Экология: Учебно-методическое пособие

Министерство образования Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Елецкий государстве6ный университет им. И.А. Бунина

Гусев А.Н., Сидорова Е.В. ЭКОЛОГИЯ Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальностям: 032900 – русский язык и литература 030900 – музыкальное образование

Елец - 2005

Печатается по решению редакционного издательского Совета Елецкого государственного университета имени И.А.Бунина от____________ 2005 г. протокол № ___________

Рецензенты: Доктор биологических наук, профессор В.М. Басов (Елецкий государственный университет имени И.А. Бунина) Кандидат педагогических наук, доцент Л.Я. Мусатова (Елецкий государственный университет имени И.А. Бунина)

Гусев А.Н. , Сидорова Е.В. Экология: учебно-методическое пособие к курсу Елец: ЕГУ им. И.А. Бунина, 2005 г.__________ В учебно-методическом пособии к курсу «Экология» представлены фрагменты лекционного курса, тематика практических и семинарских занятий, адаптированное к оснащению учебных лабораторий кафедры основ естествознания ЕГУ им. И.А. Бунина, примеры тестовых работ и вопросов к зачёту. Пособие рекомендовано преподавателям и студентам вуза, учителям и учащимся школ.

с. Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина, 2005 с. А.Н. Гусев, Е.В. Сидорова

Содержание Предисловие I. II.

Объём дисциплины Содержание дисциплины Фрагменты лекционного курса Тема 1. Введение, история и задачи курса «Экология» Тема 2. Среды жизни организмов и экологические факторы Тема 3. Экология популяций Тема 4. Биоценозы, экосистемы Тема 5. Основы учения о биосфере. Работы В.И. Вернадского Тема 6. Биосфера и человек. Ноосфера Тема 7. Глобальные экологические проблемы Тема 8. Региональные экологические проблемы Тема 9. Принципы экологического воспитания и образования III. Практические (семинарские) занятия Тема 1. Определение экологии как комплексной науки о природе, краткая история, экологическое законодательство Тема 2. Среды жизни и адаптация к ним организмов. Классификация экологических факторов Тема 3. Показатели характеристики и эволюционная роль популяций Тема 4. Структура биоценозов и экосистем, трофические уровни, правило экологической пирамиды Тема 5. Учение В.И. Вернадского о биосфере, свойства биосферы и Глобальные круговороты веществ Тема 6. Взаимодействие человека и биосферы и разные этапы развития цивилизации. Ноосфера Тема 7. Глобальные экологические проблемы и пути их решения Тема 8. Региональные экологические проблемы и пути их решения Тема 9. Содержание и принципы экологического образования и воспитания. IV. Тестовые задания для контрольной работы V. Примерные вопросы к зачёту VI. Список литературы

Предисловие Экология и экологические проблемы в настоящее время выдвинулись на первый план основных проблем человечества. Всеобщая озабоченность перспективами жизни на Земле отразилась на учебных планах в вузах, школах и во всех образовательных учреждениях. Во всех направлениях общего и профессионального образования «Экология» введена в государственные образовательные стандарты. Переход от принципа антропоцентризма к биоцентризму в изучении природы определяет поиск новых путей обучения студентов и учащихся всех уровней образовательных учреждений. В учебной литературе разных лет издания, в том числе, и последних, на наш взгляд, недостаточно чётко определён курс вопросов и область научного знания экологии как учебной дисциплины, её объём и предмет изучения, её рамки до сих пор не приобрели чёткого очертания. Нет чёткого определения структуры экологических направлений, таких как общая экология, прикладная экология, специальная экология и т.д. В данной работе авторы в качестве основной задачи ставят, прежде всего, чёткое определение понятия экология, область её научного знания, объект и предмет исследования, связь экологии с другими науками. Большое внимание в работе уделено истории экологии, этот раздел помогает изучить понять особенности становления экологии как науки, лучше уяснить её цель и задачи. Показана межпредметная связь экологии, её близость к циклу наук естественно – математического экономико-социального блоков. Авторы выражают надежду, что данное пособие поможет студентам в познании экологических закономерностей, и будут признательны всем работникам учебных заведений за замечания и советы по совершенствованию настоящего издания.

I.

Объём дисциплины.

В соответствии с учебными планами специальности 032900 «Русский язык и литература» (3 семестр) и 030900 «Музыкальное образование» (7 семестр) на изучение дисциплины «Экология» отводится следующий объём времени: 1. Лекции – 18 часов 2. Практические (семинарские) занятия – 18 часов 3. Самостоятельная работа – 44 часа. Итого: 80 часов. Разделы «Введение», «Объём дисциплины», «Фрагменты лекционного курса», «Тестовые задания для контрольной работы», «Вопросы к зачёту», «Заключение», написаны профессором кафедры основ естествознания Гусевым А.Н. Раздел семинарские (практические) занятия – выпускницей ЕГУ им.И.А. Бунина, учителем высшей категории СОШ №15 г.Ельца Сидоровой Е.В.

II.

Содержание дисциплины. Фрагменты лекционного курса. Тема 1. Введение, история и задачи курса экология.

Термин «Экология» происходит от греческого «ойкос» (дом, жилище) и «логос» (учение, наука), то есть в дословном переводе означает – наука о доме (быте) живых организмов. Впервые этот термин возник в 1866 г., но был предложен немецким биологом Э.Геккелем в работе «Всеобщая мерфология организмов». Однако наиболее полное определение понятия экология звучит так: экология – это наука о взаимосвязи (взаимоотношениях) живых организмов между собой и окружающей природой (в том числе, неживой) средой. Пожалуй, это наиболее полное и всеобъемлющее понятие экологии. Историю развития этой науки можно условно как – бы подразделить на 3 периода: Эпоха античности, эпоха возрождения и современный период. История и развитие экологических представлений человека уходит в глубокую древность. Знания об окружающей среде и отношение к ней имели практическое значение ещё на заре развития человека как биологического вида. Уже первобытный человек понимал свою зависимость от окружающей среды. 500 тыс. лет назад предки человека имели сведения о пище, которую добывали охотой и собирательством, использовали природные источники огня. 150 тыс. лет назад люди сами научились разводить огонь, строить жилище, расширять свой ареал. 8 тыс.лет до н.э. в Передней Азии начинается обработка земли и выращивание сельскохозяйственных культур. В 6-2 тыс. до н.э. в Европе начали переходить к осёдлому образу жизни, учитывали погоду, климат.

1. Эпоха античности (VIII в..э. – V в. н.э.) – начало осознания человеком своего места в природе, без ущерба ей. Анаксагор (500 – 428 г.г. до н.э.) – древнегреческий философ, астроном говорил о развитии Земли и появлении жизни (растений, животных) из хаоса. Эмпедокл (487 – 424 г.г. до н.э.) – греческий философ и врач считал, что жизнь появилась из неживой природы и что организмы изменяются под действием факторов среды. Аристотель (384 – 322 г.г. до н.э.) – греческий философ, учёный – энциклопедист отстаивал единство природы, идею развития формы жизни в результате самосовершенствования. Теофраст, ученик Аристотеля – отец ботаники, изучал приспособления растений к условиям окружающей среды. Гиппократ (460 – 377 г.г. до н.э.) – греческий врач, говорил: «лечить людей надо с учётом факторов окружающей среды (климат, вода, почва, законы страны). Климат определяет особенности национального характера». Плиний Старший (23 – 79 г.г. до н.э.) – римский учёный, написал 37 – томный труд «Естественная история», где указывал на связь растений и животных со средой обитания. II в. – XII в. характеризуется упадком римской цивилизации, преобладанием варварства, остановкой в развитии науки. Альберт Великий (1206 – 1280 г.г.) – немецкий философ, говорил об изменчивости растений под влиянием среды обитания. Роджер Беком (1214 – 1294 г.г.) – английский философ говорил: «Тела неорганической и органической природы созданы из тех же элементов и живые Солнце, и климат сильно влияют на состояние людей». 2. Средние века называют эпохой возрождения. Путешествия и открытия Х. Колумба (1451 – 1506 г.г.), Ф. Магеллана (1480 – 1521 г.г.), Н. Коперника (1473 – 1543 г.г.), Г. Галилея (1564 – 1642 г.г.) позволили изучить нашу планету Земля; изобрели телескоп, что позволило рассмотреть строение солнечной системы, различия в животном и растительном мире разных континентов земли. И.Ньютон)1643 – 1727 г.г.) – английский физик и астроном, он изобрёл зеркальный телескоп, что позволило изучить «космические дали человечества – галактику «Млечный путь». Р. Гук (1635 – 1703 г.г.) – английский естествоиспытатель, изобрёл микроскоп, который увеличивал в 40 раз, первым описал клетку растений. А. ван Левенгук (1632 – 1723 г.г.) – голландский учёный усовершенствовал микроскоп (увеличивал до 300 раз) и доказал значение микроклимата в пищевых цепях, которые регулируют численность популяций. К Линней (1707 – 1778 г.г.) – шведский врач, учёный – естествоиспытатель, предложил научную классификацию растений животных. Отнёс человека к классу млекопитающих, отряду приматов, виду Homo sapiens. 3. Современные экологические представления

Жан Батист Ламарк (1744 – 1829 г.г.) – английский учёный создал концепцию эволюции живых организмов, согласно которой главной причиной развития видов является стремление к самосовершенствованию и влиянию внешних условий. Ч. Дарвин (1809 – 1882 г.г.) – английский учёный естествоиспытатель разработал «Теория происхождения видов путём естественного отбора», которая состоит из трёх компонентов: наследственность, изменчивость, естественный отбор. Основы этой теории – борьба живых организмов за существование, в которой выживает даже не сильнейший вид, а лучше приспособленный к условиям среды. Экология как наука оформилась со второй половины XIX века, когда Э. Геккель в работе «Всеобщая морфология организмов» (1866) впервые применил этот термин. Здесь же он говорил, что экология призвана исследовать все те запутанные взаимоотношения между организмами, которые Ч. Дарвин назвал борьбой за существование. Он также говорил о «равноценности видов» в природе, что актуально и сейчас. Английский учёный Ч. Элтон (1927 г.) написал книгу экология животных, где впервые употребил термин экология «популяций». Большой вклад в развитие экологии внесли и отечественные учёные. Так, К.Ф. Рулье (1814 – 1858 г.г.) изучал зоологию в связи с взаимоотношениями с окружающей средой. Ученик К.Ф. Рулье Н.А. Севернов (1827 – 1885 г.г.) в 1855 г. написал первый в России экологический труд «Периодические явления в жизни зверей, птиц и чад Воронежской губернии». Известны также труды по фитоценологии В.И. Сукачёва, В.А. Алёхина, К.А. Тимирязева, Н.А. Максимова. В.И. Вернадский (1863 – 1945 г.г.) – русский учёный с мировым именем создал учение о биосфере – самой крупной экосистемы планеты. Он писал, что биосфера – глобальная экосистема, стабильность которой основана на экологических законах баланса веществ и энергии. Известны также работы В.В. Докучаева, Д.Н. Кашкарёва, М.С. Гилярова. Н.Д. Реймерса, Н.Н. Моисеева и др. В настоящее время экология – это разветвлённая система наук, которая включает общую экологию, экологию популяций, экологию ландшафтов, экологию человека, прикладную экологию и т.д. Экология является теоретической основой охраны природы и рационального природопользования. Дело в том, что настоящий период в жизни человечества многие учёные называют веками биологии и экологии. Это связано с тем, что биология даёт ответы на фундаментальные вопросы бытия: Что такое жизнь? Каково происхождение человека? Какова цель и смысл его жизни? Соотношение социального и биологического в его природе? Каковы истоки нравственности, искусства, религии? Каково влияние деятельности человека на природу? Как сохранить жизнь и человека на земле?

Экологическая наука всё в большей мере приобретает человеческое измерение, приближается по стратегии исследования к гуманитарным дисциплинам. Знаменитый немецкий гуманист нашего столетия А. Швейдер (1875 – 1965 г.г.) – великий философ, врач, музыковед писал: «Этична только абсолютная и всеобщая целесообразность сохранения и развития жизни, на это и направлена этика благоговения перед жизнью. Любая другая целесообразность не этична». Поэтому с точки зрения современной экологической культуры человек и жизнь на Земле становятся единой универсальной целостностью, с которой должны соотноситься все другие естественные и гуманитарные дисциплины: биология, химия, физика, география, астрономия, математика, философия, искусствоведение, социология и др. Экологические проблемы, вставшие перед человечеством во второй половине XX века, стали предметом озабоченности всего мирового общества. Под эгидой ООН принято много международных договоров и конвенций по защите окружающей природной среды. Государственной думой Российской Федерации 20 декабря 2001 г. принят Федеральный закон об охране окружающей среды. В этом законе предусмотрены статьи об ответственности за ухудшение экологической обстановки. Нарушения природного равновесия, рационального природопользования. Статья 71 настоящего закона говорит о необходимости формирования экологической культуры граждан, а также о всеобщности и комплексности экологического образования. Тема 2. Среды жизни организмов и экологические факторы. Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определённое воздействие. На нашей планете живые организмы освоили четыре среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и живой организм как среда обитания. Водная среда была первой, в ней зародилась жизнь, и появились первые живые организмы. Затем они освоили наземно-воздушную среду, создали и заполнили почву. Живой организм как среда обитания освоили паразиты и симбионты. Водная среда самая древняя. Освещённость в ней достигает 50 – 60 метров, а давление воды увеличивается в ней на 1 атмосферу при погружении на каждые 10 метров. Содержание кислорода в воде не превышает 1%, солёность воды увеличивается при переходе от пресных вод к морским и океаническим. Это среда относительно однородная в пространстве и стабильная во времени, здесь менее резко изменяется температурный режим. Живые организмы адаптировались к ней, приобретя обтекаемую форму тела, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей. Наземно-воздушная среда имеет более резкий контраст температуры (суточный, годовой), отличается большей разряжённостью, обилием света и кислорода (до 20,8%). Вместе с тем, она более гетерогенна в пространстве, очень подвижна (динамична) во времени. В связи с большей силой притяжения, чем в водной среде, животные выработали более мощный

опорный аппарат (скелет). Они также сформировали более совершенный механизм терморегуляции, освободили половой процесс от жидкой среды. Почвенная среда обитания выработана самими организмами в результате их взаимодействия с неорганическими компонентами земного покрова. Она осваивалась одновременно с наземно-воздушной средой, отличается дефицитом или полным отсутствием света, высокой плотностью. Эта среда состоит из трёх фаз: твёрдой, жидкой и газообразной. Она неоднородна (гетерогенна) в пространстве, особенно в вертикальном направлении. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде, но более динамичны, чем в водной и организменной. Животные почвенной среды имеют влажноватую форму тела со слизистой или гладкой поверхностью, у некоторых имеется копательный аппарат и развита мускулатура. Для многих групп организмов (насекомые, черви, бактерии) характерны небольшие или микроскопические размеры как приспособления к жизни в плёночной воде или воздухоносных порах. Для них характерна эфемерность жизни: легкий период из активного состояния в покой и наоборот. Организменная среда также очень древняя. Это может быть пищеварительный тракт животных, кровь, лимфа, мышцы. Отличается большим постоянством физических и химических параметров, чем другие среды. Это могут быть как паразиты хозяина (гельминты, болезнетворные бактерии), так и симбионты (молочнокислые бактерии и др.). Здесь наблюдается коадаптация организмов – хозяина и симбионтов или паразитов, редукция зрения, пищеварительной системы. Каждая из указанных сред обитания организмов отличается особенностями воздействия экологических факторов. Экологические факторы – это отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы. Выделяют три группы экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы – это компоненты неживой природы. К ним относят: климатические (свет, температура, вода, состав атмосферного воздуха, ветер, давление, рельеф, тип почв и др.). То есть, абиотические факторы делят на физические, химические и эдафические. Биотические факторы – воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). При этом взаимоотношения могут быть внутривидовыми (между особями одного вида) и межвидовыми (между особями разных видов). По типу взаимодействия различают симбиоз, мутуализм, комменсализм, внутривидовую и межвидовую конкуренцию, паразитизм, хищничество, амменсализм, нейтрализм. В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на фитогенные (взаимовлияние растений), зоогенные (влияние животных) и микробиогенные (влияние микроорганизмов). Антропогенные факторы – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их

обитания. При этом различают воздействие человека, как биологического организма, так и его хозяйственная деятельность (техногенные факторы).

Тема 3. Экология популяций. Биологический вид – это совокупность особей, имеющих наследственное сходство морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и занимающих определенный ареал. Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно, группами – популяциями. Целостность вида поддерживается связями между популяциями. Популяция – совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, занимающая длительное время определенную часть ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции. Популяция характеризуется рядом свойств: численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост популяции и др. Численность – число особей в популяции. Численность популяции может значительно изменяться во времени. Она зависит от биологического потенциала вида и внешних условий. Плотность – число особей, или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема. Рождаемость – число особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Различают максимальную рождаемость (максимальную реализацию возможности рождения при отсутствии лимитирующих факторов среды) и фактическую рождаемость (реальную реализацию возможности рождения). Смертность – число особей, погибших за единицу времени. Различают минимальную смертность (минимально возможную величину смертности). Скорость роста популяции – изменение её численности в единицу времени. Скорость роста популяции может быть положительной, нулевой и отрицательной. Она зависит от рождаемости, смертности и миграции (иммиграции и эмиграции). Гомеостаз популяций – поддержание оптимальной численности особей внутри популяции. Члены популяции оказывают друг на друга не меньшее влияние, чем физические факторы среды или другие виды. В популяциях проявляются все типы взаимоотношений, характерные для межвидовых связей. Но наиболее ярко – мутуалистические (взаимовыгодные) и конкурентные. Специфические внутривидовые отношения связаны с воспроизводством: между особями разных полов и родительскими и дочерними поколениями. При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Во многих популяциях есть экологические законы, позволяющие использовать органические ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Это достигается способами регуляции численности популяций.

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, популяции обладают ещё и групповой адаптацией. Адаптивная возможность популяций шире, чем у отдельной особи. Примерами популяций могут быть стада, стаи, колонии, группы, реже – отдельные особи. Важным экологическим показателем отдельных популяций является их взаимосвязь. Так, в пределах занимаемого ареала встречаются места как менее, так и более подходящие для жизни. Поэтому возникает отграниченность одной популяции от другой. Соседние популяции сообщаются друг с другом в процессах расселения, переноса семян и зачатков, сезонных миграций. У некоторых видов такая связь соседних популяций постоянная, у других – эпизодическая. Например, у озёрных окуней – островной тип распространения, когда одно пригодное для жизни озеро резко отделено от другого, как острова в море. У них связь популяций возникает изредка, в половодья или наводнения. У божьей коровки, свободно перелетающей из одного местообитания в другое, границы между популяциями сильно различны. Условия жизни организмов в разных частях ареала могут сильно различаться (белки в лесах Беларуси и Дальнего Востока – разный климат, типы лесов, окружения разных врагов). Каждая популяция оказывается приспособленной к своим условиям. Поэтому широкораспространнёный вид экологически неоднороден.

Взаимоотношения особи внутри популяции. Члены одной и той же популяции – это соседи, вынуждены сообща осваивать занимаемую территорию и размножаться на ней, определённым образом взаимодействовать. По характеру этих взаимоотношений популяции различных видов очень различны. У некоторых видов все особи живут поодиночке, лишь изредка встречаясь для размножения (жуки – жужелицы, пауки). Другие образуют в неблагоприятные периоды скопления, вместе переживают зиму или засуху в подходящих условиях (божьи коровки). У третьих создаются временные или постоянные семьи, объединяющие родителей и потомство. Есть особи, у которых в пределах популяций особи объединяются в крупные группы – стаи, стада, колонии, где совершаются совместные действия (защита, миграция, добывание пищи). Человек в своей конкретной практике взаимодействует не с отдельными особями или целыми видами, а именно с популяциями растений, животных, микроорганизмов. Домашние животные также живут по законам популяций. Поэтому важно понимание этих законов и грамотное управление численностью популяций. Демографическая структура популяций Соотношение возрастных и половых групп многое определяет в жизнеспособности популяции и определяет её структуру. У всех видов есть более уязвимые фазы в развитии и более устойчивые. Известно, что проростки растений, детёныши животных более чувствительны к неблагоприятным условиям, чем взрослые организмы. Возрастная структура популяции зависит от двух факторов: от особенностей жизненного цикла вида и от внешних условий. Сложная

возрастная структура популяций возникает тогда, когда в ней представлены все возрастные группы. В стадах слонов или обезьян – павианов есть и новорожденные, и подростки, и молодые крепкие животные, и размножающиеся самки, и самцы, и старые животные. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности. Критические внешние условия могут изменить их возрастной состав за счет гибели более слабых, но самые устойчивые возрастные группы выживают и затем восстанавливают структуру популяции. Анализ возрастного и полового состава популяций важен для прогноза численности тех видов, которые мы используем в дикой природе, разводим или с которыми боремся: в сельском и лесном хозяйстве, в рыбном промысле, в биотехнологиях. Например, если в условиях трески или сельди исчезают крупные, взрослые рыбы и больше встречается молодых неполовозрелых особей, это свидетельствует о перевылове. Такой промысловой популяции надо дать «отдых», чтобы молодь подросла до половозрелого состояния и смогла пополнить популяцию. Такие явления встречаются в популяциях кита, зубатки, сельди – иваси, бобра, лося. В то же время безграничный рост численности популяции губителен для любого вида, так как приводит к подрыву его жизнеобеспечения, то есть кормовой базы. Поэтому в процессе эволюции видов выработаны механизмы регуляции численности популяций. Внутривидовые отношения и есть тот механизм посредствам, которого осуществляется саморегуляция численности популяций в пределах емкости среды: 1) более сильные особи подавляют более слабые (у растений – самоизреживание); 2) поиск новых мест обитания; 3) спад плодовитости самок. Таким образом, популяции могут рассматриваться как сложные системы с элементами саморегуляции. Экологически грамотно управлять численностью популяции можно только хорошо изучив особенности их роста и способы саморегуляции, иначе можно получить противоположный эффект.

Тема 4. Биоценозы, экосистемы. Впервые понятие «биоценоз» ввел в экологическую науку немецкий ученый К. Мёбиус в 1877г. Этот термин происходит греческих слов «биос» (жизнь) и «ценоз» (сообщество). То есть биоценоз – это совокупность совместно проживающих и связанных друг с другом видов живых организмов. Структура биоценоза: Популяция → фитоценоз → зооценоз → микробоценоз → биотоп ( от греч. «Топос» - место); если к понятию биоценоз добавить «биотоп», то образуется новое, более сложное понятие «биогеоценоз» или «экосистема». В природе биоценозы могу быть разного масштаба: биоценоз разрушающегося пня, луга, леса, водоёма; могу быть биоценозы, созданные человеком (агроценозы): аквариума, теплицы, поля, сада, огорода. Во всех случаях выделяется сообщество организмов, в котором совместно живущие виды оказываются приспособленными к определенному комплексу

абиотических условий и поддерживают свое существование через связи друг с другом. Биоценозы – не случайные собрания организмов. В сходных природных условиях и при близком составе фауны и флоры возникают сходные, закономерно повторяющиеся биоценозы. Например, в разных дубравах в полосе широколиственных лесов мы можем встретить также липу, клен, лещину, рябину, калину, бересклет и малину; из трав – сныть, ветреницу дубравную, ландыш майский и др. Среди животных – белку, кабана, мышь, зайца, лису, лося, дятла, синицу, сороку и др. Общее число видов в биоценозе может быть очень большим и зависит, в основном, от климатических условий. Самые богатые биоценозы – в тропических лесах – могут насчитывать до сотен тысяч. Члены биоценоза связаны пищевыми отношениями, создают среду обитания друг для друга и взаимно ограничивают численность. Различные виды приспособились к совместному проживанию в процессе длительной эволюции. В биоценозах идут процессы борьбы за существование и естественный отбор. Видовую структуру биоценоза составляют массовые виды (доминирующие) и редкие (малочисленные), создающие как бы резерв сообщества. Пространственную структуру биоценоза составляют растения разных ярусов по высоте. И здесь каждый вид занимает свою экологическую нишу. В экосистемах (биоценозах) происходит биологический круговорот химических элементов и энергии. Этот процесс особенно отчетливо прослеживается в цепях питания и правиле экологической пирамиды, о чем будет сказано ниже. Русский эколог Беклемишев В.Н. (1890-1962г.г.) предложил классификацию взаимоотношений организмов в биоценозах. 1. Трофичесие связи (по способу питания) – один вид питается либо другими видами, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнидеятельности. И здесь прослеживаются экологические цепи питания. Например: трава → заяц → лиса → волк → микроорганизмы (или грибы). Трава здесь выполняет функцию продуцентов (производителей органического вещества); заяц, лиса, волк – функцию консументов (потребителей органического вещества); микроорганизмы и грибы – функцию редуцентов (разрушителей органического вещества). 2. Топические связи (от гр. «топос» - место) – физическое или химическое изменение условий обитания одного вида за счет жизнедеятельности другого вида. Например, лес создает хорошие микроусловия для многих видов растений и животных. Поэтому трофические и топические связи являются главными в биоценозе, составляют основу его существования. 3. Форические связи. Это участие одного вида в распространении другого. Зоохория – перенос животными семян, спор, пыльцы

раатений. Форезия – перенос крупными животными – белее мелких (клещи, яйца и личинки насекомых и.т.д). 4. Фабрические связи – когда виды используют для своих сооружений (фабрикаций) продукты выделения, либо мёртвые остатки, либо живых особей другого вида. 5. Паразитизм – такая форма связей между видами, при котором организм потребитель использует живого хозяина не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного проживания. Во взаимоотношениях хищник – жертва, паразит – хозяин наиболее ярко проявляется экологическая и эволюционная роль пищевых связей организмов. 6. Комменсализм – когда деятельность одного вида доставляет пищу или убежище другому виду (комменсалу). Например, рыба – прилипала и акула, гиена и лев. 7. Мутуализм – связи, возникающие на основе предшествующего паразитизма или комменсализма. Такие отношения называют симбиозом (тело лишайника, состоящее из водоросли и гриба, азотофиксирующие бактерии на корнях бобовых растений и т.д.). 8. Нейтрализм – совместное проживание видов, не влияющих друг на друга (лоси белки в лесу). 9. Аменсализм – один вид ухудшает условия жизни другого, затеняет траву. 10. Конкуренция – отношения между видами со сходными экологическими требованиями. У растений явление аллелопатии – взаимодействие корневых выделений: у животных суслики, сайгаки в степи и саранча – конкурирует за траву.

Тема 5. Основы учения о биосфере. Биосфера – оболочка жизни планеты. Земля, населённая совокупностью живых организмов. Основатель учения о биосфере академик В.И. Вернадский (1863 – 1945 г.г.) говорил: «Организмы изменили и изменяют земную кору и атмосферу. Растительная часть биомассы за миллиарды лет очистила атмосферу от углекислого газа и обогатила кислородом, привела к накоплению углерода в известняках, каменном угле, нефти, торфе, сланцах». Эти процессы объясняет наука, которую обосновал В.И. Вернадский – биогеохимия; она связывает химию земли с химией жизни и устанавливает роль живого вещества в преобразовании земной поверхности. Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов: верхний предел – озоновый слой атмосферы (≈ 15-25 км.), здесь можно встретить споры грибов, бактерии, пыльцу растений; нижний предел – вся глубина гидросферы (> 11000 м.) и до 3 км. в литосферу, где температура поднимается не > 100оС (анаэробные бактерии). Основные свойства живого вещества (биомассы) биосферы следующие: способность к размножению (воспроизводству) и обмен веществ с окружающей средой. Способность к размножению (по В.И. Вернадскому – «напор жизни») обусловливает быстрое распространение организмов на

планете, определяет «всюдность» жизни (В.И. Вернадский) – до крайних пределов биосферы, различные элементы входят в живой организм в процессе обмена веществ из окружающей среды, накапливаются в нём и выходят из него, частично при жизни и частично – после смерти. В процессе питания происходит накопление энергии и передача её другим организмам по цепям питания и путём размножения. Особенное значение в биосфере имеет выделение кислорода, и поглощение углекислого газа при фотосинтезе зелёных растений, так как при этом образуется органическое вещество и используется энергия солнца. В биосфере масса растений (97%) во много раз превышает массу животных (3%). Вся биомасса планеты составляет 2,4*1012 т. В круговороте веществ биомасса выполняет следующие функции: 1. Газовая функция – растения выделяют кислород в процессе фотосинтеза; растения и животные выделяют углекислый газ при дыхании; бактерии восстанавливают азот, сероводород и др. 2. Концентрационная функция – «захват» живыми веществами химических элементов и накопление их в земной коре. 3. Окислительно-восстановительная функция – окисление веществ с помощью организмов в почве и гидросфере с образованием солей, оксидов и других соединений, а также в восстановлении ряда веществ (сероводорода, сернистого железа и др.). В результате деятельности микробов в земной коре образовались отложения известняков, бокситов, руды и т.д. 4. Биохимическая функция связана с питанием, дыханием и размножением; с разрушением гниением отмерших организмов. Все эти организмы проявляются в биогенной миграции атомов. В биосфере в течение 2 млрд. лет идут изменения, границы её расширяются, проникая в безжизненные области планеты. Биосфера – грандиозная система всего живого вещества и круговоротов химических элементов на Земле, но система открытия, так как в неё постоянно вливается поток солнечной энергии.

Тема 6. Биосфера и человек. Ноосфера. Человечество представляет небольшую биомассу в биосфере, но оказывает на неё сильное (планетарное) влияние. В процессе природопользования человечество перемещает на планете более 4 трл. т. вещества, создаёт тысячи новых химических соединений, которые не включаются в общий круговорот веществ и накапливаются в биосфере, вызывая её загрязнение. В развитии биосферы наступил такой период, когда человек должен планировать свою хозяйственную деятельность таким образом, чтобы она не нарушала сложившейся в этой гигантской экосистеме закономерности, не приводила к сокращению биомассы. Далее в виде таблицы мы приводим сведения о хронологии различных этапов взаимодействия человека и биосферы (по Богданкевичу О.В. ,2002).

№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

26 27 28 29 30 31 32 33

До чего додумались Использование огня Использование каменных орудий труда Добывание огня Жить лучше вместе. Первобытно – общинный строй Скотоводство и земледелие Лук и стелы Первые города (Иерихон) Глиняная посуда и варка пищи Колесо Выплавка бронзы Кошка (сама пришла) Орошаемое земледелие Приручение лошади (Южная Азия) Изобретение письменности (шумеры) Календарь (месяцы, недели; Вавилон) Варка стекла (Египет, Индия) Выплавка железа Водопровод (Ассирия) Первые географические карты и идея бесконечности Вселенной (Анаксимандр, ученик Фалеса) Чтобы не запутаться в настоящем, надо хорошо знать прошлое (Геродот) Лечить надо не болезнь, а больного (Гиппократ) Архимед – основы механики Евклид – начало геометрии Земля имеет форму шара с радиусом около 6000 км. (Эратосфен) Йошуа га Ноури – о том, что все люди равны, а за деяния свои должны нести ответ перед Богом (совестью) Изобретение бумаги (Китай) Печатание (размножение) текстов (Китай) Огнестрельное оружие (арабы) Открытие Америки Колумбом Верить в Бога не означает верить церкви. Начало реформации Земля не является центром Вселенной и вращается вокруг Солнца (Коперник) Усовершенствование телескопа, открытие Лун у Юпитера и гор на Луне (Г. Галилей) Создание научного метода в теории познания. Что такое эксперимент и теория (Ф. Бекон)

Сколько лет назад 400000 200000 40000 25000 12000 10000 900 7000 6000 6000 6000 6000 5000 5000 4000 3500 3500 2691 2550 2440 2400 2300 2260 2200 1970

1900 1200 800 510 500 457 390 380

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

44

45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

«Всё живое из яйца» (У. Гарвей) Открытие живой клетки (Р.Гук) Открытие бактерий (А.ван Левенгук) Законы движения механики (И. Ньютон) Первая паровая машина (Ньюкомон) Гипотеза происхождения солнечной системы и звёзд (Кант, Лаплас) Открытие фотосинтеза (Дж. Пристли) «Если где что убыло, то в другом месте прибыло» Закон Ломоносова – Лавуазье Закон сохранения энергии – основной закон природы (Ю. Р. Майер) «Никто не даст нам избавленья – ни Бог, ни Царь, и не герой. Добьёмся мы освобожденья своею собственной рукой» (К. Маркс) Теория происхождения биологических видов путем естественного отбора, а человека – от обезьян (Ч. Дарвин) Как устроены сложные молекулы (А. М. Бутлеров) Подземная железная дорога – метрополитен (Лондон) Природа инфекционных болезней и создание первых вакцин (Л. Пастер) Что такое наследственность (Г. Мендель) Систематизация свойств элементов (Д. И. Менделеев) Бензиновый двигатель (Р. Отто) Открытие не видимых глазом, но проникающих через вещество Х – лучей (В. И. Рептин) Передача информации по радио (А. С. Попов) Первый самолет (У. и О. Райт) Теория относительности (А. Эйнштейн) Почему люди не боятся микробов и что такое иммунитет (И. И. Мечников) Теория атома (Н. Бор) Законы мотивации поведения личности (З. Фрейд) Управляемые ядерные превращения (Э. Резерфорд) Вселенная расширяется неизвестно куда (А. Фридман) Строительство автомагистралей Начало развития гражданской авиации Электронное телевидение. Патенты на кинескоп, цветное ТВ (В. К. Зворыкин) Искусственная радиоактивность (Ф. и И. Жолио – Кюри) Открытие деления ядер урана (О. Ган, Ф. Штрасман) Почему звезды светят. Что такое термоядерные

350 345 317 313 295 245 229 225 185 152

141

139 137 136 135 131 124 105 103 97 95 92 87 83 81 78 77 75 72 66 62 62

66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

85 86 87

процессы (Г. Бете) Первый ядерный реактор (Э. Ферми) Взрыв атомной бомбы в Хиросиме Первая ЭВМ (П. Эккерт, Дж. Макли) Первое ипытание водородной бомбы Двойная спираль ДНК (Д. Уотсон, Ф. Крик) Первая активная электростанция (г. …..) Начало развития реактивной гражданской авиации – самолет «ТУ – 104» Идея большого взрыва и реликтивного излучения. Как возникла Вселенная (Г. А. Гамов) Начало «зеленой революции» - новых технологий в сельском хозяйстве Полет Гагарина в космос Полупроводниковый микрокалькулятор Мягкая посадка на Луну Посадка космической станции на Венеру Первая пересадка органов человека (К. Бернард) Расшифровка генетического кода Экспедиция человека на Луну «Аполон – 11» (н. Армстронг) Первый персональный компьютер (Компания JBM) Компьютерная томография (А. Кормак, Хаунсфильд) Что такое ядерная зима, озонные дыры, парниковый эффект и другие проблемы атмосферы (П. Крутсен, Н. Моисеев) Создание компьютерных сетей интернет Системы мобильной связи Овечка Долли и генная инженерия

58 55 54 47 47 46 45 44 40 39 38 34 33 33 32 31 30 21 14

12 10

Таким образом, мы видим, что настоящий период хозяйственной деятельности человека можно назвать развитым индустриальным обществом, находящимся в состоянии глобального экологического кризиса. Чтобы перейти от производственного хозяйства к ноосферному самоограничению необходимо сделать самую «малость» - построить общество саморегуляции. Для этого необходимо проводить развитие в пределах природно-ресурсных лимитов, перейти от постконфрантационной эпохе, к экономному хозяйству, демографическому и экологическому планированию, провести гуманитарную революцию.

Тема 7. Глобальные экологические проблемы. В предыдущих темах нами показано, как человечество нашей планеты развивало свою цивилизацию, «одерживало победы над природой». По этому поводу великий немецкий философ Ф. Энгельс (1820 – 1895 г.г.)

говорил: «Не будим, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит». На рубеже II – III тысячелетий экономические проблемы обострились настолько, что биосфера планеты оказалась в состоянии глубокого экологического кризиса и стоит на грани экологической катастрофы. Назовём основные экологические проблемы. Прежде всего, демографическая и продовольственная проблема. Дело в том, что, победив в XVIII - XIX в.в. наиболее опасные болезни – тиф, чуму, холеру – кривая роста человечества пошла резко вверх. На рубеже тысячелетий оно составило 6,3 млрд. чел. Если эта тенденция сохраниться, то к концу XXI века численность населения планеты составит 10 млрд. чел. Это обостряет, прежде всего, снабжение населения продуктами питания. Уже сейчас 1/3 населения голодает, а недостаток белковой пищи (основа иммунитета человека) испытывает более половины населения. Эту проблему можно решить с одной стороны – разумным регулированием роста численности Homo sapiens , а с другой – совершенствованием продуктов питания. Проблема антропогенного изменения климата планеты проявляется в том, что климат становится суше и теплее. Сухость климата связана с тем, что сокращается площадь «поставщиков» водных паров в атмосферу: это площадь листового аппарата растений и загрязнение поверхности мирового океана, прежде всего, нефтепродуктами так, за последние 30 лет площадь лесов сократилась на 1/3 (Россия, Франция, Италия, Африка, Латинская Америка и др.), так как они «работают» на биосферу круглый год. Загрязнение поверхности мирового океана норвежский мореплаватель Тур Хейярдон охарактеризовал следующим образом: « За последние четверть века мировой океан превратился в сточную канаву человечества». Потепление климата связано с выделением в атмосферу так называемых «парниковых газов», это, прежде всего оксид и диоксид углерода. Они, оставаясь близко к поверхности земли, препятствуют радиационной отдаче тепла нашей планетой. Если эту ситуацию не изменить, то к середине XXI века температура воздуха на планете может подняться на 0,5ОС. Это приведёт к таянию ледников и поднятию уровня мирового океана. Что может повлечь к затоплению больших площадей поверхности планеты. Хищническое отношение к почве, вызывающее её ветровую и водную эрозию приводит к уничтожению государств и народов: Хорезм, государства Северной Африки, ценные земли бывшего СССР, мексиканское племя Майя и др. Актуальной является также проблема загрязнения атмосферного воздуха, почвы, гидросферы пестицидами, промышленными и бытовыми стоками и выбросами, а также радионуклидами. Например, авария на Чернобыльской АЭС привела к повышению уровня радиации на всей планете и обострила проблему онкологических других заболеваний. Проблема энергоресурсов.

Так, поданным учёных, разведанных запасов нефти хватит на 35 лет, газа – на 50 лет, угля – на 150 лет. А что дальше? Поэтому, следует уже сейчас активизировать работу по геологоразведке, разработка более совершенной технологии добычи энергоресурсов, а также поиску и внедрению так называемых альтернативных источников энергии. Здесь имеется в виду использование ветровой эрозии, приливо-отливные электростанции, солнечные батареи. Кстати, в Японии уже сейчас появились автомобили, работающие от солнечных батарей. Перспективно также использование технологичности и защищенности АЭС. Проблема пресной воды является также весьма актуальной, ведь на нашей планете ее всего лишь около 3% от всей гидросферы. Причём, 2% - это ледники полюсных ледяных шапок и всего лишь около 1% - пресные воды суши, как поверхностные, что значительная их часть загрязнена, то проблема ещё боле обостряется. Актуальной является проблема образования кислотных дождей. Она связана с выбросами промышленными предприятиями и автотранспортом в атмосферу и растворением в её водяных парах оксидов серы и азота. Формирование и выпадение кислотных осадков приводит к гибели лесов, многих видов животных организмов водоёмов, к закислению и потере плодородия почв. Таким образом, из сказанного видно, что решение глобальных экологических проблем возможно только при объединении усилий всего мирового сообщества, всех государств мира.

Тема 8. Региональные экологические проблемы. В этой теме следует остановиться на региональных экологических проблемах России, Центрально – чернозёмного района и Липецкой области. Прежде всего, следует отметить, что географическое расположение России в северном полушарии обусловливает довольно жёсткие климатические условия по температурному показателю, особенно в азиатской части России. Климат Европейской части России в некоторой степени смягчается тёплым атлантическим течением Гольфстрим. Поэтому северный порт Мурманск круглый год не замерзает. В азиатской же части суровые климатические условия характерны для значительных областей тундры, лесотундры и сибирской тайги. Это обстоятельство объясняет то положение, что, не смотря на большую площадь азиатской части, в ней проживает всего лишь 20% населения России. Это, конечно, природная экологическая причина. Вместе с тем, в нашей стране много экологических проблем антропогенного характера. Следует отметить, что у нас в сильной степени проявляются все указанные выше глобальные экологические проблемы. По данным ООН по этому показателю наша страна «побила» все мировые рекорды, то есть экологическая обстановка у нас находиться на самом низком уровне. Это связано и с географическими, и с историческими причинами, и с пока ещё низким технологическим уровнем нашего хозяйства, и, к сожалению, недостаточным уровнем общей и экологической культуры. Надо, по – видимому, об этом сказать честно и объективно.

Прежде всего, необходимо отметить, что в погоне за мировыми рекордами в ряде стратегических отраслей хозяйства, мы несколько ослабили экологический контроль. Это касается и радиоактивного загрязнения, и низкого технического уровня ряда отраслей хозяйства и недостаточного уровня экологического воспитания и образования населения. Так, уже было отмечено, что при аварии на Чернобыльской АЭС были заражены радионуклидами цезия и стронция 20 регионов России. Большой уровень радиации отмечается в зоне действия и других АЭС, не решены проблемы с утилизацией и переработкой отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Однако, это обстоятельство не помешало нашему правительству «прикупить» значительное количество ОЯТ с Запада. Бурный рост автотранспорта обусловил то обстоятельство, что его вредные выбросы значительно превысили выбросы «ослабевшей» промышленности. Особенно если учесть недостаточное качество наших автодорог, низкий технический уровень и «старость» транспортных средств, низкое качество отечественного бензина и дизельного топлива. Центрально – чернозёмный район находиться в центре европейской части страны, а значит ему присущи все указанные выше общемировые и общеевропейские экологические проблемы. Вместе с тем, особенно хотелось бы сказать о главном богатстве этого региона – мощных чернозёмных почвах, лучших на всей планете Земля. Если в середине XIX века они содержали до 10 – 12% гумуса (органического вещества), то сейчас в них содержится всего 3-4%. Хотя, мы знаем, что на формирование 1% гумуса природа тратит сотни лет. Потеря плодородия почв связана с недостаточным уровнем ведения сельского хозяйства, водной и ветровой эрозией почв, заражения их пестицидами и радионуклидами, с недостаточной культурой наших земледельцев, с мизерными дотациями правительства на развитие села. В нашей Липецкой области также находят своё проявление, как указанные выше экологические проблемы, так и присущие ей. Так, г. Липецк входит в десятку самых «грязных» городов России, в основном, в связи с работой металлургических комбинатов. Так, в 2004г. в атмосферу области было выброшено 500 000т. вредных веществ, из них 300 000т. промышленными предприятиями и 200 000т – автотранспортом. Наша область находится на пересечении двух федеральных автомагистралей: Москва – Ростов и Орёл – Тамбов. Это автотрассы повышенной интенсивности, то есть по ним в среднем проходит более 150 тыс. автомобилей. ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных веществ на расстоянии 100м. от автотрассы в 10 раз превышает, а вредное действие их распространяется до 5км. Необходимо продолжить усилия администрации области по переносу этих автотрасс с густонаселенных районов (г. Елец, г. Данков, г. Грязи, г. Липецк и др.).

Тема 9. Принципы экологического образования и воспитания. Сущность экологической культуры может рассматриваться как единство экологически развитого сознания, эмоционально – психического состояния и научно обоснованной практической деятельности. Понятие «экологическая

культура» охватывает такую культуру, которая способствует сохранению и развитию системы «общество – природа». То есть достигается сохранение природы как средства сохранения общества. Этот новый тип культуры охватывает экологическое образование и воспитание. В системе экологической культуры обычно выделяют 2 стороны: материальную (взаимодействие с природой и духовную) экологические знания, умения, убеждения, навыки). В практическом плане экологическая деятельность – это производственная деятельность человека с преобразовательными и природоохранительными целями, то есть природопользование. Другой аспект экологической культуры – содержание процесса экологического образования и воспитания, то есть деятельность дошкольных учреждений, школы и вузов. Именно они призваны заложить основы индивидуальной экологической культуры, дать экологические знания, воспитывать любовь к природе. Именно от их успеха или неудачи зависит, справятся или нет с экологическими проблемами будущее поколение. Решающий сдвиг в становлении экологического образования происходит в 70-е годы XIX века вместе со становлением социальной экологии, важнейшей задачей которой и является экологическое просвещение. Построение системы экологического образования базировалось на ряде методологических принципов, разработанных в трудах А.Н. Захлебного, И.Д.Зверева, И.Т. Суравегиной. В 80-х годах они доказали, что человечество связано с природой своим происхождением, существованием и своим будущим. Обязательным принципом экологического образования должен стать принцип его непрерывности (дошкольное, школьное, среднее специальное, высшее), а также неформальное образование взрослого населения. Например, в Израиле в магазине, на почте и т.д. вам сначала предложат посадить дерево, а затем будут решать ваш вопрос. Конечно, центральным звеном экологического образования является школа. Специалисты школьной педагогики правильно полагают, что школьный учитель должен вооружить своих выпускников передовыми достижениями науки, соединёнными с экологической культурой. В начальной школе экологическое образование начинается при изучении «Естествознания» и практическим общением с природой. В средних классах это происходит на уроках географии, биологии, литературы, физики. В старших классах вводиться курс «Экология», а также интегрированные курсы «Здоровье и окружающая среда», «Биосфера и человек» и т.д. Необходимо и внедрение неординарных педагогических приёмов: «Лес – мой друг», «Город моей мечты», «Экомагазин», «Природа и искусство».

Пример программы экологического образования. Задачи школьного экологического образования. 1. Объединить и систематизировать разрознённые знания по предметам естественного, общественно – гуманитарного цикла, раскрывающие

характер взаимодействия природы и человека в прошлом, на современном этапе и перспектива на XIX век. 2. Провести анализ причин, последствий и путей преодоления экологического процесса. 3. Сформировать у учащихся необходимость сохранения окружающей среды, активного жизненную позицию. Переходя к вузовскому экологическому образованию мы должны убедить студентов, что эффективность школьного образования и воспитания будут зависеть от постановки обучения будущего учителя школы в стенах вуза. Однако, в вузах ещё не хватает современной литературы, слабая оснащенность новейшей техникой исследований и т.д. Поэтому должна сложиться примерно такая система вузовского экологического образования: 1. Экологическое образование студента вуза должно быть компонентом, органически присущей его общей культуре. 2. Формирование гуманистической среды вуза как условия развития экологической культуры и практической готовности выпускника и школьному экологическому образованию и воспитанию в современном их понимании. 3. Подготовка педагога – эколога для образования профессионально – квалифицированном уровне. Финальная часть экологизации системы образования – проникновение современных экологических идей и ценностей его вне сферы общества. Ибо только так, через экологизации всей общественной жизни можно спасти человечество от экологической катастрофы. В ФРГ в школьном экологическом образовании существуют следующие принципы: Экологизация затрагивает не только все школьные программы и учебники, но и всю школьную жизнь, здесь экологическое образование приобретает не целевой, а профессиональный характер: переход от формирования экологических знаний и экологических навыков (экономика домашнего хозяйства, техника, трудовое обучение). Школьная экологическая модель Земли Нижняя Саксония носит эффективное и выразительное название: «Мыслить глобально – действовать логично». В ФРГ экологическое образование увязывается с политической деятельностью, с защитой окружающей среды. И если в Германии политизация природоохранной деятельности даёт ей дополнительные стимулы, то в современной кризисной Росси, политические страсти наносят ущерб экологической деятельности.

IV. Тестовые задания ректорской контрольной работы.

Вариант 1 1. Явления природы, не связанные с деятельностью живых организмов, называют: а) условиями среды; б) абиотическими факторами; в) биотическими факторами; г) антропогенными факторами. 2. Диапазон благоприятного воздействия фактора на организм называют зоной: а) экологической; б) пессимума; в) буферной; г) оптимума. 3. В почве могут возникнуть анаэробные условия при: а) повышение температуры; б) засолении почвы; в) затоплении; г) понижении давления. 4. Приспособленностью землероев к жизни в почве являются: а) короткополые передние конечности; б) развитые клыки; в) гибкий шейный отдел; г) развитые потовые железы. 5. Явление замора обитателей водной среды может быть вызвано: а) нехваткой пищи; б) недостатком кислорода; в) отсутствием света; г) наличием паразитов. 6. По смене периодов сна и бодрствования животных делят на: а) холоднокровных и теплокровных; б) хищников и жертв; в) дневных и ночных; г) гетеротрофов и автотрофов. 7. Совокупность особей одного вида, занимающих общий ареал: а) экосистема; б) популяция; в) биоценоз; г) биотоп. 8. Структура популяции не зависит от: а) характера отношений между особями; б) адаптивных возможностей отдельных особей;

в) отношения особей к территории; г) распределения особей по возрасту. 9. Число особей на единице площади ареала: а) рождаемость; б) смертность; в) плодовитость; г) плотность популяции. 10. Биоценозом называют: а) комплекс ландшафта и климата местности; б) совокупность совместно проживающих особей разных видов; в) совокупность организмов и среды обитания; г) совместно живущие организмы одного вида. 11. Взаимоотношения, когда одна особь использует другую в качестве жилища: а) нахлебничество; б) квартиранство; в) симбиоз; г) паразитизм. 12. Название «биоценоз» ввёл в науку в 1877 г.: а) В. И. Вернадский; б) К. Мёбиус; в) В. Н. Сукачёв; г) Ю. Либих. 13. Продукцию растений (продуцентов) называют: а) первичной; б) вторичной; в) третичной; г) основной. 14. Агроценозы характеризуются: а) полным подобием естественным биоценозам; б) усилением естественных связей; в) снижением конкурентности культурных растений; г) усилением конкурентности культурных растений. 15. Живым веществом земли В. И. Вернадский назвал: а) живых организмов всех видов; б) растения и животные; в) насекомые и растения; г) все организмы без бактерий и грибов. 16. Основные запасы пресной воды земли сосредоточены в: а) ледниках; б) озёрах; в) реках; г) подземных слоях. 17. Биомасса растений и животных на суше находится в следующих соотношениях:

а) биомасса растений меньше биомассы животных; б) биомасса растений равна биомассе животных; в) биомасса растений больше биомассы животных; г) биомасса растений несколько меньше биомассы животных. 18. Высота проникновения живых организмов в атмосфере ограничивается: а) тропосферой; б) озоновым слоем; в) стратосферой; г) ионосферой. 19. В состав биосферы, как и любой экосистемы, входят: а) продуценты и редуценты; б) продуценты, консументы, редуценты; в) консументы и редуценты; г) консументы и зоофаги. 20. Сток в моря поверхности земли уменьшился с появлением: а) костных рыб; б) наземных растений и почвы; в) водных млекопитающих; г) позвоночных животных.

Вариант 2. 1. Жизнедеятельность организмов ограничивается недостатком тепла: а) в тундре; б) сухих субтропиках; в) широколиственных лесах; г) зоне приливов и отливов. 2. Какие из рассмотренных факторов выпадают из классификации: а) абиотические; б) биотические; в) почвенные; г) антропогенные. 3. Тонкий слой суши, возникший в результате взаимодействия живых организмов и неживой природы: а) субстрат; б) грунт; в) почва; г) кремнезём. 4. Водная среда пополняется кислородом за счёт: а) химических реакций; б) дыхания зоопланктона; в) разложения органики; г) фотосинтеза водорослей. 5. Организмы, вырабатывающие тепло:

а) теплокровные; б) холоднокровные; в) гетеротермные; г) эвритермные. 6. Основным источником поступления кислорода в атмосферу земли является: а) жизнедеятельность бактерий; б) вулканический процесс; в) таяние ледников; г) процесс фотосинтеза. 7. Число особей, приходящихся на единицу площади, называют: а) численностью популяции; б) плотностью популяции; в) рождаемостью; г) население. 8. Структуру популяции характеризует: а) окраска мужских особей; б) продолжительность беременности; в) сезонные изменения окраски; г) число женских половозрастных особей. 9. Описание полового и возрастного состава популяции: а) индекс численности; б) потенциал; в) пирамиды численности; г) демография. 10. Участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют: а) экотопом; б) ареалом; в) экосистемой; г) биотопом. 11. Взаимоотношения, когда особи одного вида, живут за счёт другого: а) паразитизм; б) мутуализм; в) симбиоз; г) хищничество. 12. Изменение условий обитания одного вида за счёт жизнедеятельности другого в биоценозе, называют: а) форические связи; б) топические связи; в) фабрические связи; г) трофические связи. 13. Отдельные звенья цепей питания, называют: а) трофическими уровнями; б) трофическими факторами; в) пищевыми базами;

г) пищевыми секторами. 14. Причинами неустойчивости агроценоза являются: а) небольшие размеры; б) монокультура полностью зависит от человека; в) неудачное размещение; г) плохие почвы. 15. Основоположник современного почвоведения: а) В. В. Докучаев; б) В. Н. Сукачёв; в) А. О. Григорьев; г) М. М. Будыко. 16. Главными элементами, входящими в состав живого вещества являются: а) углерод, кислород, азот, водород; б) водород, железо, магний, в) азот, кобальт, медь; г) железо, кремний, кальций. 17. Биомасса живого вещества суши: а) значительно превышает биомассу океана; б) равна биомассе океана; в) уступает биомассе океана; г) незначительно превышает биомассу океана. 18. Глубина проникновения живых организмов в гидросфере: а) 1 км; б) 5 км; в) 11 км; г) 20 км. 19. Биосфера, как любая экосистема: а) закрытая система; б) открытая система; в) автономная система; г) независимая система. 20. Плодородие почвы зависит от наличия такого компонента, как а) дёрн; б) материнская порода; в) слой опада; г) гумус. Вариант 3. 1. Любое условие среды, на которое реагирует организм, называют: а) экстремальным условием; б) экологическим фактором; в) местом обитания; г) экологическим ресурсом. 2. Одна из особенностей наземно – воздушной среды:

а) атмосферное давление; б) резкие колебания температур; в) возможность свободного перемещения; г) наличие влаги. 3. Неоднородность условий в почве контрастнее всего проявляется: а) в горизонтальном направлении; б) при смене дня и ночи; в) в вертикальном направлении; г) при смене сезона. 4. Орган дыхания обитателей водной среды: а) покровы тела; б) жабры; в) боковые плавники; г) лёгкие. 5. Животные, запасающие слой подкожного жира живут: а) в тундре; б) в степной зоне; в) в Сахаре; г) в Чёрном море. 6. Компонент почвы, определяющий её высокую продуктивность: а) подзол; б) кремнезём; в) гумус; г) подстилка. 7. Совокупность особей одного вида является популяцией, если: а) они употребляют одинаковую пищу; б) у них преобладают женские особи; в) слабо меняется численность; г) совместно населяет общую территорию 8. Показателем демографической структуры популяции считают: а) соотношение женских и мужских особей; б) отношение между особями разных поколений; в) расположение особей внутри ареала; г) индивидуальные миграции. 9. Возрастная структура популяции – это: а) соотношение женских и мужских особей; б) количество новорождённых особей; в) соотношение разных возрастных групп; г) плодовитость женских особей. 10. Взаимовыгодные отношения разных видов в биоценозе: а) мутуализм; б) комменсализм; в) аменсализм; г) нейтрализм.

11. Взаимоотношения, когда одни особи питаются другими, настигая и убивая их: а) аскарида и человек; б) слепень и лошадь; в) сова и мышь; г) картофель и фитофтора. 12. Связи, основанные на участии особей одного вида в распространении другого, называют: а) фабрическими; б) трофическими; в) топическими; г) форическими. 13. На каждом этапе передачи вещества и энергии в цепи питания теряется: а) 10 % энергии; б) 20% энергии; в) 50% энергии; г) 90% энергии. 14. К агроценозу относится: а) лес; б) луг; в) поле; г) пастбище. 15. В составе атмосферы земли преобладают: а) азот; б) кислород; в) углекислый газ; г) аммиак. 16. Видовой состав суши по сравнению с водной средой: а) менее разнообразен; б) одинаков; в) более разнообразен; г) уступает водному составу водной среды. 17. Главный энергетический источник для живых организмов: а) внутренняя энергия земли; б) космическая радиация; в) энергия ветра и воды; г) энергия Солнца. 18. Глубина проникновения живых организмов в литосфере: а) 1 км; б) 2 км; в) 3 км; г) 10 км. 19. Усложнение связи между организмами суши происходят: а) с юга на север;

б) с севера до экватора; в) от поверхности океана вглубь его; г) от подножия горы к вершине. 20. Самыми плодородными почвами являются: а) серые лесные; б) каштановые; в) бурые; г) чернозёмные. V. Примерные вопросы к зачёту. 1. Краткая история науки экологии. Роль отечественных учёных в её становлении. 2. Значение экологии как интегрирующей науки о природе её связь с биологией и науками о неживой природе. 3. Экология – теоретическая основа охраны природы. 4. Нормативные документы по экологии. 5. Экологические факторы и адаптация к ним организмов. 6. Свет, как экологический фактор. 7. Тепло, как экологический фактор. 8. Вода, как экологический фактор. 9. Роль почвы, как экологического фактора. 10. Значение рельефа, как экологического фактора. 11. Биотические экологические факторы. 12. Антропогенный фактор экологии. 13. Понятие о биоценозе, биогеоценозе, экосистеме. 14. Типы отношений организмов в биоценозах: комменсализм, мутуализм, симбиоз, конкуренция. 15. Пищевые связи в биоценозах. 16. Правило трофической пирамиды. 17. Основы учения о биосфере В.И. Вернадского. 18. Границы распространения «живого вещества» в биосфере. 19. Функции биосферы. Основные круговороты веществ и энергии в биосфере. 20. Биосфера и человек: состояние и перспективы взаимодействия. 21. Понятие о ноосфере. 22. Глобальные экологические проблемы. 23. Антропогенные изменения климата планеты. 24. Проблемы энергетических ресурсов. 25. Проблемы Аральского моря, озера Байкал. 26. Проблемы мирового океана. 27. Проблемы сохранения озонового слоя атмосферы. 28. Проблема сохранения биоразнообразия. 29. Проблемы загрязнения атмосферного воздуха. 30. Проблемы радиоактивного загрязнения воздуха, почв, воды.

31. Проблемы пресной воды. 32. Проблема безопасного уничтожения химического. Биологического и ядерного оружия.