1. элементы глобальной экологии. Представление об экосфере. Глобальный антропогенный материальный цикл

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный педагогический университет» СБОРНИК ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ ПО ЭКОЛОГИИ (раздел: ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ) для студентов географических и биологических специальностей педагогических вузов Ф.И.О. студента (-ки) ______________________ Курс ________ Группа ____________________ Факультет _______________________________ Учебный год _____________________________ Челябинск, 2010 УДК 5(069)(021) ББК 20.1я73 С 23 Красуцкий Б.В. Сборник практических заданий по экологии (раздел: Прикладная экология): учеб.-практ. пособие для студ. географ. и биолог. спец. пед. вузов [Текст] / Б.В. Красуцкий. – Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2010. – 184 с. ISBN 978–5–85716–839–4 Сборник содержит учебные материалы и задания для практических, семинарских занятий, самостоятельной работы и может использоваться студентами в непрерывном курсе изучения макроэкологии как междисциплинарной области знаний. В процессе изучения происходит углубление знаний по основным дисциплинам прикладной экологии (промышленная экология, экологическое нормирование, экологический мониторинг, экологическая стандартизация и паспортизация, экологическая экспертиза и проектирование, экологическое управление, концепция экоразвития). Большое внимание уделяется принципам рационального природопользования и пониманию важнейших направлений экологизации производства и экономики. В зависимости от объема учебного курса отдельные теоретические и практические задания из каждой темы могут быть предложены студентам для внеаудиторного изучения. Настоящий сборник разработан, прежде всего, в помощь студентам географических и биологических специальностей педагогических вузов. Он может быть рекомендован учителям общеобразовательных школ, лицеев и гимназий для более углубленного и систематизированного изучения макроэкологии. Рецензенты: Каплин В.Г. – д-р. биол. наук., профессор CCXA Левина С.Г. – д-р. биол. наук., профессор ЧГПУ Дерягин В.В. – канд. геогр. наук., доцент ЧГПУ ISBN 978–5–85716–839–4  Красуцкий Б.В.  Издательство Челябинского государственного педагогического университета, 2010 ТЕМА 1. ЭЛЕМЕНТЫ ГЛОБАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ЭКОСФЕРЕ. ГЛОБАЛЬНЫЙ АНТРОПОГЕННЫЙ МАТЕРИАЛЬНЫЙ ЦИКЛ Современную макроэкологию рассматривают как междисциплинарную область знаний о взаимодействии многокомпонентных живых систем (включая человечество как биологический вид и социум) с природными и искусственными факторами среды. Основным предметом макроэкологии являются взаимодействия между обществом и природой, мировая эколого-экономическая система, материальные балансы между ее экономической и экологической подсистемами (Акимова, Кузьмин, Хаскин, 2007). Это определение самым тесным образом связано с высказыванием академика Станислава Семеновича Шварца (1980) о том, что экология должна служить теоретической основой поведения человека в природе. Обычно выделяют следующие основные разделы макроэкологии: биоэкология, общая экология, геоэкология, глобальная экология, экология человека и социальная экология, прикладная экология. В аспекте организации рационального природопользования все они имеют свое теоретическое и практическое значение, но особенно – глобальная и прикладная экология. Задание 1. Как известно, на высшем уровне иерархии биосистем находится глобальная экосистема планеты – биосфера. Термин «биосфера» предложил австрийский геолог Эдуард Зюсс (1873), определяя им пространство органической жизни на Земле. Впоследствии академик Владимир Иванович Вернадский (1926) в своем труде «Биосфера» дал более углубленную трактовку этого термина. В соответствии с современными представлениями биосфера – область существования и функционирования ныне живущих организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы (аэробиосферу), всю гидросферу (гидробиосферу), поверхность суши (террабиосферу) и верхние слои литосферы (литобиосферу). Это активная оболочка Земли, в которой совместная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и служит основным средообразующим фактором (рис. 1). Биосфера – сложная динамическая система, осуществляющая улавливание, накопление и перенос энергии путем обмена веществ между живыми организмами и окружающей их абиотической средой. При этом поддерживается динамическое равновесие – гомеостаз между всеми составляющими. Согласно В.И. Вернадскому, биосферу слагают четыре категории субстанций: живое, биогенное, биокосное и косное вещество. Что понимал В.И. Вернадский под этими категориями субстанций? Почему современные теоретические подходы вносят существенную поправку в представления о структуре и функциях биосферы? Живое вещество – _________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Биогенное вещество –______________________________________________________ __________________________________________________________________________ Биокосное вещество – _____________________________________________________ __________________________________________________________________________ Рис. 1. Строение биосферы (по Н.Ф. Реймерсу, 1991) Косное вещество –_________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Современные теоретические поправки в представлении о структуре и функциях биосферы:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 2. В процессе техногенеза – исключительно короткого по продолжительности этапа эволюции – человеческая цивилизация привела к появлению на планете новой глобальной материальной совокупности в виде многослойной насыщенной сферы искусственных объектов. Дайте определение понятию «техногенез» с экономической и экологической точек зрения и охарактеризуйте основные этапы техногенеза. Техногенез с экономической точки зрения – это_______________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Техногенез с экологической точки зрения – это _______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Этапы техногенеза: _______________________________________________________­ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 3. Существующее мировое хозяйство можно рассматривать как видовую реализованную экологическую нишу человечества. Размеры этой ниши огромны: по многим параметрам она совпадает с биосферой, но по целому ряду других параметров выходит за ее пределы. В XX веке техногенез приобрел глобальный характер и качественно новую форму, способствуя быстрому расширению и распространению техносферы – совокупного результата хозяйственной деятельности человека (Акимова, Кузьмин, Хаскин, 2007). Дайте определение понятия «техносфера». Какова ее масса? Что такое техническое и техногенное вещество техносферы? Какова их масса? В чем состоит наиболее существенное отличие техногенного массообмена от биосферного круговорота? Техносфера –­­­­­­­­­­­­­­­­­______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Таблица 1 Рост техносферы в XX веке (по Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину, 2006) Показатель Начало века Конец века Валовой мировой продукт, млрд. долл./год 60 25000 Энергетическая мощность техносферы, ТВт 1 14 Численность населения, млрд. человек 1,6 6,0 Потребление пресной воды, км3/год 360 5000 Потребление первичной продукции биоты, % 1 40 Площадь лесопокрытых территорий, млн. км2 57,5 50,0 Рост площади пустынь, млн. км2 - 1,7 Сокращение числа видов, % - –20 Площадь суши, занятая техносферой, % 20 60 Техническое вещество –____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Техногенное вещество – ____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Отличие техногенного массообмена от биосферного круговорота:______________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 4. Производственно-хозяйственная деятельность человека является главным фундаментом, на котором формируются сложные, определенным образом структурированные общественные (социальные) отношения. Как и всякий другой вид в природе, человек обладает набором биологических потребностей. Но ни у одного другого существа на планете нет такого огромного ассортимента надбиологических потребностей, которые удовлетворяются за счет постоянного наращивания производства всевозможных товаров и услуг. Спектр потребностей второй группы, как считают социологи, в значительной степени характеризует мировоззренческие установки каждого конкретного человека, определяет специфику его взаимоотношений с другими людьми, формирует социальный статус. Но всегда надо иметь в виду, что большинство надбиологических потребностей искусственно стимулируются (даже провоцируются) менеджментом рынка, где господствует диктат предложения. На этом фоне, как писал Николай Федорович Реймерс (1994), «при внимательном рассмотрении удовлетворения товарами, даже с учетом потенциальной безграничности этой потребности нетрудно заметить системное ограничение. Оно заключается в природно-ресурсных возможностях… Рост товарной массы в широком понимании термина необходим и неотвратим, но потенциально возможен лишь при качественном изменении технологии и самих товаров, их экологичности. В противном случае богатое человечество погибнет от собственной беспечности, не сохранив среду своего обитания». Дайте определение понятия «социосфера». Приведите примеры потребностей человека из групп биологических, этолого-поведенческих, этнических, социальных, трудовых и экономических. Социосфера – ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Биологические потребности: _______________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Этолого-поведенческие потребности: _______________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Этнические потребности: _________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Социальные (и социально-психологические) потребности: _____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Трудовые потребности: ____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Экономические потребности:_______________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Исходя из анализа системы взаимоотношений общества, мирового хозяйства с природой и обратного влияния трансформированной человеком части биосферы на общество, Н.Ф. Реймерс (1994) назвал глобальную экологию «экосферологией». Единая глобальная система взаимодействия современной биосферы, техносферы и социосферы называется экосферой (Акимова, Кузьмин, Хаскин, 2007). Задание 5. Если провести аналогию между системой отношений, возникающих в природе при двусторонних взаимодействиях типа «хищник–жертва», «ресурс–потребитель», «паразит–хозяин», то нетрудно заметить, что среди форм отношений между элементами различных систем в живой природе и в человеческом обществе одно из главных мест также занимают парные взаимодействия. Изучите рис. 2 и объясните, что такое регулирование по принципу отрицательной обратной связи? + – Рис. 2. Двухвидовая система взаимоотношений типа «хищник–жертва» с регулированием по принципу отрицательной обратной связи Регулирование по принципу отрицательной обратной связи – __________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Таким образом, рассматриваемая система авторегуляторна и способна сама себя поддерживать длительное время. Каждый из связанных таким образом членов становится причиной своего собственного поведения во времени. Задание 6. В отличие от контуров с отрицательной обратной связью контуры положительных обратных связей не только не способствуют регуляции, а наоборот, дестабилизируют систему. На контурах положительной обратной связи основаны некоторые механизмы современной экономики (диктат предложения, искусственное провоцирование новых потребностей). Изучите и объясните схему на рис. 3. Почему контур техносферы имеет положительный знак? Рис. 3. Схема взаимосвязей между отдельными компонентами экосферы (по Т.А. Акимовой, А.П. Кузьмину, В.В. Хаскину, 2007) – сильные связи; – слабые связи Контур биосферы имеет отрицательный знак, поскольку______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Взаимоотношения между человеческим хозяйством, техникой и биотой биосферы образуют контур_________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контур техносферы имеет положительный знак, так как_____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 7. Сформулируйте: 1) системный принцип Ле Шателье–Брауна; 2) основные следствия из него; 3) аксиомы Б. Коммонера. Принцип Ле Шателье–Брауна ______________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Основные следствия:___________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Аксиомы Коммонера_______________________________________________________ __________________________________________________________________________ Задание 8. Объясните смысл концептуального уравнения «Воздействие = Численность населения х Изобилие х Технология». Что означает выражение «экологическая состоятельность применяемых технологий»? Смысл концептуального уравнения: _________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Экологическая состоятельность применяемых технологий –___________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 9. Что означает выражение: «Техносфера вытесняет и замещает биосферу»? Почему огромный технический потенциал современного человечества можно назвать потенциалом самоуничтожения? Выражение «Техносфера вытесняет и замещает биосферу» означает___________ __________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Потенциал самоуничтожения______________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 10. Изучите и объясните схему на рис. 4. Каковы величины суммарных потоков потребления и потоков отходов? Рис. 4. Схема глобального антропогенного материального цикла (по Т.А. Акимовой, А.П. Кузьмину, В.В. Хаскину, 2007) – потоки потребления; – потоки отходов, Гт/год ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Суммарные потоки потребления: ___________________________________________ Суммарные потоки отходов: _______________________________________________ Вопросы для обсуждения на семинаре, подготовки сообщений, самостоятельной работы и написания рефератов по теме 1 1. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Функции живого вещества в биосфере. 2. Биотическая регуляция окружающей среды. 3. Представление о биогеохимических циклах. 4. Экосферология как крупнейший раздел макроэкологии. 5. Системный подход, системный анализ и системные постулаты макроэкологии. 6. Модель взаимосвязей в экосфере. 7. Антропоцентризм и экоцентризм как различные подходы к пониманию отношений Человека с Природой. 8. Предмет, задачи, методы и структура прикладной экологии. 9. Составляющие экологического воздействия. Основное концептуальное уравнение Гридэла–Алленби. 10. Структура и обмен веществ техносферы. Рекомендуемая литература для изучения темы 1 Основная: Реймерс, Н.Ф. Популярный биологический словарь / Н.Ф. Реймерс. – М.: Наука, 1991. – С. 69–72; 85; 497–499. Реймерс, Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) / Н.Ф. Реймерс. – М.: Россия Молодая, 1994. – С. 297–323. Экология. Природа – Человек – Техника: учебник / под общ. ред. А.П. Кузьмина. – М.: ЗАО «Изд-во Экономика», 2007. – С. 13–18; 38–41; 45–56; 124–138. Дополнительная: Вернадский, В.И. Биосфера. Избранные труды по биогеохимии / B.И. Вернадский. – М.: Мысль, 1967. – 374 с. Вронский, В.А. Прикладная экология / В.А. Вронский. – Ростов н/Д: Феникс, 1996. – 512 с. Коробкин, В.И. Экология / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 602 с. Моисеев, Н.Н. Человек и ноосфера / Н.Н. Моисеев. – М.: Мол. гвардия, 1990. – 352 c. Небел, Б. Наука об окружающей среде: в 2 т. / Б. Небел. – М.: Мир, 1993 . Стадницкий, Г.В. Экология / Г.В. Стадницкий, А.И. Родионов. – СПб.: Химия, 1997. – 272 c. Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов. – М.: Высш. шк., 1998. – 512 с. Экология / под ред. проф. В.В. Денисова. – М.: ИКЦ «МарТ», 2006. – 768 с. Эттенборо, Д. Живая природа / Д. Эттенборо. – М.: Мир книги, 2001. – 220 с.

Похожие:

	Рабочая программа по дисциплине В. В геоэкология Цель дать представление студентам о единой экосфере, т е о взаимосвязях атмосферы, гидросферы, биосферы и литосферы на фоне их интеграции...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «материалы и элементы электронной техники» Дисциплина «материалы и элементы электронной техники» входит в цикл общепрофессиональных дисциплин направления 210100 «Электроника...
	Тема: Носители информации. Программы и файлы. Рабочий стол Цель:... Носители информации – материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нем информации		Глобальный эволюционизм и эволюционная глобалистика Учебно-методическое пособие Это издание программы курса «Глобальный эволюционизм и эволюционная глобалистика» подготовлено с учетом опыта преподавания одного...
	Элементы математической статистики Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства (Биологический институт)		Рабочая программа учебного курса «Природоведение» «Природоведение» — интегрированный естественнонаучный курс для младших подростков, который сочетает в себе элементы биологии, географии,...
	Поиск информации в сети Internet Общее представление о глобальной сети Internet На компьютере-получателе пакеты собираются в нужном порядке независимо от того, в какой последовательности они поступили. Таким образом,...		Тема: «Моря, озёра и реки России» Сформировать у учащихся представление о морях, озёрах, реках России, используя элементы проектной деятельности
	Методические рекомендации по покурсу основы экологии для студентов-заочников. Москва 2008 год Программа состоит из четырех разделов, которые являются одновременно образовательными модулями. Первый раздел посвящен экологическим...		Урок-суд «Погода, ее элементы. Влияние человека на погоду» Цель: сформировать представление о погоде и ее элементах, причинах, влияющих на ее изменение. Ознакомить с признаками типов погоды,...
	Тема: «С чего начинается Родина?» ...		К 70-летию победы в битве на волге молодёжные интеллектуальные игры «знать и помнить» Рекомендуем провести не разовую игру – цикл игр, который позволит задействовать большое количество участников, внесёт в ход игры...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Антропогенный рельеф и антропогенные ландшафты – геоморфологические признаки антропосферы		Экология человека как научная Место экологии человека в системе экологического знания. Предмет экологии человека – антропоэкологические взаимодействия. Понятие...
	Конспект внеклассного занятия для учащихся 2 класса ...		Урок-смотр знаний по теме «кровь и кровеносная система» Цель урока: учащиеся должны знать терминологию по теме, называть элементы крови, описывать их особенности, понимать сущность процессов:...