества, например неочищенные сточные воды, отбросы, выхлопные газы, радиоактивные вещества, биоциды и др., попав в экосистему, не исчезают бесследно. Даже низкие их концентрации, действуя долгое время, могут повредить человеку, животным и растениям. Как показали наблюдения, некоторые яды могут передаваться по пищевым цепочкам и сетям. Так, тяжелые металлы (например, свинец) передаются из растений корове, оттуда в молоко, а с молоком человеку. Инсектициды поступают с отравленными насекомыми в насекомоядную рыбу, а затем к человеку или птице, съевшим эту рыбу.

В отдельных звеньях пищевой цепи может происходить нарастающее накопление ядов. Если они не разлагаются и не выводятся из организмов, то нарушается равновесие химического круговорота веществ. В жизнестойкой экологической системе все время должно поддерживаться равновесие, исключающее необратимое уничтожение тех или иных «каналов» обмена информацией (энергетической, химической, генетической и др.).

Жизнедеятельность всех живых организмов, включая человека, представляет собой работу, для осуществления которой требуется энергия. Энергия солнечной радиации первична на Земле и имеет преимущественное значение для жизни в инфракрасной (0,75—4 мкм) и ультрафиолетовой (0,28—0,4 мкм) областях спектра.

Непрерывный поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых клеток, преобразуется в энергию химических связей. Химические вещества последовательно переходят от одних организмов к другим, то есть происходит последовательный упорядоченный поток вещества и энергии.

Продукция фотосинтеза обеспечивает человека пищей, одеждой, энергией. Например, каменный уголь это солнечная энергия, аккумулированная в продуктах фотосинтеза растений прошлых геологических эпох.

Экология, по сути дела, изучает связь между излучением и экологическими системами и способы превращения энергии внутри системы. Отношения между растениями и животными, между хищниками и жертвами, не говоря уже о численности и видовом составе организмов в каждом их местообитании, лимитируются и управляются потоком энергии, превращающейся из ее концентрированных (конкретных) форм в рассеянные (невосстанавливаемые).

Существует два основных механизма удержания, перераспределения и накопления энергии на Земле:

1. Механизм, характеризующий среду обитания: испарение, конденсация, градиенты плотности в атмосфере и в океане, геохимические реакции, эрозия и др. (геохимический круговорот веществ).
2. Механизм, характеризующий жизнедеятельность биообъектов: фотосинтез, дыхание и др.

Все типы экосистем регулируются теми же основными законами, которые управляют и неживыми системами, например техническими установками, машинами. Различие заключается в том, что живые системы, используя часть имеющейся внутри них энергии, способны самовасстанавливаться, а машины приходится чинить, используя при этом внешнюю энергию.

Когда излучение поглощается каким-либо предметом, последний нагревается, то есть энергия излучения переходит в энергию движения молекул, из которых состоит тело, причем, это касается любых физических полей и сред, взаимодействующих с ними. В частности, солнечное излучение сушей и водой поглощается поразному, в результате возникают теплые и холодные области, что в свою очередь служит причиной образования воздушных потоков, которые, например, могут вращать ветряные двигатели и выполнять другую работу. Таким образом, «потребленная» энергия на самом деле не расходуется, она только переводится из состояния, в котором ее легко превратить в работу, в состояние с малой возможностью использования.

Если температура какого-либо тела выше температуры окружающего воздуха, то тело будет отдавать тепло до тех пор, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды, после чего наступает состояние термодинамического равновесия и дальнейшее рассеяние энергии в тепловой форме прекращается. Такая система находится в состоянии максимальной энтропии. Энтропия отражает возможности превращения энергии и рассматривается как мера неупорядоченности системы.