Экология
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Общая экология
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Коротченко Ирина Сергеевна
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 270
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-019670-1
ISBN-онлайн: 978-5-16-112225-9
Артикул: 813799.01.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебном пособии представлен теоретический материал по основам экологии. Приводятся вопросы для самоконтроля, примеры и дополнительная информация, задания для самостоятельной работы, контрольные вопросы. Обширный иллюстрационный материал направлен на развитие творческого и нестандартного мышления, общекультурного уровня.
Соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования последнего поколения.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 35.02.07 «Механизация сельского хозяйства», 35.02.08 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 35.02.07: Механизация сельского хозяйства
- 35.02.08: Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ЭКОЛОГИЯ И.С. КОРОТЧЕНКО Москва ИНФРА-М 2024 УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано Учебно-методическим советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный аграрный университет» для внутривузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям 35.02.07 «Механизация сельского хозяйства», 35.02.08 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
УДК 504.75(075.32) ББК 20.1я723 К68 Коротченко И.С. К68 Экология : учебное пособие / И.С. Коротченко. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 270 с. — (Среднее профессиональное образование). ISBN 978-5-16-019670-1 (print) ISBN 978-5-16-112225-9 (online) В учебном пособии представлен теоретический материал по основам экологии. Приводятся вопросы для самоконтроля, примеры и дополнительная информация, задания для самостоятельной работы, контрольные вопросы. Обширный иллюстрационный материал направлен на развитие творческого и нестандартного мышления, общекультурного уровня. Соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования последнего поколения. Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 35.02.07 «Механизация сельского хозяйства», 35.02.08 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства». УДК 504.75(075.32) ББК 20.1я723 Р е ц е н з е н т ы: Первышина Г.Г., доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры технологии и организации общественного питания Торговоэкономического института Сибирского федерального университета; Вышегородцева И.С., кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и экологии Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения Российской Федерации ISBN 978-5-16-019670-1 (print) ISBN 978-5-16-112225-9 (online) © Коротченко И.С., 2024 © Красноярский государственный аграрный университет, 2024 Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 5 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ ................................................................. 7 Глава 1. ЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА .............................................................. 16 1.1. Объект изучения экологии – взаимодействие живых систем........................ 16 1.2. Методы, используемые в экологических исследованиях .............................. 22 1.3. Роль экологии в формировании современной картины мира и в практической деятельности людей ..................................................................... 24 1.4. Значение экологии в освоении профессий и специальностей среднего профессионального образования ............................................................................. 25 Практическая работа № 1. Биоиндикация качества окружающей среды с использованием древесных растений .................................................................... 27 Глава 2. ОРГАНИЗМ И СРЕДА ....................................................................... 34 2.1. Потенциальные возможности размножения организмов ............................... 34 2.2. Общие законы зависимости организмов от факторов среды ........................ 37 2.3. Основные пути приспособления организмов к среде .................................... 40 2.4. Основные среды жизни ...................................................................................... 45 Практическая работа № 2. Исследование физиологических особенностей адаптации организма к низким температурам ....................................................... 58 Глава 3. ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ............................................................. 61 3.1. Понятие о популяции ......................................................................................... 61 3.2. Демографическая структура популяции .......................................................... 63 3.3. Рост численности и плотность популяции ...................................................... 66 3.4. Численность популяций и ее регуляция в природе ........................................ 69 Практическая работа № 3. Сocтавление экологического паспорта помещения ... 77 Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМОВ .... 81 4.1. Типы взаимодействия организмов ................................................................... 81 4.2. Конкурентные взаимодействия ......................................................................... 87 4.3. Хищничество ...................................................................................................... 94 4.4. Паразитизм и болезни ..................................................................................... 100 Практическая работа № 4. Составление модели рационального питания ........ 110 Глава 5. ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭКОЛОГИЯ СООБЩЕСТВ ....................... 123 5.1. Сообщество, экосистема, биоценоз, биосфера .............................................. 123 5.2. Структура природного сообщества ................................................................ 129 5.3. Законы биологической продуктивности ...................................................... 137 5.4. Агроценозы и агросистемы ........................................................................... 141 Практическая работа № 5. Загрязнение сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами .............................................................................................. 151 Глава 6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВЯЗИ ЧЕЛОВЕКА ................................... 154 6.1. Человек как биосоциальный вид ................................................................... 154 6.2. Особенности пищевых и информационных связей человека .................. 156 6.3. История развития экологических связей человека .................................... 159
Практическая работа № 6. Оценка радиационного состояния окружающей среды ......................................................................................................................... 174 Глава 7. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕМОГРАФИЯ .......................................... 181 7.1. Социально-экологические особенности демографии человечества ........ 181 7.2. Рост численности человечества ...................................................................... 185 7.3. Социально-географические особенности демографии человека ................ 187 7.4. Демографические перспективы ...................................................................... 190 Практическая работа № 7. Изучение демографических показателей ................ 197 Глава 8. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА ............. 201 8.1. Химические загрязнения среды и здоровье человека .................................. 201 8.2. Биологические загрязнения и болезни человека ........................................... 204 8.3. Влияние звуков на человека ............................................................................ 206 8.4. Физические факторы среды и самочувствие человека ................................. 209 8.5. Питание и здоровье человека .......................................................................... 210 Практическая работа № 8. Оценка шумового загрязнения окружающей среды ......................................................................................................................... 219 Глава 9. СОВРЕМЕННЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И ИХ РЕШЕНИЕ .................. 227 9.1. Современные проблемы охраны природы ..................................................... 227 9.2. Современное состояние атмосферы, гидросферы и литосферы ................. 231 9.3. Формы и пути поддержания экологического равновесия природных ресурсов .................................................................................................................... 243 Практическая работа № 9. Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта ......................................................................................................... 256 ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ....................................................................................... 262 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 264 ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………..265 ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………..265
ВВЕДЕНИЕ На современном этапе человек для удовлетворения своих возрастающих потребностей вынужден изменять природные экосистемы и даже разрушать их, возможно, и не желая этого. Люди уже столкнулись с целым рядом природных катастроф, вызванных их деятельностью, и обеспокоены тенденцией нарастания неустойчивости природы. Поэтому экология в настоящее время приобретает особое значение как наука, помогающая найти пути выхода из возникающего кризиса. Все современное благополучие человечества и дальнейшая судьба зависят от общей системы жизни на нашей планете. Раскрывая законы связей, на которых основана устойчивость жизни, люди все глубже понимают, как нужно изменить и организовать свои собственные отношения с природной средой, по каким принципам развивать и использовать свою техническую вооруженность. Эти возможности во многом зависят от социального устройства общества. Поэтому две главные составные части современного экологического знания – это общая экология, изучающая всю живую природу в целом, и социальная экология, изучающая взаимосвязи человеческого общества с природой. Отсюда вытекают правила и приемы рационального природопользования, охраны природы и окружающей человека среды. Цель учебного курса «Экология» – формирование ценностных ориентаций мировоззренческого уровня, отражающих объективную целостность и ценность природы и базовых экологических знаний, необходимых для обеспечения профессиональной деятельности. Задачи: – изучение структуры и закономерностей функционирования экологических систем; – изучение закономерностей действия экологических факторов на биологические, природные, природно-антропогенные объекты и биосферу; – изучение механизмов саморегуляции существующих в экосистемах и антропогенных факторов их нарушающих; – изучение механизмов обеспечения экологической безопасности, рационального природопользования и реализации концепции устойчивого развития; – использование теоретического материала на практике в рамках профессиональной деятельности.
Такой уровень знаний студенты могут получить при рациональном сочетании чтения теоретического курса с проведением практических работ. Для будущих техников-механиков небезынтересными будут вопросы экологии популяций, сообществ и экосистем. Изучая экологию, необходимо иметь в виду, что мы не только обитатели, но и созидатели современной биосферы, и сами служим экологическим фактором практически для всех живых организмов. В этой связи перед составителем настоящего пособия стояла задача систематизировать довольно обширный круг лекционных и практических занятий, формирующих необходимую систему знаний современных специалистов среднего звена. А также способствовать формированию у обучающихся экологической позиции, активизации творческой деятельности студентов в учебном процессе с учетом современных тенденций и овладению навыками проведения самостоятельных научных исследований. Предлагаемое учебное пособие является оригинальным изданием. Компактность изложения, его концептуальная и дидактическая ясность сочетаются с полнотой раскрытия тематики. Пособие логически структурировано, состоит из девяти тематических глав, каждая из которых сопровождается практикумом, заданиями к самостоятельной работе студентов. Предлагаемое учебное пособие апробировано в различных вариантах ( практические работы на занятиях, работы в природной обстановке, при выполнении дипломных работ и т. д.).
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ Абиотические факторы – факторы неорганической (неживой) природы. Автотрофы – организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ, то есть организмы, способные создавать органические вещества из неорганических – углекислого газа, воды, минеральных солей (растения и некоторые бактерии). К ним относятся фототрофы и хемотрофы. Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроцено- зы) – искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкология (сельскохозяйственная экология) – раздел при- кладной экологии, изучающий влияние факторов среды (биотических и абиотических) на продуктивность культурных растений, а также структуру и динамику сообществ организмов, обитающих на сельскохозяйственных полях, влияние агробиоценозов на жизнедеятельность культивируемых растений. Адаптация – приспособление к среде обитания, выработавшее- ся у организмов в процессе эволюции. Аменсализм – взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого. Антропоцентризм – учение, основанное на представлении о «человеческой исключительности», противопоставлении человека природе. Ареал – пространство, на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности. Аутэкология (экология особей, факториальная экология) – раз- дел экологии, изучающий взаимоотношения особей (организма) с окружающей средой. Аэроб – организм, способный жить лишь в среде, содержащей свободный молекулярный кислород; относятся почти все животные и растения, а также многие грибы и микроорганизмы. Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности с опре- деленным составом живых (биоценоз) и косных (биотоп) компонентов, объединенных обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.
Биоиндикация – обнаружение и определение биологически и экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов и их сообществ. Биологическое разнообразие – разнообразие живых организмов, а также видов, экосистем и экологических процессов, звеньями которых они являются. Биомасса – масса организмов определенной группы (продуцен- тов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом. Биосфера – оболочка Земли, состав, структура и свойства кото- рой в той или иной степени определяются настоящей или прошлой деятельностью живых организмов. Биосферные заповедники – составные части ряда государст- венных природных заповедников, использующиеся для фонового мониторинга биосферных процессов. Биотехнология – применительно к охране окружающей челове- ка природной среды разработка и создание биологических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов и препаратов путем включения их в естественные круговороты веществ, элементов, энергии и информации. Биотические факторы – воздействие на организм других жи- вых организмов. Возобновимые природные ресурсы – исчерпаемые природные ресурсы, которые по мере использования постоянно восстанавливаются ( животный мир, растительность, почва). Гетеротрофы – организмы, использующие в качестве источни- ка углерода органические соединения, т. е. организмы, питающиеся готовым органическим веществом (животные, грибы и большинство бактерий). Глобальная экология – комплексная научная дисциплина, изу- чающая биосферу в целом. Гомеостаз – состояние внутреннего динамического равновесия природной системы, поддерживаемое регулярным возобновлением ее основных структур, вещественно-энергетического состава и постоянной функциональной саморегуляцией ее компонентов. Гомойотермные организмы – организмы, способные поддер- живать внутреннюю температуру тела на относительно постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды (птицы и млекопитающие).
Государственные природные заповедники – территории и ак- ваторий, которые полностью изъяты из обычного хозяйственного использования с целью сохранения в естественном состоянии природного комплекса. Деградация почв – ухудшение качества почвы в результате снижения плодородия. Демэкология (экология популяций, популяционная экология) – раздел общей экологии, изучающий структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяций, внутрипопуляци- онные группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых формируются популяции. Дендрологические парки и ботанические сады – коллекции де- ревьев, кустарников и трав, созданные человеком с целью сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира, а также в научных, учебных и культурно-просветительных целях. Деструкция экосистем – разрушение структуры, стабильности и функционирования экосистем под влиянием естественных и антропогенных факторов. Живое вещество – совокупность всех живых организмов, суще- ствующих в данный момент; связано с окружающей средой биогенным током химических элементов путем дыхания, питания и размножения. Загрязнение – привнесение в окружающую среду или возникно- вение в ней новых (обычно не характерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов. Законы экологии Б. Коммонера: 1) «Все связано со всем»: это означает, что живая динамика сложных и разветвленных экологических цепей образует в конечном итоге единую высокосвя- занную систему; 2) «Все должно куда-то деваться»: это неформальная перефразировка фундаментального физического закона сохранения материи. Здесь Коммонер ставит одну из труднейших проблем прикладной экологии – проблему ассимиляции биосферой отходов человеческой цивилизации; Барри Коммонер (1917–2012)
3) «Природа знает лучше»: этот закон с призывом к осторожности в обращении с природными экосистемами; 4) «Ничто не дается даром»: этот экологический закон объединяет в себе три предыдущих закона. По Коммонеру, глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно или потеряно, и которая не может явиться объектом всеобщего улучшения. Все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Заповедник – особо охраняемая территория (акватория), нацело исключенная из любой хозяйственной деятельности (в том числе посещения людьми) в целях сохранения в нетронутом виде природных комплексов (эталонов природы), охраны видов живого и слежения за природными процессами. Захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую природную среду. Здоровый образ жизни – гигиеническое поведение, базирующееся на научно обоснованных санитарно-гигиенических нормативах, направленных на укрепление и сохранение здоровья, активизацию защитных сил организма, обеспечение высокого уровня трудоспособности, достижение активного долголетия. Здоровье – согласно Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), это многоуровневая система, объективное состояние и субъективное чувство полного физического, душевного и социального благополучия при хорошем самочувствии, работоспособности и способности к воспроизводству потомства, а не только отсутствие болезней и физических дефектов. Зона толерантности – интервал количественных значений экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости. Зоны рекреационные – часть окружающей среды, используемая для отдыха и туризма. Интродукция (биологическая) – переселение особей какого- либо вида животных и растений за пределы естественного ареала в новые для них места обитания. Исчерпаемые природные ресурсы – природные ресурсы, коли- чество которых ограничено и абсолютно, и относительно (полезные
ископаемые, почвы, биологические ресурсы). Их делят на невозобновимые и возобновимые природные ресурсы. Кадастры природных ресурсов – это свод экономических, эко- логических, организационных и технических показателей, который характеризует количество и качество природного ресурса, а также состав и категории природопользователей этого ресурса. Канцерогены – вещества или физические агенты, способные вы- звать развитие злокачественных новообразований или способствовать их возникновению. Качество окружающей среды – совокупность показателей, ха- рактеризующих состояние окружающей среды; степень соответствия среды жизни человека его потребностям. Комменсализм – взаимоотношения, при которых один из парт- неров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Конкуренция – взаимоотношения, при которых организмы со- перничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Консументы – гетеротрофные организмы, потребляющие орга- ническое вещество продуцентов или других консументов (животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Контроль состояния окружающей среды – проверка соответ- ствия показателей качества окружающей среды (воды, атмосферного воздуха, почв и т. д.) установленным нормам и требованиям (ПДК, НДС, ПДВ, ПДВВ и др.). Ксенобиотики – загрязнители окружающей среды из любого клас- са химических соединений, которые не встречаются в природных экосистемах ( например, пестициды, фенолы, детергенты, пластмассы и др.). Малоотходная технология – такой способ производства, кото- рый обеспечивает максимально эффективное использование сырья и энергии, с минимумом отходов и потерь энергии. Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) – система наблюдения, оценки и прогнозирования состояния окружающей человека природной среды. Мутагены – факторы, вызывающие изменения числа и структу- ры хромосом. Мутуализм (облигатный симбиоз) – взаимовыгодное сожитель- ство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать
без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразру- шающие бактерии. Национальные парки – относительно большие природные тер- ритории и акватории, где обеспечивается выполнение трех основных целей: экологической (поддержание экологического баланса и сохранение природных экосистем), рекреационной (регулируемый туризм и отдых людей) и научной (разработка и внедрение методов сохранения природного комплекса в условиях массового допуска посетителей). Невозобновимые природные ресурсы – исчерпаемые природные ресурсы, которые абсолютно не восстанавливаются (каменный уголь, нефть и большинство других полезных ископаемых) или восстанавливаются значительно медленнее, чем идет их использование (торфяники, многие осадочные породы). Неисчерпаемые природные ресурсы – природные ресурсы, ко- личество которых не ограничено, но не абсолютно, а относительно наших потребностей и сроков существования (воды Мирового океана, пресные воды, атмосферный воздух, энергия ветра, солнечная радиация, энергия морских приливов). Нейтрализм – сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси. Особо охраняемые природные территории (ООПТ) – террито- рии или акватории, в пределах которых запрещено их хозяйственное использование и поддерживается их естественное состояние в целях сохранения экологического равновесия, а также в научных, учебно- просветительных, культурно-эстетических целях. Памятники природы – уникальные, невоспроизводимые при- родные объекты, имеющие научную, экологическую, культурную и эстетическую ценность (пещеры, вековые деревья, скалы, водопады и др.). На территории, где они расположены, запрещена любая деятельность, нарушающая их сохранность. Паразитизм – взаимоотношения, при которых паразит не уби- вает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи. К паразитам относятся: вирусы, патогенные бактерии, грибы, простейшие, паразитические черви и др. Пестицид – химическое соединение, используемое для зашиты от вредителей растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, изделий из шерсти, хлопка, кожи.
Доступ онлайн
В корзину