Основи єкологии

Процес фотосинтезу відбувається в дві фази — світлову та темнову. У світлову фазу, реакції якої перебігають у мембранах особливих структур хлоропластів - тилакоїдів за наявності світла фотосинтезуючі пігменти вловлюють кванти світла (фотони). Поглинання фотонів приводить до «збудження» одного з електронів молекули хлорофілу, який за допомогою молекул — переносників електронів переміщується на зовнішню поверхню мембрани тилакоїдів, набуваючи певної потенційної енергії.

 

Енергія, вивільнена при поверненні електронів із зовнішньої поверхні мембрани тилакоїдів на попередній енергетичний рівень, запасається у вигляді хімічних зв'язків молекул АТФ, які синтезуються під час реакцій в обох фотосистемах. Деяка її частина витрачається на випаровування води. Таким чином, під час світлової фази фотосинтезу утворюються багаті на енергію (яка запасається у вигляді хімічних зв'язків) сполуки: синтезується АТФ і відновлюється НАДФ. Як продукт фотолізу води в атмосферу виділяється молекулярний кисень.

Реакції темпової фази фотосинтезу  перебігають у внутрішньому середовищі (матриксі) хлоропластів як на світлі, так і за його відсутності. Як згадувалося раніше, в ході реакцій темпової фази С02 відновлюється до глюкози завдяки енергії, що вивільнюється при розщепленні АТФ, та за рахунок відновленого НАДФ.

Сполукою, яка сприймає атмосферний  СО2, є рибульозобіфосфат (п'ятивуглецевий цукор, сполучений із двома залишками фосфорної кислоти). Процес приєднання СО2 каталізує фермент карбоксилаза. Внаслідок складних і багатоступеневих хімічних реакцій, кожну з яких каталізує свій специфічний фермент, утворюється кінцевий продукт фотосинтезу — глюкоза, а також відновлюється акцептор СО2, - рибульозобіфосфат. З глюкози в клітинах рослин можуть синтезуватися полісахариди — крохмаль, целюлоза тощо.

Підсумкове рівняння процесу фотосинтезу  у зелених рослин має такий  вигляд:

 

Що таке природокористування? Класифікація природокористування?Що таке нераціональне природокористування?

 Екологія — це наука , що займається вивченням взаємозв’язків у природному середовищі . Так було до 70-х років , зараз цими питаннями займається загальна екологія. Основними завданнями загальної екології є так:

вивчення з позицій системного підходу загального стану сучасної біосфери планети , причин його формування та особливостей розвитку під впливом природних та антропогенних факторів ( іншими словами вивчення формування , існування та функціонування біологічних систем усіх рівнів у взаємозв’язку з атмосферою , літосферою та техносферою ) ;

прогноз динаміки стану біосфери в  часі та просторі ;

 

розробка шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства й природи , збереження здатності біосфери до самовідновлення та саморегулювання  з урахуванням основних екологічних  законів і загальних законів  оптимізації взаємозв’язків суспільства  та природи .

На думку деяких авторів Ландшафтна екологія знаходиться десь на перетині екології живих організмів ( розділ теоретичної екології ) ; науки про  раціональне використання та охорону  природних ресурсів т.з.  енвайроменталогію та науки про техногенні фактори забруднення довкілля ( практичні розділи екології ) . В екології елементарна одиниця – екосистема (єдиний природний комплекс , утворений за довгий час живими організмами й середовищем , в якому вони існують , і де всі компоненти обміном речовин та енергії ,при чому в системі повинна бути стабільною , та повинен чітко і стабільно функціонувати кругообіг речовин ) ; в ландшафтній екології елементарна одиниця – геосистема ( клас полігеокомпонентних природних систем , які виділяються з реального тривимірного фізичного простору як його певний об’єм , у межах якого протягом деякого періоду природні елементи й процеси завдяки існуючим між ними та з зовнішнім середовищем відношенням певного типу ( генетико-еволюційним , позиційним , речовинно-потоковим та ін. ) упорядковуються у відповідні цім відношенням структури з характерними інваріантними ознаками та динамічними змінами ) ; погодьтеся , що між двома ціма термінами є суттєва різниця .

Характерною особливістю екосистеми є її позаранговість. Як екосистему можна розглядати і окрему краплину води, озеро, територію з-невизначеними межами, яку займає певна популяція. З цією особливістю пов'язана другорядність територіального аспекту в екологічному аналізі. Для нього більш важливим є не межі та розміри екосистеми, а процеси, які в ній відбуваються. При цьому значна увага приділяється біотичним процесам, а з абіотичних аналізуються переважно ті що безпосередньо пов'язані з «центром» екосистеми. 3в'язки між елементами, що належать до периферії екосистеми, нерідко нехтуються. При аналізі компонентів екосистеми акцент робиться не стільки на їх властивостях, генезисі , будові скільки на функціях, які вони відіграють в екосистемі. Пріоритет функціонального аспекту аналізу екосистеми визначає способи її декомпозиції на структурні частини (продуценти—консументи-редуценти та ін.) , зв'язки між ними (трофічні, консортивні та ін.), вибір параметрів, які описують екосистему тощо.

При вивченні впливу зовнішнього середовища на екосистеми звертають увагу переважно  на оцінку можливостей їх існування  та ефективності функціонування в різних діапазонах дії факторів. На цій  основі розроблено ряд конструктивних концепцій — лімітуючого фактора, екологічної ніші, а також методи градієнтного аналізу. 3 нею також пов'язана традиційна для екології більша увага до ординації, ніж до класифікації екосистем. В процесі природокористування людство щорічно переміщує на нашій планети більше 4 трлн.т речовини, створює тисячі нових хімічних сполук, більшість з яких не включаєьтся в кругообіг речовин і накопичується в біосфері, забруднюючи її. Внаслідок промислової діяльності відбувається забруднення природного середовища, зменшується рівень сонячної радіації над великими географічними регіонами.

Навколишнє середовище, а особливо його головний компонент - геологічне середовище (верхня частина літосфери, в межах якої формується мінеральна основа біосфери), інтенсивно змінюється. Техногенний тиск людини з часом  все збільшується і набуває все  ширшого просторового діапазону, від  нижнього прошарку атмосфери до проникнення  в літосферу на десятки кілометрів в глибину. Геологічне середовище виступає в ролі “депо” забруднюючих речовин, а його складові: грунти, породи зони аерації та мінерального живлення рослин, донні відклади, гірські породи, поверхневі та підземні води накопичують забруднюючі речовини у різних формах і з часом фіксують антропогенні зміни довкілля. Зростаючий техногенний тиск діяльності людини викликає неухильне погіршення екологічних параметрів довкілля. В першу чергу, це погіршення формується внаслідок щорічного надходження в атмосферу, поверхневі водойми, грунтові води, грунти повітряних викидів промислових підприємств та теплових електростанцій, стоків промислових вод. Потужним джерелом погіршення еколого-геохімічної обстановки є хімізація земель при сільськогосподарській діяльності, що зумовлює надходження нітритів і пестицидів навіть у підземні води. Значні зміни відбуваються під впливом площинних інженерних систем, якими є промислово-міські агломерації та територіально-виробничі комплекси. Масштабне порушення рівноваги верхнього шару порід літосфери відбувається під впливом гірничих робіт, промислової та міської забудови, надлишкового зарегулювання поверхневого стоку. Утворення водосховищ промислових вод призводить до накопиченням величезних водних мас, що, в свою чергу активізує розвиток таких екзогенних процесів, як зсуви, осідання і провали, підтоплення та ін.

Екологічні проблеми Чорного  і Азовського морів.

Чорне і Азовське моря — найвіддаленіші від Світового океану. Площа їх водозбірного басейну значно перевищує  площу самих морів. Це зумовило надзвичайну  чутливість їх до впливу людської діяльності. Протягом останніх десятиріч відбувалися евтрофікаційні процеси, забруднення морського шельфу токсичними речовинами, абразія, берегів втрати біологічного різноманіття і рибних ресурсів, значні втрати рекреаційних ресурсів.

До Азово-Чорноморського басейну  належить 98% території України. Водозбірний  басейн Чорного і Азовського морів  охоплює територію 2,4 млн кв. км. Частка території України у площі Азово-Чорноморського водозбірного басейну становить 23% і включає водозбірні басейни Дунаю, Дніпра, Дністра, Південного Бугу, Сіверського Дінця (басейн Дону), малих річок північного Приазов'я, Криму, північного-західного Причорномор'я.

Морське узбережжя Чорного і  Азовського морів займає значну частину  південного кордону України. Воно охоплює  п'ять адміністративних одиниць  — Донецьку, Запорізьку, Херсонську, Миколаївську та Одеську області, а  також Автономну Республіку Крим. Загальна довжина берегової лінії  перевищує 3000 км.

У Чорному і Азовському морях  внутрішні води займають 10881 кв. км, територіальні води України становлять 29454 кв. км, а площа шельфу до ізобати 200 м — 55750 кв. км, що становить 57% усього Чорноморського шельфу..

У межах України розташовані 14 морських лиманів і естуаріїв загальною  площею 1952 кв. км, 8 заток загальною  площею 1770 кв. км, близько 20 приморських  водно-болотних угідь загальною  площею 635 000 га. Інтенсивний економічний  розвиток і виснажливе природокористування  призвели до значного екологічного навантаження на екосистеми Азовського та Чорного  морів.

Перевищення обсягу забруднень над  асиміляційною здатністю морських екосистем, надходження до морів  чужинних біологічних видів, використання природних морських ресурсів в обсягах, що перевищують їх потенціал, застосування екологічно шкідливих технологій добування  морських ресурсів, транспортування  і перевантаження морських вантажів тощо протягом останніх 30 років обумовили  значні зміни природного стану морського  довкілля. Мікробіологічне забруднення  прибережних вод стоками комунальних  підприємств часто унеможливлює їх використання для оздоровлення людей. Хвильова абразія призводить до поширення  небезпечних геологічних процесів уздовж усього морського узбережжя.

Одним із негативних впливів на морське  середовище є днопоглиблювальні  і гідромеханізовані роботи, які здійснювалися в територіальних водах та на шельфі Чорного моря.

Проблемою прибережної смуги є  також берегова ерозія. Близько 2600 км берегової лінії руйнується від  змивання та ерозії. Понад 100 га землі  втрачається для різного використання щороку. Це призводить до зменшення  територій для містобудування і  розвитку туризму, має згубний вплив  на берегову екосистему.

Найчутливішою до антpопогенного навантаження є пpибеpежна частина Чоpного та Азовського моpів, особливо у зонi діяльності поpтiв, гирлових piчкових зонах, а також зонах впливу великих мiст. Прибережну частину Чорного моря забруднюють берегові підприємства, які скидають стічні води в море.

Значна частина забруднювальних  речовин потрапляє до моря внаслідок  діяльності об'єктів комунального господарства великих міст на узбережжі — Одеси, Севастополя, Феодосії та інших. Загалом  за 1998 р. у межах України в море було скинуто стічних вод без  очищення 5,9 млн. м3: недостатньо очищених — 34,5 млн. м3: нормативно очищених — 224,6 млн. м3. При цьому в море надійшло 5,1 тис. т завислих речовин і 5,1 тис. т органічних речовин.

Екологічний стан Чорного і Азовського морів.

За даними моніторингу, за останні  роки вміст у воді біогенних речовин  знаходиться на постійному рівні, який значно нижче ГДК для азоту  амонійного, нітратів і фосфатів. Це пов'язано зі зниженням інтенсивності  внесення мінеральних добрив, пестицидів на сільськогосподарські угіддя, що сприяло  зменшенню вимивання біогенних  і забруднювальних речовин з  водозбірних територій основних річок. Основними забруднювальними компонентами морського середовища є нафтопродукти. Постійний вміст  нафтопродуктів у морській воді пов'язаний з діяльністю промислових підприємств, портів, втратами під час бункерних  операцій, виносом до моря з річковими  водами і стічними водами комунальних  очисних споруд.  У багатьох портах України дещо підвищені концентрації нафтопродуктів. Так в Одеському, Iллiчiвському та Керченському портах вміст нафтопродуктів за останній період у багатьох створених точках контролю нерідко досягає 1–1,5 ГДК. Загалом, по регіонах у 1998 р. намітилася тенденція до стабілізації рівнів нафтопродуктів з деяким збільшенням по Керченському порту. Найбільш небезпечною зоною щодо забpуднення морських вод України нафтопродуктами протягом останніх років є Севастопольські бухти. Значні перевищення рівня ГДК по нафтопродуктах у районі бухт пов'язані з забрудненням морських вод об'єктами Чоpномоpського флоту, яке відбувається внаслідок операцій з нафтопpодуктами і нафтовими стічними водами на судах та берегових об'єктах. У бухтах Південна, Комишева, Голландія, Карантинна та Північна вміст нафтопpодуктiв у повеpхневих шаpах моpя за останні роки постійно перевищує ГДК в середньому в 3–10 pазiв.

Однак масштаби і складність проблем  деградації екосистем Чорного і  Азовського морів виходять за межі кордонів окремих берегових держав. Україна доклала значних зусиль для забезпечення ефективного міжнародного співробітництва по збереженню морського середовища. Основним міжнародним документом, який окреслює рамки для спільних регіональних принципів, є Конвенція про захист Чорного моря від забруднень. Конвенція підписана Україною в 1992 р. і ратифікована в 1994 р. Головною метою Конвенції є створення сприятливих умов для об'єднаних дій по збереженню довкілля Чорного і Азовського морів та живих організмів, враховуючи економічні, соціальні й медичні аспекти забруднення. Конвенція визначає пріоритетні заходи щодо запобігання, зниження і контролю за забрудненням морського середовища, спричиненим діяльністю на суші й на морі, та умови співробітництва при надзвичайних ситуаціях. Вона також визначає, що сторони будуть співробітничати в наукових дослідженнях, розробці національного законодавства з метою оцінки екологічних втрат і відповідальності. Протоколи про зменшення забруднень з джерел, розташованих на суші, про заборону поховань і про забруднення нафтопродуктами та іншими небезпечними речовинами є інтегральною частиною Конвенції, що робить її практичним документом з реальним впливом на регіональне управління довкіллям.

 

 

Список використаної літератури:

1.Михайлов А.М. Охрана окружающей среды про разработке месторождений открытым способом.- М.,Нерда, 1981.

2.Вернадский В.И.Биосфера. Л.:1926.

3. Дре Ф. Экология. М.:1976.

4.Ю.Одум. Основы экологии. М.: 1975.

5.С.П. Богомолов. Экология. Учебное пособие. М.: 1997.

6.С.Н. Бобылев. Экономика природопользования. М.:, 1997.

7.Ю.А. Злобін. Основи екології. К.: Лібра, 1998.

8.Т.А. Хоружая. Методы оценки экологической опасности. М.: ЭБМ-контур, 1998.

9.В.С. Джигирей. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. Навчальний посібник. К.: “Знання”, КОО, 2000.